Mission to Mercury forsøger at redde sonde med strømproblemer

Rummissionen BepiColombo er et samarbejde mellem European Space Agency (ESA) og Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) med det formål at studere Merkur, den nærmeste planet til Sol. Missionen til Merkur blev lanceret i 2018 og sigter mod bedre at forstå dannelsen og udviklingen af ​​planeterne i solsystemet.

For nylig, BepiColombo stod over for tekniske vanskeligheder. Under en manøvre den 26. april var det elektriske fremdriftsmodul, der kører på solenergi, ikke i stand til at levere nok strøm til rumfartøjets thrustere, ifølge ESA. Cirka 11 dage senere lykkedes det ingeniører at genoprette sondens fremdrift til næsten dets tidligere niveau, men den var stadig 10 % under det ideelle. Disse justeringer er afgørende for at sikre, at BepiColombo fortsæt din rejse og opfylde dine videnskabelige mål.

Hvad er BepiColombo-missionen til Merkur

Missionen BepiColombo er en af ​​de mest ambitiøse og komplekse interplanetariske ekspeditioner, der nogensinde er foretaget, med det formål at udforske Merkur, den inderste planet i solsystemet. Med samarbejde mellem European Space Agency (ESA) og Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), hovedformålet med rummissionen fokuserer på at uddybe viden om planeten tættest på solen. BepiColombo blev navngivet til ære for Giuseppe "Bepi" Colombo, en italiensk videnskabsmand, der bidrog væsentligt til forståelsen af ​​planetariske baner og gravitationsinteraktioner.

Siden lanceringen den 20. oktober 2018 har BepiColombo står over for en udfordrende vej til Merkur, som omfatter ni planetariske forbiflyvninger (en af ​​Jorden, to af Venus og seks af Merkur), før de går i kredsløb om planeten i 2025. Disse forbiflyvninger er nødvendige for at bremse sonden til Merkur og justere dens bane for at tillade præcis orbital indsættelse, givet Solens intense gravitationsfelt, der gør rejsen særlig kompleks.

O Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), udviklet af JAXA, Det er Mercury Planetary Orbiter (MPO), udviklet af ESA, udgør missionen med MMO, der fokuserer på at analysere planetens magnetfelt og dens interaktion med solvinden, mens MPO fokuserer på at studere overfladen og sammensætningen af ​​Merkur, samt dens indre struktur. Disse sonder kobles sammen under turen til planeten, men vil adskilles, når de ankommer til Merkur for at udføre forskellige undersøgelser.

Indtil da kun to rumfartøjer - begge fra NASA — var rejst til Merkur. Den første var Mariner 10, som fløj over planeten tre gange mellem 1974 og 1975, hvilket gav de første billeder af dens overflade og opdagede dens tynde exosfære. Den anden var missionen BUDBRINGER, der blev opsendt i 2004 og kredsede om Merkur fra 2011 til 2015, afslørede afgørende detaljer om planetens geologi, sammensætning og magnetfelt, hvilket markant udvidede vores viden om denne gådefulde verden.

målsætninger

Missionen BepiColombo har en række ambitiøse videnskabelige mål, der har til formål at opklare Merkurs mysterier. Et af hovedformålene er at kortlægge planetens overflade i høj opløsning for bedre at forstå dens geologi og tektoniske historie. Missionen har også til hensigt at undersøge den kemiske sammensætning af overfladen, herunder søgen efter flygtige grundstoffer, der kan give spor om planetens dannelse og udvikling. Desuden, BepiColombo vil studere Mercurys exosfære, et spinkelt lag af gasser, der omgiver planeten, for at forstå dens dynamik og interaktion med solvinden.

Et andet afgørende mål for missionen er at analysere Merkurs magnetfelt, som er unikt blandt andre stenplaneter end Jorden, og undersøge dets oprindelse og struktur. Dette omfatter måling af planetens magnetosfære, og hvordan den påvirkes af solvinden. Missionen vil også søge at forstå Merkurs indre struktur, herunder dens kerne, kappe og skorpe, ved hjælp af tyngdekraft og topografidata. Disse undersøgelser vil hjælpe med at afklare, hvorfor Merkur har så høj en tæthed sammenlignet med andre jordiske planeter.

Rumorganisationer har specifikke interesser i denne mission. Til ESA, BepiColombo repræsenterer en mulighed for at demonstrere dets teknologiske og videnskabelige evner i en kompleks interplanetarisk mission. Missionen vil også tillade ESA bidrage væsentligt til planetarisk videnskab og forståelsen af ​​de processer, der former planeter tæt på Solen ESA er interesseret i at udvikle teknologier, der kan anvendes i fremtidige rummissioner, herunder elektriske fremdriftssystemer og teknologier til modstand mod ekstreme miljøer.

For JAXA, BepiColombo Det er en chance for at styrke dit internationale samarbejde og udvide din erfaring med interplanetariske missioner. EN JAXA er særligt interesseret i at studere Merkurs magnetfelt og dets interaktioner med solvinden, områder hvor det har en stærk forskningstradition. Missionen vil også tillade JAXA teste og forbedre sine rumudforskningsteknologier, hvilket bidrager til udviklingen af ​​fremtidige missioner til andre planeter og himmellegemer.

