Na Merkurego przez Wenus dwa normalne proszę - o kosztownej wyprawie sondy BepiColombo

20. października o godzinie 3.45, czyli prawdopodobnie w chwili gdy wszyscy spali - już, albo jeszcze - z kosmodromu w Gujanie francuskiej wystartowała rakieta Ariane 5. Jeden z wielu tegorocznych startów rakiet, ale też jeden z tych bardzo kosztownych i dających nadzieję. Nadzieję, że zmusimy Merkurego do odkrycia kart, czyli ukazania nam swojego oblicza w jeszcze większym stopniu niż podczas misji Mariner 10 i Messenger. Jeden z problemów jakiemu czoło stawić musieli inżynierowie podczas konstruowania sondy BepiColombo po trosze przypomina to z czym walczą czasami konstruktorzy wydajnych, ale niewielkich komputerów. Mowa o skutecznym chłodzeniu.

O tym jednak później, bo najpierw na Merkurego trzeba dostać się po raz kolejny.

20 października 2018

Zastanówmy się więc dlaczego swój cel BepiColombo, nazwane na cześć Giuseppe Colombo (włoski matematyk i inżynier), osiągnie dopiero za siedem lat (dla branży mobilnej, o której tak ochoczo każdy pisze, to cała era). Odpowiedzialny za to jest patron projektu, ale nie krytykujmy go zanim nie zrozumiemy, że obecnie "śpieszyć się powoli" to najlepszy sposób podróżowania do wnętrza Układu Słonecznego.

Żyjemy w czasach gdy eksploracja Kosmosu nie jest już tylko mrzonką, ale też jeszcze nie dorośliśmy do tego, by połykać go tak jak połyka się kilometry na autostradzie. Naukowe projekty astrofizyczne nie są działaniami, które mogą zawsze liczyć na nieograniczone środki finansowe, podobnie jak możliwości rakiet, które są stosowane do wysyłania sond badawczych. Pokrycie ogromnych kosztów to tylko jedno z wyzwań jakim czoło stawił BepiColombo. Koszty zresztą wiążą się z największym wyzwaniem - walce z grawitacją Słońca. O tym więcej pisałem przy okazji misji badawczej na Słońce czyli sondzie Parkera.

Tymczasem przypomnijmy sobie czym wsławił się Giuseppe Colombo. Otóż jego matematyczna wiedza i inżynieryjne doświadczenie pomogło mu w opracowaniu techniki asyst grawitacyjnych. Dziś techniki powszedniej można rzec, bo wie o tym każdy miłośnik astronomii, niezbędnej w locie na Merkurego. Asysta grawitacyjna pozwala wykorzystać grawitację planet mijanych przez sondę, by zmienić jej prędkość i kierunek lotu. W podróżach międzyplanetarnych manewry korygujące trasę są konieczne i wymagają ogromnych ilości paliwa. Dzięki asystom grawitacyjnym nie trzeba go w ogóle zużywać na takie manewry.

A nawet nie trzeba go zabierać tyle co w sytuacji gdy sonda nie polegałaby na asystach grawitacyjnych. A to z kolei zmniejsza znakomicie koszty całej misji (mniejsza waga sondy, którą należy wystrzelić w Kosmos).

Można też z humorem - szef NASA w filmie Marsjanin wprowadzany w tajniki grawitacyjnego wspomagania napędu

Tak właśnie będzie leciał na Merkurego BepiColombo - z pomocą asyst grawitacyjnych. Podobnie jak wcześniejsze misje, które odwiedzały najbliższą Słońcu planetę Układu Słonecznego (i jedną z najmniej poznanych) odwiedzi Wenus. Przy okazji zaktualizuje część informacji na temat tej planety, która mimo fatalnych dla życia warunków na powierzchni, może być przyjazna ponad gęstymi chmurami. To właśnie tam NASA liczy w przyszłości umieścić unoszące się jak dawne sterowce pojazdy, które być może pozwolą stworzyć nawet duże „miejskie” struktury. To jednak inna historia.

Choć Merkury w momencie największego zbliżenia jest oddalony od Ziemi jedynie o około 77 milionów kilometrów, to biorąc pod uwagę czas podróży jest tak samo trudny do zdobycia jak wielokrotnie odleglejszy Saturn, a nawet Pluton. Sonda Cassini-Huygens leciała do planety z pierścieniami siedem lat. I tyle samo zajmie BepiColombo zbliżenie się do Merkurego na tyle, by wejść na jego orbitę.

