24.10.18: Natt til lørdag ble den europeisk-japanske sonden BepiColombo sendt ut i rommet med en Ariane 5-rakett fra Fransk Guyana for å utforske Merkur – den mystiske planeten innerst i Solsystemet. Oppskytningen var vellykket, og alt ser foreløpig ut til å fungere helt fint idet sonden har lagt i vei på sin 7 år lange ferd innover mot Solsystemets minste planet.  

av Anne Mette Sannes og Knut Jørgen Røed Ødegaard

Vellykket oppskytning av BepiColombo lørdag morgen kl. 03.45 norsk tid.
Foto: ESA-CNES-Arianespace

BepiColombo er et samarbeid mellom den europeiske romfartsorganisasjonen ESA og japanske JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) og er den første europeiske ferden til Merkur som betraktes som den minst utforskede planeten i Solsystemet. Prosjektet består av to sonder som skal utfylle hverandres observasjoner av planeten og dens dynamiske miljø, og er en av de mest komplekse interplanetariske ferdene ESA noen gang har gjennomført.

Dette er et milepælsprosjekt for ESA og JAXA, og forventningene er store til hva de avanserte instrumentene vil gi oss av ny kunnskap om Merkur. Ferden innover til denne planeten er utfordrende i seg selv, og sondene vil deretter returnere store mengder vitenskapelige data. Prosjektet er resultatet av flere tiår med utviklingsinnsats for å fravriste Merkur en del av sine hemmeligheter.

Merkur har for eksempel en uforholdsmessig stor kjerne som trolig består av metall. Det er mulig at planeten en gang har hatt en tykk mantel lik den har i dag, men at Merkur kolliderte med en annen planet og mistet mesteparten av de ytre lagene. Finnes det spor etter vulkansk aktivitet på Merkur?

Sondens første selfie fra rommet etter oppskytning.
Foto: ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO

To sonder

BepiColombo består av to sonder proppet med vitenskapelig utstyr og som skal sendes inn i bane rundt Merkur: ESAs Mercury Planetary Orbiter (MPO) og JAXAs Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, eller ‘Mio’). Den ESA-bygde Mercury Transfer-modulen (MTM) vil bringe sondene til Merkur ved hjelp av en kombinasjon av elektrisk solenergi og gravitasjonshjelp fra planeter som passeres på nært hold. Sondene vil passere nær Jorden én gang, Venus to ganger og hele seks ganger nær Merkur før de kommer inn i bane rundt sistnevnte sent på året i 2025.

De to sondene vil også benytte noen av instrumentene på vei til Merkur og gi verdifull kunnskap om Venus. Noen av instrumentene er beregnet på å studere Merkur på en bestemt måte, men Venus på en helt annen måte. Merkur har en tett atmosfære, mens Merkur mangler atmosfære slik at overflaten er direkte synlig.

Forskningsområdene til sondene når disse har gått inn i bane rundt Merkur.
Illustrasjon: ESA

Kamp mot Solens tyngdekraft

En av de største utfordringene med dette prosjektet er Solens enorme tyngdekraft som gjør det vanskelig å sende en sonde inn i en stabil bane rundt Merkur. Sondene må hele tiden bremses for å sikre et kontrollert fall innover mot Solen (se også Historiens første sonde til Solen!). Dette oppnås ved hjelp av ionemotorer som gir lav skyvkraft over veldig lang tid gjennom cruise-delen av ferden.

Andre utfordringer inkluderer de ekstreme temperaturene sonden må tåle, varierende fra –180 til over 450 grader Celsius, det dobbelte av temperaturen i en stekeovn. Mange av sondenes mekanismer og ytre beskyttelse har ikke tidligere blitt testet under slike forhold.

Sondenes design gjenspeiler også disse ekstreme forholdene. De store solcellepanelene på transportmodulen heller slik at strålingsskader unngås, samtidig som de gir nok energi til fartøyet. På MPO-en sørger en bred radiatordel for at fartøyet effektivt kan kvitte seg med varme samtidig som varme reflekteres bort. Den åttekantede Mio skal rotere 15 ganger i minuttet for å fordele solvarmen jevnt over solcellepanelene for å unngå overoppheting.

Ankomst

Noen få måneder etter ankomsten til Merkur vil transportmodulen bli koblet fra de to sondene som fortsatt vil være koblet til hverandre og deretter vil bli fanget inn av Merkurs tyngdekraft. Høyden over planeten vil bli endret med rakettdysene på MMO inntil MMOs ønskede, elliptiske polarbane er nådd. MPO vil da bli koblet fra og bevege seg nedover til sin egen bane ved hjelp av rakettdysene. Sammen vil de to sondene gjøre målinger som skal avsløre Merkurs indre struktur, overflateegenskaper og utviklingen til geologiske trekk – inkludert is som finnes i kratre ved polene dit sollyset aldri når samt vekselvirkningen mellom planeten og solvinden.

Sondene skal fly lavere over planeten enn noen tidligere sonder har vært i stand til og også gjøre det mulig å overvåke planeten fra to ulike steder samtidig, noe som er avgjørende for å forstå hvordan solvinden påvirker Merkurs overflate og magnetiske miljø.

Merkurs overflate i kunstige farger som viser sammensetningen ut ifra kartleggingen gjort med NASAs Messenger-sonde som studerte planeten frem til 2015.
Kart og foto: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Klikk på “Liker” og få melding når nye saker legges ut!

MER INFORMASJON

ESA-sak om prosjektet

ESAs hovedside om BepiColombo

Flere saker om Merkur

NASAs Messenger-prosjekt