Sammen håber de to bureauer, at de data, der indsamles af BepiColombo markant fremme vores viden om Merkur og i forlængelse heraf dannelsen og udviklingen af ​​klippeplaneter i solsystemet. Samarbejdet mellem ESA og JAXA Denne mission fremhæver vigtigheden af ​​internationalt samarbejde om udforskning af rummet og fremme af planetarisk videnskab.

Siden lanceringen i 2018 har missionen BepiColombo har opnået bemærkelsesværdige resultater med at udforske Merkur. Ved sin første tilgang i oktober 2021 fløj sonden hen over planeten for at få tyngdekraftshjælp og optog billeder, der giver nye perspektiver på Merkur. I juni 2022, BepiColombo gennemførte sin anden forbiflyvning, nåede imponerende 200 km fra planetens overflade og fangede billeder i høj opløsning, der afslører hidtil usete geologiske detaljer.

I juni 2023, under sin tredje forbiflyvning, lykkedes det sonden at komme så tæt som 236 km på Merkurs overflade. Under denne passage, BepiColombo tog snesevis af billeder, der omfattede et nyligt navngivet krater samt betydelige tektoniske og vulkanske formationer. Sonden vil dog først være i stand til at komme ind i Merkurs kredsløb i 2025, hvilket lover endnu flere fascinerende opdagelser om denne gådefulde planet.

Mission rumfartøj problemer

Missionen BepiColombo står over for tekniske udfordringer, der kan påvirke dets planlagte videnskabelige operationer på grund af en manøvre udført i april 2023, hvor det elektriske fremdriftsmodul, der er afgørende for at justere rumfartøjets bane, ikke gav tilstrækkelig energi til rumfartøjets thrustere. BepiColombo, der arbejder med solenergi. Selvom ingeniører var i stand til at genoprette fremdriften næsten til dets tidligere niveau, er den stadig 10 % under forventningerne.

Denne reduktion i fremstød giver anledning til bekymring om sondens evne til at udføre planlagte forbiflyvninger mellem september 2024 og januar 2025. Eksperter arbejder på at forlænge varigheden af ​​trykbuen, for at sikre, at rumfartøjet forbliver på den rigtige kurs for dets fremtidige videnskabelige operationer. Det store problem er den hastighed, der opnås, når rumfartøjet nærmer sig Solen, hvilket gør deceleration i rummets vakuum til en kompleks opgave. Strategien med at udføre sekventielle forbiflyvninger af planeter er essentiel, da det giver sonden mulighed for at forbrænde energi uden at bære for store mængder brændstof, hvilket ville gøre rumfartøjet for tungt at opsende.

Den langsigtede indvirkning af disse udfordringer på missionen er stadig usikker, med holdet af rumfartseksperter på ESA og dets partnere arbejder på en løsning på problemet, men vurderer den langsigtede indvirkning på missionen som usikker.

Tilbageslaget var ikke det eneste siden starten af ​​missionen: sidste år stod sonden også over for udfordringer, der krævede en betydelig kurskorrektion for at kompensere for tidligere thruster-afbrydelser. Disse problemer er en del af den unikke udfordring at nå Merkur, da rumfartøjet skal flyve langsomt nok til at blive trukket af planetens tyngdekraft. Dette kræver omhyggelig koreografi af manøvrer omkring planeter for at bremse rumfartøjet.

Hvorfor er det så svært at komme til Merkur

En kombination af faktorer gør det svært at nå Merkur, hvilket gør det til en ekstremt udfordrende opgave. For det første er planeten placeret meget tæt på Solen, hvilket gør den til et vanskeligt mål at nå og udforske. Nærheden til Solen betyder, at rumsonden skal overvinde Solens enorme tyngdekraft for at nå planeten. Ydermere gør Mercurys høje omløbshastighed, omkring 47,87 km/s, det nødvendigt for sonden at reducere sin hastighed markant for at blive fanget af planetens tyngdekraft.

En anden udfordring er den ekstreme temperatur på Merkur. I løbet af dagen kan overfladetemperaturen nå op på omkring 430°C på grund af dens nærhed til Solen, mens temperaturen i løbet af natten kan falde til -180°C på grund af manglen på en betydelig atmosfære til at holde på varmen. Disse ekstreme forhold kræver, at rumsonder er designet til at modstå ekstreme temperaturvariationer.

Derudover er Mercurys gravitationsfelt relativt svagt sammenlignet med Jorden, hvilket betyder, at sonden har brug for en betydelig mængde brændstof til decelerationsmanøvrer og orbital indsættelse. Dette øger missionens logistiske og tekniske udfordring.

For at overvinde disse udfordringer involverer rummissioner til Merkur ofte en række gravitationsmanøvrer omkring andre planeter, såsom Venus og Jorden, for at bremse sonden og dirigere den ind på en korrekt bane mod Merkur. Disse manøvrer kræver omhyggelig planlægning og præcis udførelse for at sikre, at sonden når sin destination med succes.

Få mere at vide om denne og andre nyheder på Showmetech TRIO Fra denne uge:

Veja também:

Kilder: Mashable, NASA e ESA.

Anmeldt af Glaucon Vital den 20/5/24.