Teams van ESA en de ruimtevaartindustrie hebben de afgelopen vier maanden onafgebroken gewerkt om een storing te verhelpen waardoor de stuwraketten van de ruimtesonde BepiColombo niet op volle kracht konden werken. De ESA/JAXA-missie ligt nog steeds op schema, met een nieuwe baan die hem op woensdag 4 september 2024 op slechts 165 km van het oppervlak van Mercurius brengt. Doordat BepiColombo dichter bij Mercurius komt dan ooit tevoren, zal deze flyby de snelheid van het ruimteschip verlagen en zijn richting veranderen. Het geeft ons ook de kans om beelden te maken en de werking van de wetenschappelijke instrumenten op Mercurius af te stellen voordat de hoofdmissie begint.
BepiColombo is in oktober 2018 in de ruimte gelanceerd en maakt gebruik van negen planetaire flybys: één bij de aarde, twee bij Venus en zes bij Mercurius, om zichzelf in een baan rond Mercurius te sturen. Eenmaal in een baan om Mercurius kan de wetenschappelijke fase van de missie beginnen. De komende flyby is de vierde bij Mercurius. Hoewel het altijd al in de planning stond, zal BepiColombo ongeveer 35 km dichter bij Mercurius komen dan oorspronkelijk gepland, dankzij een nieuwe route die is bedacht door ESA's vluchtdynamicateam.
Waarom is het zo moeilijk om Mercurius te bezoeken?
Mercurius is de minst onderzochte rotsachtige planeet van het zonnestelsel, vooral omdat het een ongelooflijke uitdaging is om er te komen. Naarmate BepiColombo dichter bij de zon komt, versnelt de krachtige zwaartekracht van onze ster het ruimtevaartuig ernaartoe. Bovendien lanceerde het ruimteschip met veel energie vanaf de aarde en reisde het veel te snel om in een baan rond de kleine Mercurius te worden gevangen. Het overwinnen van beide hindernissen zou enorm moeilijk zijn met alleen de stuwraketten aan boord. Daarom maakt BepiColombo ook gebruik van vliegbewegingen met behulp van de zwaartekracht om energie te verliezen en genoeg af te remmen om uiteindelijk in een baan rond Mercurius te worden gevangen.
BepiColombo's reis naar Mercurius wordt nog epischer
BepiColombo is uniek omdat het bestaat uit twee wetenschappelijke orbiters die rond Mercurius cirkelen - ESA's Mercury Planetary Orbiter en de Japan Aerace Exploration Agency's (JAXA) Mercury Magnetospospheric Orbiter. De twee worden samen naar de mysterieuze planeet gebracht door de Mercury Transfer Module (MTM). In april 2024 kreeg BepiColombo te maken met een probleem waardoor de elektrische stuwraketten van MTM niet op volle kracht konden werken. Ingenieurs ontdekten onverwachte elektrische stromen tussen MTM's zonnepaneel en de eenheid die verantwoordelijk is voor het onttrekken van energie en het distribueren ervan naar de rest van het ruimteschip. Uit gegevens aan boord blijkt dat er daardoor minder vermogen beschikbaar is voor de elektrische aandrijving.
ESA's BepiColombo missiemanager, Santa Martinez legt uit: “Na maanden van onderzoek zijn we tot de conclusie gekomen dat de elektrische stuwraketten van MTM onder de minimale stuwkracht blijven die nodig is om in december 2025 in een baan om Mercurius te komen.” Het Flight Dynamics-team van ESA heeft een slimme oplossing bedacht voor de verminderde stuwkracht van MTM. Zij bedachten een nieuwe baan die de wetenschappelijke basismissie op Mercurius handhaaft, maar het ruimteschip in staat stelt minder stuwkracht te gebruiken tijdens de kruisfase van de missie. Met deze nieuwe baan wordt nu verwacht dat BepiColombo in november 2026 bij Mercurius aankomt.
Elk van BepiColombo's vierde, vijfde (december 2024) en zesde (januari 2025) vluchten naar Mercurius gaan door zoals gepland. Bij alle drie zal de snelheid en richting van de ruimtesonde veranderen, waardoor het meer in lijn komt met de baan van Mercurius rond de zon. MTM zal zijn stuwraketten in september tot oktober 2024 afvuren om BepiColombo op zijn nieuwe baan te brengen. De vierde flyby brengt BepiColombo dichter bij Mercurius dan gepland, waardoor er minder stuwkracht nodig is voor de vijfde flyby. De zesde flyby wordt dan gebruikt om op de nieuwe baan te komen.
