BepiColombo

Z Wikipedii

Ten artykuł dotyczy przyszłej misji kosmicznej. Informacje w nim zawarte mogą się zmienić wraz z pojawieniem się nowych zdarzeń.

Zaangażowani	ESA, JAXA
Rakieta nośna	Sojuz 2-1B/Fregat-M
Miejsce startu	Kosmodrom Kourou, Gujana Francuska
Cel misji	Merkury
Orbita (docelowa, początkowa)
Okrążane ciało niebieskie	Merkury
Czas trwania
Początek misji	sierpień 2013 ( GMT)
Koniec misji	[[]] 2020
Wymiary
Masa całkowita	2300 kg

BepiColombo – planowana wspólna sonda kosmiczna ESA i JAXA (będzie to pierwsza wspólna misja tych agencji kosmicznych) do badania Merkurego. Oba próbniki dotrą do celu w 2019 roku. W związku z ograniczeniami budżetowymi anulowano projekt lądownika (MSE).

BepiColombo ma być największym do tej pory statkiem kosmicznym napędzanym silnikiem jonowym zasilanym energią słoneczną. Silnik ten będzie, dość nietypowo, służył głównie do hamowania, a nie rozpędzania statku, gdyż BepiColombo będzie leciał w kierunku Słońca (spadał w jego kierunku) i aby móc wejść na orbitę Merkurego, będzie musiał utrzymywać odpowiednią prędkość, zwiększającą się z wyniku przybliżania się do Słońca, i nie rozpędzać się nadmiernie.

Nazwa sondy pochodzi od włoskiego matematyka i inżyniera, Giuseppe (Bepi) Colombo, który wynalazł manewr asysty grawitacyjnej, bez którego niemożliwe byłyby dotychczasowe loty międzyplanetarne. Colombo pomógł NASA w ustaleniu trajektorii lotu sondy Mariner 10. Wysłany w 1973 r. Mariner 10, był do 14 stycznia 2008 roku jedynym statkiem kosmicznym, który dotarł do planety Merkury. Wykonał on pierwszy manewr asysty grawitacyjnej z pomocą Wenus.

Spis treści 1 Cele naukowe 2 Budowa statku 2.1 MTM 2.2 MPO 2.3 MMO 2.4 MSE 2.5 Łączność 3 Historia misji 3.1 Planowany przebieg misji 4 Zobacz też 5 Przypisy 6 Źródła

[edytuj] Cele naukowe

• Badanie pochodzenia i ewolucji planet o orbitach bliskich gwieździe centralnej
• Badanie struktury, topografii, geologii Merkurego
• Badanie składu i dynamiki egzosfery Merkurego
• Badanie struktury i dynamiki pola magnetycznego Merkurego i uzyskanie wyników umożliwiających określenie jego źródła
• Sprawdzenie ogólnej teorii względności

[edytuj] Budowa statku

Na obecnym etapie przewidziane są trzy składniki misji: moduł główny i dwa orbitery.

[edytuj] MTM

Mercury Transfer Module (MTM) - moduł transferowy - za który odpowiedzialna jest ESA. Jest to główna część statku, na której na czas podróży do Merkurego będą zamontowane oba orbitery. Nie przenosi instrumentów naukowych. Moduł posiadać ma dwa rodzaje napędu: tradycyjny chemiczny, (na dwuskładnikowe paliwo: monometylohydrazynę i mieszankę tlenków azotu, MON3), oraz silnik jonowy, korzystający z energii słonecznej. Silnik chemiczny zostanie użyty do opuszczenia orbity okołoziemskiej i do przelotu wokół Księżyca, a następnie nastąpi jego pirotechniczne oddzielenie od statku. W dalszej części misji używany będzie tylko silnik jonowy. Zostanie on użyty do opuszczenia układu Ziemia-Księżyc.