Manewr asysty grawitacyjnej pozwala stawić czoła grawitacji na wiele sposobów. W tym planować efektywne osiągnięcie celu, ale musi być to zaplanowane w szczegółach jeszcze przed startem z Ziemi.

Oczywiście potrafimy wystrzelić sondy z większą prędkością, które doleciałyby do Merkurego szybciej, lecz mielibyśmy problem z hamowaniem i wejściem na orbitę. Podobnie jest w przypadku sond opuszczających Układ Słoneczny, takich jak New Horizons. Ta sonda do Jowisza, który znajduje się znacznie dalej od Ziemi niż Merkury, doleciała w rok. Jednakże minęła go i podążyła dalej do swojego pierwszego głównego celu - Plutona. Gdyby New Horizons miał wejść na orbitę Plutona, jego podróż musiałaby przebiegać inaczej już na samym początku. 

Wiemy już jak trafić do celu. Jak jednak przekuto plan na realne działania? Zanim poznamy odpowiedź wczujmy się trochę w tego Merkurego.

Merkury to planeta, która obiega Słońce w odległości średnio około 58 milionów kilometrów. Przez większość roku jest bardzo trudny do obserwacji. By dojrzeć Merkurego gołym okiem musimy czekać na chwilę, w której osiąga on na nieboskłonie największą odległość kątową od Słońca (astronomowie mówią, że jest w maksymalnej elongacji). Wtedy widzimy go tuż przez wschodem lub tuż przed zachodem Słońca w pobliżu naszej gwiazdy (maksymalna odległość to 28 stopni kątowych). Merkury jest jednak na tyle słaby, że musimy też trafić na dobrą pogodę, by jego obraz nie rozmył się w zakłóceniach atmosfery.

Obecnie mamy dobry okres na obserwacje Merkurego - pod koniec października należy szukać go kilka stopni nad południowo-zachodnim horyzontem o zmroku (w okolicach godziny 17). Tuż obok zobaczymy Jowisza. Obserwując Merkurego przez kilkanaście dni zobaczymy jak szybko zmienia on swoją pozycję na niebie, przesuwając się względem Jowisza.

Tranzyt Merkurego, trochę poprawiony kolorystycznie, przed tarczą Słońca w 2016 roku - to ta kropka u góry po lewej stronie. Zdjęcie z ręki, wykonane Panasonic TZ80

Merkurego możemy też obserwować przez lunety lub teleobiektyw aparatu. Ta technika daje nam niepowtarzalną możliwość obserwacji przejścia Merkurego przed tarczą Słońca. Nie jest to częste zjawisko, a przy obserwacjach trzeba pamiętać o ochronie wzroku. Przez lunetę o dostatecznie dużym powiększeniu (około 100x), gdy Merkury jest daleko od Słońca a niebo przejrzyste, dostrzeżemy sierp planety (podobnie jak w przypadku Księzyca czy Wenus, lecz mniej efektowny). A nawet pewne detale na powierzchni, choć wiele poradników kwestionuje ten fakt, a trudność w obserwacjach pogłębia to przekonanie.

Poczet największych skalistych/lodowych ciał niebieskich w Układzie Słonecznym. I Merkury gdzieś tam pośrodku (autor: PlanetUser/CC BY 3.0)

Większość zdjęć Merkurego jakie pojawiają się w literaturze sprawia, że cel misji BepiColombo wydaje się nudną planetą, ale to tylko pozory. Gdyby był tak blisko jak Księżyc wzbudzałaby emocje nie mniejsze co nasz naturalny satelita. Merkury to bowiem najbardziej pokryta kraterami ciało niebieskie w Układzie Słonecznym. Jest jedną z czterech skalistych planet w Układzie Słonecznym (przy obecnej nomenklaturze) o promieniu około 2440 km. Tym samym jest mniejszy nawet od jowiszowego księżyca Ganimedes, a też od Tytana, za to sporo większy od Księżyca. 

Merkury waży 18 razy mniej niż Ziemia, czego efektem jest dużo mniejsza grawitacja. Na powierzchni Merkurego poczulibyśmy się około 2,7 raza lżejsi. Na przykład zamiast 80 kilogramów, ważylibyśmy około 30 kilogramów.