Wetenschap op Mercurius: een voorproefje van wat komen gaat
Afgezien van de latere aankomstdatum zal de rest van de BepiColombo-missie naar verwachting doorgaan zoals gepland en zullen de wetenschappelijke doelstellingen niet worden beïnvloed. ESA verwacht dat de missie dezelfde wetenschappelijke resultaten zal opleveren, met gegevens die worden verzameld door een pakket van 16 instrumenten in de twee orbiters. Tien van deze instrumenten kunnen tijdens de flyby van deze week worden bediend, waardoor we een voorproefje krijgen van de wetenschappelijke ontdekkingen die we van de hoofdmissie kunnen verwachten. Magnetische, plasma- en deeltjesmeetinstrumenten zullen monsters nemen van de omgeving voor, tijdens en na de nadering. De andere instrumenten kunnen niet worden bediend omdat hun gezichtsveld wordt geblokkeerd door het draagruimteschip.
“Het is zo spannend dat BepiColombo ons begrip van en kennis over Mercurius kan vergroten tijdens deze korte vliegbewegingen, ondanks het feit dat we in een 'gestapelde' cruiseconfiguratie zijn”, zegt Johannes Benkhoff, projectwetenschapper bij BepiColombo. “We vliegen met ons wetenschappelijk laboratorium van wereldklasse door diverse en onontdekte delen van de omgeving van Mercurius waar we eenmaal in een baan om de aarde geen toegang toe hebben, terwijl we ook een voorsprong krijgen op de voorbereidingen om ervoor te zorgen dat we zo snel en soepel mogelijk overgaan naar de wetenschappelijke hoofdmissie.” Het testen van de instrumenten tijdens de flybys is waardevol voor de wetenschapsteams om te controleren of hun instrumenten goed functioneren in de aanloop naar de hoofdmissie. De simulatie hieronder toont het pad dat BepiColombo tijdens de komende flyby door de magnetische omgeving van Mercurius zal volgen. Verschillende instrumenten zullen gegevens verzamelen over de magnetische en elektrische veldsterkte en de deeltjes rond Mercurius meten, waardoor totaal nieuwe informatie over de magnetische omgeving van de planeet aan het licht komt. Klik op de video voor meer informatie.
BepiColombo's beste beeld tot nu toe van Mercurius
De wetenschappelijke hoofdcamera van BepiColombo is afgeschermd tot de ESA- en JAXA-banen uit elkaar gaan, maar tijdens de vluchten worden beelden gemaakt door de drie bewakingscamera's (M-CAM's) op de Mercury Transfer Module. De camera's maken zwart-witfoto's van 1024 x 1024 pixels. Hun beelden van Mercurius zijn een bonus: de camera's zijn eigenlijk ontworpen om de zonnepaneel-, antenne- en magnetometergiekiek van het ruimteschip in de gaten te houden, vooral in de moeilijke periode na de lancering. Wanneer BepiColombo Mercurius passeert, zullen M-CAM 2 en M-CAM 3 twee minuten na de dichtste nadering, wanneer BepiColombo ongeveer 200 km van het oppervlak van Mercurius is, beginnen met het maken van goed belichte beelden. M-CAM 1 zal een prachtig beeld hebben van Mercurius die zich in de verte terugtrekt.
Deze flyby zal ook de eerste zijn waarbij BepiColombo over de polen van Mercurius vliegt, wat helpt om de baan van het ruimteschip aan te passen aan die van Mercurius, die schuin staat ten opzichte van de baan van de aarde. We verwachten de eerste prachtige beelden van BepiColombo van de zuidpool van de planeet te kunnen delen. De eerste beelden worden een paar uur na de nadering gedownlinked en zullen naar verwachting op 5 september worden vrijgegeven. Op de beelden die het dichtst in de buurt komen, zijn naar verwachting grote kraters, rimpels, lavavlaktes en nog veel meer te zien. Ze helpen wetenschappers om de geheimen van de 4,6 miljard jaar oude geschiedenis van Mercurius en zijn plaats in de evolutie van het zonnestelsel te ontsluieren. Het is de bedoeling dat alle beelden later in september openbaar worden gemaakt in het Planetary Science Archive. De eerste wetenschappelijke resultaten van de gegevens die tijdens de flyby zijn verzameld, worden op 13 september vrijgegeven.
Bron: ESA
