BepiColombo — спільна автоматична космічна місія до Меркурія Європейської космічної агенції (ЄКА) і Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA).
Місія складається з двох космічних апаратів, які запущені разом: Mercury Planetary Orbiter (MPO) та Mio (Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO). Місія здійснить всебічне дослідження Меркурія: магнітне поле, магнітосферу, структуру і поверхню. Запуск успішно здійснено 20 жовтня 2018 року у 01:45 UTC, прибуття до Меркурія планується у грудні 2025 року, після обльоту Землі, двох обльотів Венери і шістьох обльотів Меркурія. Місія була затверджена у листопаді 2009-го, після років планування і має стати частиною програми ЄКА Horizon 2000+. Це остання місія за цією програмою.
BepiColombo | |
---|---|
Mercury Planetary Orbiter (ліворуч) та Mercury Magnetospheric Orbiter (праворуч) в уяві художника | |
Основні параметри | |
Виготівник | Astrium, ISAS |
Оператор | ЄКА ААДЯ |
Тип апарата | дослідницький зонд |
Нині рухається до | Меркурій |
Штучний супутник | Меркурій |
Вихід на орбіту | Заплановано: 5 грудня 2025 |
Дата запуску | 20 жовтня 2018 |
Ракета-носій | Аріан-5 |
Космодром | Куру |
Технічні параметри | |
Маса | 4100 кг |
Розміри | MPO: 2,4×2.2×1.7 м Mio: 1,8×1.1 м |
Потужність | MPO:150 Вт Mio:90 Вт |
Джерела живлення | Сонячні панелі |
Вебсторінка | |
Вебсторінка | sci.esa.int/bepicolombo/ global.jaxa.jp/projects/sat/bepi/ |
BepiColombo названо на честь італійського математика та інженера Джузеппе Коломбо[en] (1920—1984) з Падуанського університету, відомого під ім'ям «Bepi Colombo». Він розробив теорію гравітаційного маневру, яка застосовується для польотів космічних апаратів до інших планет. Коломбо брав участь у розробці траєкторії корабля «Марінер-10» — космічного апарата, який другий зробив гравітаційний маневр (поблизу Венери).
Місія складається з трьох компонентів:
Головний підрядник ЄКА — Airbus Defence and Space. ЄКА відповідальна за місію загалом, конструкцію, етап збірки і тестування рухової установки і модулей MPO, запуск. Два зонди планується запустити ракетою-носієм «Аріан-5» у жовтні 2018 року. Станція подорожуватиме до Меркурія сім років, використовуючи іонні двигуни і гравітаційні маневри довкола Землі, Венери, після чого буде захоплений гравітацією Меркурія. Наземна 35-метрова станція ЄКА Cebreros забезпечуватиме зв'язок з апаратом.
Апарати вийдуть на орбіту Меркурія 5 грудня 2025 р., Mio та MPO відділяться і досліджуватимуть Меркурій один рік із можливим подовженням на рік. Вони будуть обладнані науковими інструментами країн ЄС і Японії. Інструменти мають охарактеризувати велике металеве ядро планети (3/4 радіусу планети) і здійснити картографування гравітаційного і магнітного полів. Росія забезпечить інструменти: гамма- та нейтронний спектрометр для виявлення водяного льоду у полярних кратерах, які перманентно перебувають у тіні від Сонця.
Меркурій надто малий і гарячий для його гравітації, щоб зберегти атмосферу впродовж тривалого періоду. Він має «слабу поверхневу екзосферу», яка складається з водню, гелію, кисню, натрію, кальцію, калію. Екзосфера планети не стабільна, атоми постійно втрачаються і поповнюються з різних джерел, місія вивчатиме їх склад і динаміку, зокрема покоління і втрату атомів.
Головні цілі місії:
Політ триватиме сім років. Попри те, що Меркурій перебуває вдесятеро ближче до Землі, ніж Юпітер, подорож до нього триває приблизно стільки ж часу. Це пов'язано з тим, що апарат BepiColombo повинен постійно знижувати свою швидкість через потужне гравітаційне тяжіння Сонця. Прибуття до Меркурія очікується у грудні 2025 року. BepiColombo має електроракетні двигуни, випробувані на зонді «Смарт-1». Для економії палива протягом польоту BepiColombo здійснить чотири гравітаційних маневри в полі тяжіння Місяця, Землі (квітень 2020 року), Венери (2020 і 2021 роки) й шість обльотів Меркурія (2021—2025).