Obraz z fałszywymi kolorami, które podkreślają róznorodność składu chemicznego powierzchni - Merkury wcale nie jest nudną planetą

Planeta obiega Słońce w 88 dni ziemskich, a wokół własnej osi obraca się w 58 dni. Jednak doba na Merkurym w takim sensie do jakiego przywykliśmy (na Ziemi dobę w dużym stopniu możemy przybliżyć dziennym ruchem Słońca) na Marsie trwa aż 176 dni ziemskich. Dlatego porównanie okresu orbitalnego i okresu rotacji Merkurego wokół własnej osi choć prawdziwe brzmi żartobliwie - dzień, który trwa dwa lata. Ciekawe co by powiedzieli na to politycy gdyby jacyś byli na Merkurym? Kadencja radnego, która trwa 2,5 dnia to nie do pomyślenia. Ale dość żartów - Merkury niestety jest mało przyjazny ludziom. Nawet mniej niż Wenus (choć w tym przypadku mowa o otoczeniu planety, a nie powierzchni).

Dlaczego Merkurego nazwałem planetą ze zmarszczkami? Otóż Merkury stale stygnie wewnątrz a to sprawia, że niczym balon z którego uchodzi powietrze, zmniejsza swoją średnicę, a jego powierzchnia ulega pofałdowaniu. Zmiany rozmiaru Merkurego są niewielkie, bo liczone w kilometrach w skali geologicznej, ale wystarczająco duże, by wywołać aktywność powierzchniową i doprowadzić do powstania różnego rodzaju wzajemnie się przecinających fałd. Te jednak nie martwiły obserwatorów przez większość czasu w jakim Merkury jest nam znany.

W kształcie tej grupy kraterów amerykanie dopatrzyli się Myszki Miki. 

Inna dziwna forma powierzchniowa przypomina pory lub pryszcze - pochodzenie tych zapadlisk i wybrzuszeń jest jeszcze przedmiotem sporów

Stosunkowo łatwo dostrzegalny Merkury znany był bowiem w starożytności (prawdopodobnie obserwowali go już Sumerowie 5000 lat temu). Przez wieki wystarczało, że była to planeta utożsamiana z bogiem handlarzy, posłańcem bogów (stąd misja Messenger), stanowiła ona (i stanowi) element astrologicznych prognoz. Całkiem niedawno, bo w XIX wieku, Merkury zaczął jednak niepokoić astronomów i fizyków. Powierzchni jeszcze nie dało się dobrze obserwować, ale pomiary jego pozycji nie pasowały do przewidywań klasycznej teorii Newtona (a nawet ta uwzględniała zakrzywienie toru promieni światła, a nie tylko oddziaływanie grawitacyjne ze strony innych ciał). Te niezgodności pomiarowe to konsekwencja faktu, że wydłużona mocno orbita merkurego podlega precesji, mówiąc inaczej peryhelium orbity zmienia stopniowo położenie (rysunek poniżej).

Diagram ilustrujący precesję peryhelium orbity

Ta anomalia w ruchu orbitalnym jest niewielka, tak mała, że potrzebne były wieloletnie obserwacje dla udokumentowania tego zjawiska (roczna zmiana jest o ponad rząd mniejsza niż kątowy rozmiar tarczy Merkurego widzianego z Ziemi).

W 1916 roku tajemnica wędrującego peryhelium została rozwiązana przez Einsteina, który z pomocą swojej Ogólnej Teorii Względności wyjaśnił skąd takie zachowanie. Prosto rzecz ujmując, Merkury znajduje się już tak blisko Słońca, że odczuwa w dużym stopniu zakrzywienie czasoprzestrzeni wywołane przez ogromną masę w centrum Układu Słonecznego. Einstein odwołując się do klasycznej fizyki relatywistycznej z dużą dokładnością wyjaśnił obserwacje, a to oznaczało, że nawet jeśli jego teoria nie jest najlepszym opisem rzeczywistości, to stanowi krok w dobrym kierunku. Był to jeden z testów teorii względności jakie zaproponował podówczas Einstein.

