Dlaczego mały Merkury jest trudniejszy do zdobycia niż odległy Pluton? BepiColombo zrzuca silniki i wchodzi w finał
Dotarcie na kraniec Układu Słonecznego wymagało mniej energii niż wejście na orbitę pierwszej planety od Słońca.
Po ośmiu latach skomplikowanej podróży i pokonaniu 10 miliardów kilometrów europejsko-japońska misja BepiColombo rozpoczęła decydujący manewr. W odległości 63 milionów kilometrów od Słońca sonda pomyślnie odrzuciła moduł napędowy i szykuje się do przechwycenia przez grawitację Merkurego.
Paradoks grawitacyjnej studni
W powszechnym wyobrażeniu najtrudniejsze misje kosmiczne to te wysyłane w najdalsze zakątki Układu Słonecznego. Choć sonda New Horizons musiała wspiąć się na samą krawędź słonecznej studni grawitacyjnej, by dotrzeć do Plutona, jej misja zakładała wyłącznie przelot obok celu. Wystarczyło nadać jej potężny impuls startowy i wykorzystać asystę Jowisza, by przemknęła obok karłowatej planety bez konieczności wytracania prędkości.
Z Merkurym sprawa jest o wiele trudniejsza. Aby skierować się ku pierwszej planecie i wejść na jej orbitę, trzeba najpierw skasować znaczną część prędkości orbitalnej Ziemi, a spadając w głąb słonecznego leja grawitacyjnego, statek bezustannie przyspiesza. Mały i lekki Merkury ma zbyt słabą grawitację, by samodzielnie przechwycić tak rozpędzony obiekt. Z tego powodu wyhamowanie i wejście na jego orbitę wymaga w bilansie energetycznym większej zmiany prędkości (delta-v) niż wysłanie próbnika na trajektorię ucieczkową z Układu Słonecznego.
Dlatego trajektoria BepiColombo wymagała aż dziewięciu asyst grawitacyjnych: jednej wokół Ziemi, dwóch wokół Wenus i sześciu wokół samego Merkurego. Manewry te, połączone z pracą czterech najpotężniejszych silników jonowych w historii głębokiego kosmosu, służyły wyłącznie jednemu celowi – zbijaniu gigantycznej prędkości.
Odłączenie w kosmicznym piekle
W miniony czwartek kontrolerzy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) zrealizowali najbardziej ryzykowny manewr od momentu startu w 2018 roku. W odległości zaledwie 63 milionów kilometrów od gwiazdy, w warunkach ekstremalnego promieniowania i żaru, sonda odrzuciła moduł transferowy MTM (Mercury Transfer Module). Cztery mechaniczne sprężyny pomyślnie odepchnęły sekcję napędową, która stała się bezużytecznym balastem.
Operacja ta niosła potężne ryzyko dla misji wartej blisko dwa miliardy dolarów. Podczas trwającego osiem lat przelotu moduł napędowy fizycznie zasłaniał główne panele słoneczne oraz kluczowe instrumenty naukowe europejskiego orbitera. Dopiero po separacji aparatura badawcza po raz pierwszy „zobaczyła” otwartą przestrzeń kosmiczną, a zasilanie przejęły własne baterie sondy.
Droga do tego etapu nie była pozbawiona dramaturgii. W 2024 roku silniki jonowe BepiColombo niespodziewanie straciły część mocy, co postawiło powodzenie całej wyprawy pod znakiem zapytania. Inżynierowie musieli na bieżąco przeliczyć trajektorię i wydłużyć podróż o dodatkowy rok, aby umożliwić wejście na orbitę planety.
Dwa orbitery i tajemnice żelaznego globu
Ostateczne wejście na orbitę Merkurego nastąpi 21 listopada 2026 roku. Wtedy grawitacja planety przechwyci połączone jeszcze statki, a w grudniu dojdzie do ich ostatecznego rozdzielenia. Po raz pierwszy w historii badań planetarnych w rejon tego globu trafią jednocześnie dwa wyspecjalizowane orbitery.
Europejski próbnik MPO (Mercury Planetary Orbiter) wejdzie na niższą orbitę, by badać ukształtowanie powierzchni, skład geologiczny oraz kratery na biegunach, w których może kryć się lód wodny. Z kolei japońska sonda Mio (Mercury Magnetospheric Orbiter) zajmie wyższą orbitę, koncentrując się na pomiarach szczątkowego pola magnetycznego, plazmy i oddziaływania wiatru słonecznego. Regularne obserwacje naukowe wystartują w kwietniu 2027 roku.