Космічний апарат залишив Землю на швидкості, яка перевищувала гіперболічну на 3,475 км/с. Спочатку апарат перебував на орбіті, схожій на орбіту Землі. Після того як станція і Земля здійснили по півтори орбіти, апарат повернувся до Землі для гравітаційного маневру і змінив напрямок руху для перельоту до Венери. Два обльоти Венери зменшили перигелій майже до відстані Меркурія, майже не потребуючи тяги. Послідовність шести обльотів Меркурія мають зменшити відносну швидкість до 1,84 км/с. На останніх чотирьох обертах космічний апарат зменшуватиме відносну швидкість щодо Меркурія до моменту, коли Меркурій слабко захопить апарат у своє гравітаційне поле, без виконання окремого маневру виходу на орбіту Меркурія. Це має статися 5 грудня 2025 року. У цей час електрорушійна утановка (MTM) відділиться від орбітального комплексу (MPO) й останній повільно дрейфуватиме у гравітаційному полі Меркурія. Йому буде потрібен один невеликий маневр, щоб вийти на орбіту з апоцентром на відстані 178 000 км. Апарат використає хімічні двигуни.
Графік руху місії виглядає так:
Дата | Подія | Коментар |
---|---|---|
20.10.2018 | Запуск | |
06.04.2020 | Обліт Землі | 1,5 року після запуску. |
12.10.2020 | Перший обліт Венери | |
11.07.2021 | Другий обліт Венери | 1,35 року Венери після першого обльоту Венери. |
02.10.2021 | Перший обліт Меркурія | |
23.06.2022 | Другий обліт Меркурія | 2 орбіти (3 роки Меркурія) після 1-го обльоту Меркурія. |
20.06.2023 | Третій обліт Меркурія | >3 орбіти (4,12 року Меркурія) після 2-го обльоту Меркурія. |
05.09.2024 | Четвертий обліт Меркурія | ~4 орбіти (5,04 року Меркурія) після 3-го обльоту Меркурія. |
02.12.2024 | П'ятий обліт Меркурія | 1 орбіта (1 рік Меркурія) після 4-го обльоту Меркурія. |
09.01.2025 | Шостий обліт Меркурія | ~0,43 орбіти (0,43 року Меркурія) після 5-го обльоту Меркурія. |
05.12.2025 | Вихід на орбіту Меркурія | Відділення апарата; 3,75 року Меркурія після 6-го обльоту. |
14.03.2026 | MPO на фінальній дослідницькій орбіті | 1,13 року Меркурія після виходу на орбіту. |
01.05.2027 | Кінець основної місії | 5,82 року Меркурія після виходу на орбіту. |
01.05.2028 | Кінець розширеної місії | 9,98 року Меркурія після виходу на орбіту. |
Mercury Transfer Module (MTM) розташований в основній конструкції. Його мета — нести два орбітальних апарати до Меркурія і технічно їх підтримувати під час подорожі.
МТМ обладнаний двигунами на електричній тязі. Його чотири іонні двигуни QinetiQ T6 мають здатність працювати по одному або у парі і генерують тягу у 290 мН. Під час запуску T6 будуть найпотужнішими іонними двигунами, які коли-небудь працювали у космосі. MTM використовуватиме електричну тягу використовуючи 14 метрові сонячні панелі. Залежно від відстані до Сонця потужність батарей складатиме 7 і 14 кВт, кожен Т6 потребує між 2,5 і 4,5 кВт відповідно до необхідного рівня тяги.
Сонячна електрична рухова система зазвичай має дуже високий питомий імпульс і низьку тягу. Це призводить до профілю політу з довгими місячними фазами повільного гальмування, які перериваються гравітаційними маневрами довкола планет, щоб поступово зменшити швидкість космічного зонда. Перед виходом на орбіту Меркурія, МТМ буде від'єднаний від корпусу космічного зонда. Після відділення МТМ забезпечить Mio всі необхідні ресурси для доставки зонда на орбіту, від'єднання Mio від MPO має здійснюватись за допомогою спеціального пристрою.
Mercury Planetary Orbiter (MPO) важитиме 1150 кг і використовуватиме сонячні панелі, які будуть здатні генерувати 1 кВт за участі оптичних сонячних рефлекторів для збереження температури нижче 200 °C. Сонячні панелі мають бути направлені до Сонця за низького кута падіння світла, щоб отримати достатню потужність, одночасно обмежуючи температуру.
MPO матиме 11 наукових інструментів: камери, спектрометри (інфрачервоний, ультрафіолетовий, гамма, рентгенівський), радіометр, лазерний альтиметр, магнітометр, аналізатор часток, Ка-діапазонний транспондер, акселерометр. Наукові інструменти вмонтовані з надірної сторони космічного апарата для досягнення низьких температур детекторів, окрім спектрометрів MERTIS і PHEBUS, які розташовані на головному радіаторі для забезпечення більш широкого поля огляду.