Na Merkurego wysyłaliśmy już dwa razy sondy. Aż i tylko dwa razy. Pierwszy raz w 1974 była to sonda Mariner 10, która jako pierwsza w historii wykorzystała manewr asysty grawitacyjnej. Był on jeszcze wtedy niedoskonałą techniką i pozwolił jedynie na dwa przeloty w pobliżu planety, ale zapewnił bogatą kolekcję obrazów powierzchni i podstawową wiedzę o budowie wewnętrznej, cienkiej ale obecnej atmosferze, słabiutkim polu magnetycznym jak i temperaturze powierzchniowej (ta na równiku zmienia się od około -180 do 430 stopni C zależnie od nasłonecznienia, na biegunie bywa chłodniej, temperatura nie przekracza około 110 stopni C). Ta wiedza wypełnia podręczniki szkolne od ponad 4 dekad, lecz dziś wiemy o Merkurym trochę więcej.

Merkury widziany w 1974 roku przez Marinera 10

Zbliżenie - mozaika z najwyższej jakości zdjęć z tej sondy

To zasługa misji Messenger, która ruszyła na Merkurego w 2004 roku. Tym razem podróż była dłuższa niż Marinera 10, ale też Messenger był w stanie po kilku przelotach w pobliżu Merkurego wejść na jego orbitę w 2011. Potem przez kilka lat badać planetę, by w końcu rozbić się (w kontrolowany sposób) na jego powierzchni w kwietniu 2015. Urozmaicając jego powierzchnię o jeszcze jeden krater (przypuszcza się, że około 16m średnicy). Messenger rozszerzył naszą wiedzę na temat Merkurego. Potwierdzał wcześniejsze przypuszczenia (jak kontrakcja jądra planety, występowanie zapadlisk), ukazywał fakty w nowym świetle (wokół Merkurego tworzą się zewnętrzne pola magnetyczne, magnetosfera jest bardzo dynamiczna, ale też tak słaba, że po stronie Słońca wiatr słoneczny dociera do powierzchni), a także stawiał nowe zagadki (historia geologiczna Merkurego jest odmienna niż innych skalistych planet).

Dzięki długotrwałym pomiarom wiemy, że planeta ta ma nadal częściowo ciekłe jądro, była aktywna geologicznie w niedalekiej przeszłości, a w zewnętrznych warstwach atmosfery i w zacienionych kraterach (podobnie jak na Księżycu) wykryto spore ilości wody (sama atmosfera jest bardzo bogata w tlen atomowy, który stanowi 42% jej składu, kolejne 29 i 22% to sód i wodór, istotna jest też 6% domieszka helu).

Merkury w środku - budowa wewnętrzna planety

Zaskoczeniem było odkrycie śladów związków organicznych w kraterach. Messenger zapewnił nam też wysokiej jakości fotograficzne mapy całej powierzchni Merkurego. Mariner 10 w zbliżeniu pokazał nam tylko jej fragmenty, Messenger obniżał swój pułap do 100 kilometrów w trakcie normalnej fazy obserwacji. Łącznie wykonał ponad 277 tysięcy zdjęć, 70 razy więcej niż Mariner 10.

Tak Merkurego widział Messenger

Messenger był też poligonem doświadczalnym dla technologii. Oprócz 6 asyst grawitacyjnych Messenger wykorzystywał ciśnienie promieniowania Słońca do hamowania, a wykorzystywany do utrzymania ciśnienia w zbiornikach paliwa hel wykorzystał potem jako dodatkowy materiał pędny.

Jakkolwiek BepiColombo może bazować na doświadczeniach NASA, to pierwsza misja europejska, której celem jest Merkury. ESA wysłała już sondę na Wenus (misja zakończyła się w 2015 nurkowaniem w atmosferze planety), Merkury jest naturalnym kolejnym celem. Następnym będzie sonda podobna do obserwatorium Parkera, czyli badanie Słońca z bliska.

BepiColombo wystartował 20 października 2018 roku. Najpierw nabierze perspektywy trochę oddalając się od Słońca. Wiosną 2020 roku ponownie przeleci w pobliżu Ziemi i wykorzysta jej grawitację, by skierować się w kierunku Wenus. Tę planetę odwiedzi po raz pierwszy dokładnie prawie dwa lata po starcie. Niespełna rok później minie Wenus ponownie, by potem zanurzyć się w głębi Układu Słonecznego. Zanim to zrobi wykorzysta aktywne w tym czasie instrumenty, by dostarczyć kolejną próbkę informacji o Wenus.