[edytuj] MPO

Mercury Planetary Orbiter (MPO) - orbiter do badania planety - ESA. Ważący 356 kg statek będzie przenosił 11 instrumentów naukowych o łącznej masie około 60 kg. Będzie zasilany ogniwami słonecznymi o mocy 420 W (w peryhelium). Chłodzenie zapewniać będzie radiator o powierzchni 1,5 m². Będzie on zawsze zwrócony w stronę przeciwną od Słońca, a od promieniowania odbijanego przez planetę będzie osłaniała go tarcza o powierzchni 3,4 m². Do komunikacji (na pasmach X/Ka) z Ziemią będzie wykorzystywana antena dużego zysku o średnicy 1,5 m, umieszczona na szczycie statku (średnia prędkość przesyłu 50kb/s). Do wyznaczania położenia statku będą używane 3 szukacze gwiazd. Głównym wykonawcą MPO jest firma EADS Astrium^[1]. Planowana orbita: 400×1500 km; okres 2,3 h.

Instrumenty naukowe:

• spektrometr podczerwieni, MERTIS - Niemcy - badania mineralogiczne i bilansu cieplnego
• spektrometr promieniowania rentgenowskiego, MIXS - Wielka Brytania, Finlandia - badania jakościowe i ilościowe składu powierzchni Merkurego
• monitor promieniowania słonecznego, SIXS - Finlandia, Wielka Brytania - monitorowanie promieniowania X i korpuskularnego o pochodzeniu słonecznym
• spektrometr UV, PHEBUS - Francja, Japonia, Rosja - spektroskopowe badania egzosfery
• spektrometr promieniowania gamma i neutronowego, MGNS - Rosja - badania jakościowe i ilościowe składu powierzchni Merkurego
• zestaw kamer wysokorozdzielczych i stereoskopowych promieniowania widzialnego i bliskiej podczerwieni, SIMBIO-SYS - Włochy, Francja, Szwajcaria - wykonywanie zdjęć, spektroskopia bliskiej podczerwieni, badania mineralogiczne
• spektrometr jonów i cząstek obojętnych, SERENA - Włochy, Stany Zjednoczone, Szwecja, Austria - badania in situ egzosfery, jej składu i struktury
• wysokościomierz laserowy, BELA - Niemcy, Szwajcaria - wykonywanie map topograficznych
• magnetometr, MERMAG - Niemcy, Wielka Brytania - badanie pola magnetycznego Merkurego i jego interakcji z wiatrem słonecznym
• akcelerometr radiowy, ISA - Włochy - przyrząd do pomiaru niegrawitacyjnych przyspieszeń statku
• zestaw eksperymentów radiowych, MORE - Włochy, Stany Zjednoczone - badania orbity Merkurego, pól grawitacyjnych i podstawowych praw fizyki

[edytuj] MMO

Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) - orbiter do badania magnetosfery - budowany przez JAXA. Jego osłona przeciwsłoneczna, MOSIF, budowana jest przez ESA. Ważący od 165 do 250 kg orbiter będzie miał kształt spłaszczonego cylindra. Stabilizowany obrotowo (15 obr./min), z osią obrotu prostopadłą do równika merkuriańskiego. Szczyt i spód cylindra będą stanowiły radiatory kontrolujące temperaturę statku. Bok cylindra pokryty będzie ogniwami słonecznymi (o mocy 185 W) i izolacją termiczną. Łączność z Ziemią utrzymywana będzie poprzez rozwijalną antenę o średnicy 1 m i dwie anteny średniego zysku, pasmo X. Średnia prędkość przesyłu danych ma wynosić 5 kb/s. Statek ma pracować przynajmniej jeden rok ziemski. Położenie statku będzie kontrolowane przez zespół silniczków odrzutowych. Do instrumentów naukowych sondy należeć będą: magnetometry, detektory cząstek naładowanych, odbiorniki radiowe, kamery. Planowana orbita: 400×12 000 km; okres 9,2 h

Instrumenty naukowe:

• magnetometr, MERMAG - badanie pola magnetycznego Merkurego i jego interakcji z wiatrem słonecznym
• eksperyment cząstek plazmy, MPPE - badanie nisko- o wysokoenergetycznych cząstek plazmy w magnetosferze Merkurego
• eksperyment fal plazmy, PWI - przyrząd do badania struktury i dynamiki magnetosfery
• detektor sodu atmosferycznego, MSASI - przyrząd do detekcji sodu w egzosferze, jego ilości i rozmieszczenia
• monitor pyłu, MDM - detektor pyłu międzyplanetarnego w sąsiedztwie Merkurego

[edytuj] MSE

Anulowany z powodów finansowych rosyjski lądownik miał mieć masę 44 kg i pracować na powierzchni Merkurego przez około tydzień. Pojazd o średnicy ok. 90 cm miałby wylądować na szerokości hermiograficznej 85°, w pobliżu terminatora. Lądownik zostałby umieszczony na orbicie o wysokości 10 km, a potem zdeorbitowany, lądowałby na dmuchanych poduszkach.