Високочастотна 1-метрова антена з тепловим захистом закріплена на короткій стрілі з зенітної сторони апарата. Система зв'язку представлена у Ка- та Х-діапазонах зі швидкістю передачі даних 50 кбіт/с і загальною швидкістю 1550 Гб/рік. Наземна станція ЄКА «Цереброс» з 35-метровою антеною має бути головним центром зв'язку впродовж всієї місії.
Має 11 наукових приладів:
Mio, або Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), побудований і доставлений із Японії, має форму короткої октагональної призми 180 см у довжину і 90 см у висоту. Загальна маса — 285 кг, у тому числі 45 кг наукового обладнання.
Mio має обертатися довкола екватора Меркурія зі швидкістю 15 обертів за хвилину і вийде на високоеліптичну полярну орбіту (400 км на 12 000 км) ззовні орбіти MPO. Верхня і нижня частина апарата мають радіатори з ребрами для регулювання температури. Сторони вкриті сонячними панелями, які здатні генерувати 90 Вт енергії. Зв'язок здійснюватиметься за допомогою 0,8-метрової Х-діапазонної посиленої антени і двох антен середньої потужності також Х-діапазону. Потужність обладнання забезпечуватиме повернення даних 160 Гб/рік, 5 кб/с, чого буде досить більш ніж на рік. Рухова установка і маневрові системи апарата засновані на тязі холодного газу. Після виходу на орбіту Меркурія Mio має керуватись з Sagamihara Space Operation Center, використовуючи Космічний центр далекого зв'язку Усуда, за допомогою 64 м антени, розташованої у префектурі Наґано, Японія.
Mercury Magnetospheric Orbiter названий Mio 8 червня 2018 року. Японською Mio означає водний шлях для суден і символізує дослідження і розвиток, який досягнутий на сьогодні, а також побажання безпечної подорожі. Космічний апарат дослідить сонячний вітер, що протікає повз і досягає магнітосфери Меркурія, так само як і корабель рухається крізь течії. Mio був обраний серед 6494 пропозицій.
Має п'ять груп наукових інструментів загальною масою 45 кг:
Mercury Surface Element (MSE) був скасований у 2003 році через нестачу коштів. До скасування MSE мав бути невеликим 44 кг спускним апаратом, призначеним для роботи на поверхні Меркурія впродовж тижня. Диск діаметром 0,9 м мав приземлитись під кутом 85° біля термінатору. Маневри двигуна призвели б до нульової швидкості на висоті 120 м, після чого рухова установка мала від'єднатись і активувати повітряні подушки; модуль мав упасти на поверхню з максимальною швидкістю 30 м/с. Наукові дані мали бути зібрані й надіслані за допомогою крос-дипольної UHF антени до Mio або MPO. Спускний апарат мав нести 7 кг наукового навантаження: спускна і поверхнева камери, рентгенівський спектрометр, магнітометр, сейсмометр, пристрій для проникнення в ґрунт і мікро-ровер.
27 червня 2022 року BepiColombo вдруге пролетів повз Меркурій на відстані 200 км від його поверхні та зробив низку знімків планети. З 56 фотографій вчені склали відеоролик, на якому видно особливості поверхні планети, а також один із найбільших ударних кратерів у Сонячній системі.
19 червня 2023 року, о 22:34 (за київським часом) апарат BepiColombo здійснив третій проліт повз Меркурій, на відстані 237 км від його поверхні. Головна мета близького прольоту полягала в тому, щоб зменшити свою швидкість (на 0,8 км/с). Щоб вийти на орбіту навколо Меркурія у 2025 році, апарат має виконати ще три таких прольоти: у вересні та грудні 2024 року, а також у січні 2025 року. Після цього апарат вийде на орбіту навколо планети.
Космічний апарат BepiColombo складається з двох модулів і частина його приладів перебуває ще в неактивному стані. Але деякі з них працюють, зокрема це стосується камер низької роздільної здатності, які дають змогу робити чорно-білі зображення поверхні найближчої до Сонця планети.
Під час попередніх обльотів Меркурія прилади апарата, що працюють, зібрали деякі дані. Наприклад, BepiColombo провів вперше в історії вивчення слабкої магнітосфери Меркурія. Утім, найцінніші дані мають бути зібрані під час основної місії.
This article uses material from the Wikipedia Українська article BepiColombo, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Вміст доступний на умовах CC BY-SA 4.0, якщо не вказано інше. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Українська (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.