Niedługo po starcie (wizja) - oddzielenie ostatniego modułu napędowego rakiety Ariane - od tamtej chwili BepiColombo zdany jest na siebie (i grawitację)

Pierwszy raz Merkurego BepiColombo minie już w październiku 2021 roku, trzy lata po starcie. Potem będą kolejne przeloty w pobliżu tej planety, aż w grudniu 2025 roku (kto wie jakie problemy będziemy mieli wtedy na głowie) po 18 obiegach wokół Słońca i pokonaniu około 9 miliardów kilometrów (największa względna prędkość sondy w trakcie asyst grawitacyjnych wyniesie 60 km/s), BepiColombo wejdzie na orbitę Merkurego. Dwa miesiące wcześniej odrzucony zostanie moduł transferowy z silnikiem jonowym (szczegóły w dalszej części tekstu). Co ciekawe stosunkowo niewiele więcej kilometrów na liczniku w połowie przyszłej dekady będzie miała też sonda New Horizons (o ile będzie dalej lecieć), a przecież już w 2015 roku odwiedziła Plutona.

W marcu 2026 roku rozpoczną się badania naukowe. W ich trakcie odległość BepiColombo od Ziemi będzie znacząco się zmieniać (w linii prostej do Merkurego mamy od 77 do 222 milionów kilometrów). W najgorszym przypadku zwłoka w komunikacji wyniesie 26 minut (po takim czasie dostaniemy odpowiedź na zapytanie).

Pierwsza faza misji BepiColombo zakończy się 1 maja 2027 roku, a na kolejny rok planowania jest misja rozszerzona. Dalsze plany nie sa jeszcze znane, ale warto być dobrej myśli. Wiadomo, że okolice Merkurego nie są tak pobłażliwe jak sąsiedztwo Marsa dla sond pracoholików, ale Messenger orbitował aż 4 lata zanim utracił zdolność manewrową.

BepiColombo w konfiguracji rejsowej - tak pewnie teraz wygląda przemierzając przestrzeń kosmiczną

A od tyłu działający silnik jonowy (ma kilka dysz). Tzn. będzie działał, ale dopiero za dwa miesiące.

Tymczasem po trzech dniach od startu, rozłożeniu ogromnych paneli słonecznych, aktywowaniu anten komunikacyjnych i wykonaniu serii zdjęć kontrolnych, BepiColombo rozpoczął fazę rejsową. Pod koniec roku uruchomiony zostanie główny napęd. Tak jak w przypadku obserwatorium Parkera będzie kilka krytycznych momentów jeszcze przed osiągnięciem celu po raz pierwszy w 2021 roku. I tak jak w przypadku wielu innych misji, choć start jest emocjonujący i bardzo wiele od jego powodzenia zależy, ta misja ciekawa pozostaje przez cały czas. Będziemy do niej jeszcze wracać.

Współpraca dwóch lub więcej agencji kosmicznych przy projektach eksploracji Kosmosu to coś naturalnego. Dotąd o BepiColombo mówiłem jako o pojedynczej sondzie, jednak poprawnie jest zaakceptować jego troistość. Bo w praktyce są to dwa niezależne próbniki, które wykorzystają ten sam moduł transferowy. 

Moduł transferowy wykorzystywany jest wyłącznie w trakcie podróży z Ziemi na Merkurego. Wyposażono go w silniki na paliwo chemiczne (jego łączna waga w przypadku BepiColombo wynosi około 1400 kilogramów), których celem było wyprowadzenie całego pojazdu poza orbitę wokółziemską. Po ich odłączeniu napęd sondy zapewnia grawitacja planet i Słońca oraz silnik jonowy. Ten elektryczny napęd, choć o znikomym ciągu równym 290 mN, dzięki pracy nieraz przez wiele miesięcy bez przerwy, posłuży dodatkowemu hamowaniu, co jest konieczne w przypadku lotu ku Słońcu. Czynnikiem napędowym jest tutaj ksenon, a zasilanie zapewnia bateria paneli słonecznych (budżet energetyczny około 15 kW, a im bliżej Słońca znajdzie się sonda, tym efektywniejsza będzie konwersja energii).

Bateria paneli słonecznych modułu transferowego trakcie testów wydajności

Gdy BepiColombo dotrze do Merkurego rozdzieli się na dwa orbitery. Planowano też lądownik, ale jak widać koszty tym razem były nie do pokonania. Zresztą, co za dużo to niezdrowo.