Gdyby statek lądował na powierzchni oświetlonej, rozłożyłaby się osłona przeciwsłoneczna. Głównym zasilaniem byłaby bateria pojemności 1,7 kWh. Zebrane dane byłby magazynowane w pamięci i przekazywane anteną UHF do jednego z dwóch orbiterów, z szybkością 8,7 kb/s. Wśród 7 kg ładunku naukowego znaleźć się miały: kamery (jedna do zdjęć pod czas spadania i druga do pracy na powierzchni), pakiet instrumentów do badania przepływy ciepła i właściwości fizycznych powierzchni, spektrometr rentgenowski cząstek alfa, magnetometr, sejsmometr, urządzenie do penetracji gruntu i mikropojazd.

[edytuj] Łączność

Centrum kierowania misją będzie mieściło się w ośrodku ESA ESOC, w Darmstadt, w Niemczech. Stację śledzenia i łączności znajdować będą się również w Hiszpanii (Cebreros, antena śr. 35 m) i w Japonii (Usuda, antena śr. 64 m).

[edytuj] Historia misji

• 2001 - faza konkursowa - EADS Astrium wygrywa przetarg na budowę europejskich modułów statku
• 18 stycznia 2008 - oficjalnie podpisanie umowy między ESA a EADS Astrium

[edytuj] Planowany przebieg misji

Sonda ma zostać wystrzelona rosyjską rakietą Sojuz-Fregat w sierpniu 2013 roku. Podróż do Merkurego zajmie 6 lat. Statek będzie napędzany (hamowany) jonowym silnikiem elektrycznym wykorzystującym energię słoneczną, oraz przez asysty grawitacyjne wykorzystujące Księżyc, Ziemię, Wenus, i samego Merkurego. Po przybyciu na orbitę Merkurego (sierpień 2019), statek będzie badał planetę przez co najmniej rok. Sonda wykona mapy całego globu w różnych długościach fal i będzie starała się wykryć lód wodny w kraterach na powierzchni planety.

• sierpień 2013 - start i wejście na orbitę transferową
• wrzesień 2013 - podnoszenie apogeum do wysokości orbity Księżyca (420000 km)
• 19 września 2013 - asysta grawitacyjna Księżyca
• 28 stycznia 2015 - asysta grawitacyjna Ziemi
• 6 lutego 2016 - I asysta grawitacyjna Wenus
• 17 września 2016 - II asysta grawitacyjna Wenus
• 22 listopada 2018 - I asysta grawitacyjna Merkurego
• 29 grudnia 2018 - II asysta grawitacyjna Merkurego
• styczeń 2019 - odrzucenie modułu przelotowego MTM
• luty 2019 - przejścia przez punkty libracyjne L1 i L2 układu Słońce-Merkury
• marzec 2019 - przechwycenie przez pole grawitacyjne Merkurego. Orbita 400×188000 km
• 4 czerwca 2019 - I korekta orbity
• czerwiec 2019 - II korekta orbity
• czerwiec 2019 - III korekta orbity
• czerwiec 2019 - IV korekta orbity. Orbita 400 × 11824 km, i=90°, okres 9,2 h
• czerwiec 2019 - oddzielenie MMS
• czerwiec 2019 - V korekta orbity
• lipiec 2019 - VI korekta orbity
• lipiec 2019 - VII korekta orbity
• lipiec 2019 - VIII korekta orbity. Orbita 400 × 1508 km, i=90°, okres 2,3 h
• wrzesień 2019 - rozpoczęcie misji naukowej
• wrzesień 2020 - nominalne zakończenie misji naukowej
• wrzesień 2021 - zakończenie misji przedłużonej

[edytuj] Zobacz też

• MESSENGER

Przypisy

[edytuj] Źródła

• ESA (en)
• JAXA (en)
• Loty Kosmiczne (pl)