Pierwszy z orbiterów, który wchodzi w skład misji BepiColombo, to MPO (Mercury Planetary Orbiter). Jest to dzieło ESA podobnie jak moduł transferowy. Drugi orbiter stworzony z kolei przez japońską agencję JAXA to MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter). Wykorzystuje on w czasie podróży osłonę dostarczoną przez ESA.

Orbiter MPO (jeszcze bez wystających części) podczas testów w komorze termicznej

Orbiter MMO podczas swoich testów wirował, bo tak będzie unikał przegrzania

W chwili startu BepiColombo wraz z paliwem ważył 4100 kilogramów (by pokonać pierwszy krok, opuścić kosmodrom Kourou i wynieść go na orbitę sama rakieta Ariane 5 spaliła 700 ton paliwa). Z tego też powodu nie dało się skorzystać z mniej mocnej rakiety Sojuz (ale kto wie, może to i dobrze). Ta masa dość szybko ponownie się skurczyła po opuszczeniu okolic Ziemi, a po dotarciu na Merkurego podzieli się jeszcze w nierównych proporcjach. Na MPO przypada 1200 kilogramów (waga podobna jak w przypadku Messengera), w które wliczone jest też własne paliwo orbitera - wchodząc na orbitę wykorzysta on znaczną część tego zapasu paliwa. Orbiter MMO waży tylko 255 kilogramów.

Złożone elementy BepiColombo przed umieszczeniem w owiewce rakiety Ariane 5

Waga instrumentów naukowych w cięższym z orbiterów wynosi 85 kilogramów (11 instrumentów), a w lżejszym 45 kilogramów (5 instrumentów). Ich celem jest:

• zebranie kolejnych pomiarów, które uściślą nasze rozumienie Ogólnej Teorii Względności (w świetle dokładniejszych modeli i obliczeń uwzględniających wpływ na orbity Merkurego nie tylko ze strony Słońca)
• zebranie informacji, które posłużą stworzeniu dokładnego modelu wnętrza planety (zakładamy dziś, że 70% objętości Merkurego to metaliczne jądro, a resztę stanowi materiał skalny - odwrotnie jak w przypadku Ziemi, Wenus i Marsa)
• badanie pozostałości procesów aktywności powierzchniowej, analiza osadów powierzchniowych i depozytów wody
• określenie składu, struktury, pochodzenia i dynamiki egzosfery Merkurego (tylko tę warstwę atmosfery wyróżniamy przy tej planecie)
• badanie dynamiki i budowy magnetosfery planety, a także zachowania się materii w otoczeniu Merkurego
• poprawa naszej wiedzy na temat pochodzenia planetarnego pola magnetycznego Merkurego
• i w końcu dostarczenie kolejnych wskazówek na pochodzenie Merkurego (przypuszcza się, że powstał on znacznie dalej od Słońca i w zasadzie tam gdzie jest należy go traktować jako imigranta), co pozwoli też lepiej interpretować obserwacje pozasłonecznych układów planetarnych

Złożony z trzech klocków - (moduł transferowy na dole, MPO i MMO) BepiColombo

A na głowę komin, czyli osłona dla próbnika MMO. Ta niby słuchawka łazienkowa z przodu to antena dużej mocy, którą BepiColombo będzie wykorzystywał w podróży

To co będzie robił BepiColombo to także kontynuacja badań prowadzonych przez Messengera. I choć tamta sonda już swoje odkryła, to BepiColombo nawet jeśli tylko potwierdzi wczesniejszą wiedzę o Merkurym zrobi to dużo większym przekonaniem.

Warto w tym miejscu wspomnieć, że w tworzeniu jednego z instrumentów o nazwie MERTIS, który ma badać skład chemiczny powierzchni Merkurego, stworzyć mapę temperaturową powierzchni, udział bierze Centrum Badań Kosmicznych. W Laboratorium Satelitarnych Aplikacji Układów opracowano system pozycjonowania urządzeń pomiarowych.

Próbnik MPO wykorzystuje specjalną konstrukcję odporną na kontrasty temperaturowe i 10 razy intensywniejsze niż na Ziemi promieniowanie słoneczne, na które będzie wystawiony w okolicy Merkurego. Ma radiator połączony rurkami cieplnymi z silnie grzejącymi się modułami sondy, chroniony jest przez specjalną osłonę termiczną w podróży, bo sama izolacja wysokotemperaturową i odporne na takie warunki elementy konstrukcyjne nie wystarczą. Bateria ogniw słonecznych będzie stale utrzymywana w pozycji prawie prostopadłej do kierunku ku Słońcu, choć i tak zapewni 1000 W co kilkukrotnie przekracza potrzeby elektroniki naukowej.

Radiator BepiColombo z bliska. Wygląda jak okienna żaluzja. W tych otworach kryją się niektóre instrumenty

Ale co to ma wspólnego ze zdjęciami? Te, jak wiemy, są najwazniejszym dla miłośnika eksploracji Kosmosu produktem takiej misji. BepiColombo już przesłał pierwsze obrazy, jednak są to ujęcia z kamer, które można określić jako nadzór techniczny. Te obrazy są ważne dla kontroli lotu, choć dla nas wyglądają jakby BepiColombo oganiał się od komarów i chciał pokazać gdzie go swędzi.

Zdjęcia kontrolne i lokalizacja kamer, które je wykonały

Tymczasem na uruchomienie najważniejszej z kamer na pokładzie MPO poczekamy do 2025 roku. Dlaczego? Wymusiła to konfiguracja pojazdu, którą narzuciły z kolei warunki panujące wewnątrz Układu Słonecznego. Zakłada ona przymocowanie próbnika MPO do modułu transportowego z obiektywem zwróconym do wnętrza BepiColombo. Dopóki MPO się nie oddzieli od modułu transportowego z głównej kamery misji nie uświadczymy nic innego jak tylko zdjęcia dekielka.

Japoński MMO z kolei znajduje się w osłonie w czasie podróży, ale ta sonda i tak skupi się na badanich otoczenia i magnetosfery, a nie samej powierzchni Merkurego. Poniżej animacja pokazująca w czym rzecz.

Pozostaje mieć nadzieję, że cierpliwość będzie wynagrodzona po wielokroć. Obserwacje wizualne, które wykona instrument SIMBIO-SYS zainstalowany na pokładzie MPO (w połączeniu z pomiarami laserowymi powierzchni dokonanymi przez wysokościomierz BELA) dostarczą najlepszego modelu powierzchni Merkurego w historii. Doświadczenia w przypadku Marsa dowodzą, że na tym ESA zna się doskonale. Wybrane obszary Merkurego zostaną zobrazowane jako obrazy stereograficzne z rozdzielczością 50 metrów na piksel, a pojedyncze zdjęcia osiągną dokładność 5 metrów na piksel obrazu.

Projekt w dużej mierze jest europejski, a skoro Polska też należy do ESA to zapewne pojawią się pytania, ile to wszystko będzie nas kosztowało. Nawet jeśli to „nas” jest na wyrost, liczby dobrze obrazują skalę inwestycji. Całkowity koszt misji to ze strony ESA i JAXA około 1,7 miliarda euro, a trzeba pamiętać, że w przedsięwzięciu, w którym znaczną rolę odgrywa Airbus, udział bierze też ponad 80 innych instytucji (w tym konsorcjum SENER, które ma oddział w Polsce). Dlatego łączne koszty projektu mogą sięgnąć nawet 3 miliardów euro.

To tyle co budowa sześciu Stadionów Narodowych w Warszawie (przy założeniu kosztów na poziomie około 2 miliardów złotych za jeden stadion). Analogią bliższą nam pamięciowo jest porównanie do kosztów budowy połowy lotniska centralnego w Baranowie (choć w tym przypadku koszty nie zasługują jeszcze nawet na miano szacunkowych).

A ile ludzi przy tym pracę ma - ekipa ESA

BepiColombo to projekt, który podobnie jak wiele innych przełomowych misji miał trudne chwile jeszcze przed startem rakiety. Gdy dziesięć lat temu światowe finanse przeżywały zapaść, przyszłość misji wisiała na włosku, ale ostatecznie ESA nie skasowała budżetu. Potem były problemy związane z technologicznymi wyzwaniami, które opóźniły start o około 3 lata. Gdyby wszystko poszło jak wcześniej planowano, BepiColombo byłby już po drugiej asyście grawitacyjnej ze strony Wenus. A tak, dopiero rozpoczął swoją wielką przygodę.

Tymczasem za miesiąc na Marsie…

Źródło: inf. własna, ESA