BepiColombo

BepiColombo
Оператор	Европейское космическое агентство[1] и Японское агентство аэрокосмических исследований[1]
Стартовая площадка	ELA-3
Ракета-носитель	Ариан-5 ECA[2]
Запуск	20 октября 2018[2]
COSPAR ID	2018-080A
SCN	43653
Технические характеристики
Масса	4100 кг и 2700 кг
Элементы орбиты
Наклонение	1,6 рад
Апоцентр	1500 км
Перицентр	480 км
sci.esa.int/bepic… (англ.)
Медиафайлы на Викискладе

«БепиКоломбо» (англ. BepiColombo) — совместная автоматическая космическая миссия Европейского космического агентства (EKA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия. На орбиту планеты будут выведены два аппарата: Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter.

Запуск в космос произошёл 20 октября 2018 года в 01:45 по UTC. Прибытие к Меркурию планируется 5 декабря 2025 года, после пролёта Земли, двух пролётов Венеры, и 6 пролётов Меркурия^[3][4].

Название

BepiColombo назван в честь итальянского математика и инженера Джузеппе Коломбо из Падуанского университета в Италии. Он разработал теорию гравитационного манёвра, которая используется для полётов космических аппаратов к другим планетам. Коломбо участвовал в разработке трассы корабля Маринер-10, космического аппарата, вторым совершившим гравитационный манёвр (около Венеры).

Ход миссии

EKA в содружестве с JAXA утвердили программу BepiColombo в 2008 году, в ходе которой планируется исследовать ближайшую к Солнцу планету — Меркурий^[5]. Проектная стоимость программы 350 млн евро. Миссия будет состоять из двух космических аппаратов, работающих на разных орбитах.

Запуск был осуществлён с помощью ракеты-носителя Ариан-5^[6] 20 октября 2018 года^[7] с космодрома во Французской Гвиане.

Для экономии топлива в течение полёта BepiColombo совершит девять гравитационных манёвров: один раз у Земли, дважды у Венеры и шесть раз у Меркурия^[8].

Полёт продлится 7,2 года. Прибытие в район Меркурия ожидается 5 декабря 2025 года^[6]. Учёные ожидают, что обе станции смогут проработать в окрестностях Меркурия как минимум год. До сих пор единственными искусственными аппаратами, пролетевшими вблизи Меркурия, были американские «Маринер-10» (середина 1970-х; совершил три пролёта планеты и передал изображения планеты) и Мессенджер (запущен в 2004 году; совершил первый пролёт Меркурия в 2008, а на круговую орбиту вокруг Меркурия вышел в начале 2011^[15]; завершил полёт в апреле 2015 года^[16]).

Цели проекта «БепиКоломбо»^[8]:

• изучить состав поверхности Меркурия и окружающего его пространства;
• оценить геологическую историю развития планеты;
• изучить химический состав поверхности и её внутреннюю структуру;
• проанализировать происхождение магнитного поля и исследовать его взаимодействие с солнечным ветром;
• картировать распространённость водородсодержащих соединений и водяного льда в полярных областях.

Во время гравитационного манёвра у Земли, перелётный модуль Mercury Transfer Module миссии BepiColombo приблизился к поверхности нашей планеты на 12 689 км в 07:25 МСК 10 апреля 2020 года. В это время работали три селфи камеры на перелётном модуле MTM, шесть из одиннадцати приборов на борту аппарата Mercury Planetary Orbiter и семь датчиков трёх приборов аппарата Mercury Magnetospheric Orbiter. Кроме того, меркурианский радиометр и тепловой инфракрасный спектрометр (MERTIS) аппарата MPO с расстояния 700 тыс км провёл наблюдения Луны, зафиксировав максимальную температуру около 100 °C.

Во время пролётов у Венеры 15 октября 2020 года и 11 августа 2021 года планируется исследовать атмосферу Венеры приборами MPO — MERTIS и ультрафиолетовым спектрометром PHEBUS^[17]. С помощью немецкого прибора MERTIS планируется подтвердить наличие в атмосфере Венеры фосфина^[18][19], с помощью российского прибора МГНС (Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр) учёные попытаются найти в атмосфере Венеры пары воды^[20].

15 октября «БепиКоломбо» совершил второй по счету и первый вблизи Венеры гравитационный манёвр, пройдя в 03:58 по Всемирному времени на минимальном расстоянии около 10 720 км от поверхности планеты. Во время пролёта камеры и большая часть научных инструментов была активна, исследуя атмосферу и магнитное поле Венеры^[10].

Состав

BepiColombo представляет собой комплекс из трёх жёстко сцепленных совместно летящих космических аппаратов. Общие габариты комплекса 3,9 x 3,6 x 6,3 метров (~30 м в ширину с раскрытыми солнечными панелями транспортного модуля MTM), а вес составляет ~4,1 тонны, из которых ~1,4 тонны — топливо^[6].

Mercury Transfer Module

Mercury Transfer Module (MTM), разработка Европейского космического агентства — перелётный модуль, который доставит к Меркурию аппараты MPO и MMO. Габариты модуля составляют 3,5 x 3,7 x 2,3 метров (~30 м в ширину с раскрытыми солнечными панелями), а вес — ~1100 килограмм. Энергией его обеспечивают две складные солнечные батареи по 14 метров длиной каждая и общей площадью 42 м². Такие большие панели потребовались из-за того, что им предстоит работать вблизи от Солнца и во избежание перегрева и деградации элементов панелей, панели будут ориентированы под непрямым углом к Солнцу, что снижает их КПД^[6]. Модуль оснащён 4 маневровыми электрическими ракетными двигателями QinetiQ T6, работающими на ксеноне, и 24 двухкомпонентными жидкостными ракетными двигателями ориентации, работающими на паре монометилгидразин и MON3^[en].

Mercury Planetary Orbiter

Mercury Planetary Orbiter (MPO), разработка Европейского космического агентства — аппарат для изучения поверхности и внутреннего строения планеты со слабо вытянутой полярной орбиты (400 км на 1500 км). В частности, планируется создание мультиволновой карты поверхности планеты. Вес аппарата составляет 1230 килограмм, из которых 85 кг приходится на научные приборы^[6].

Содержит 11 научных приборов:

• BELA (BepiColombo Laser Altimeter) — разработан Швейцарией и Германией;
• ISA (Italian Spring Accelerometer) — разработан Италией;
• MERMAG (Mercury Magnetometer) — разработан Германией и Великобританией;
• MERTIS-TIS (Mercury Thermal Infrared Spectrometer) — разработан Германией;
• MIXS (Mercury Imaging X-ray Spectrometer) — разработан Великобританией и Финляндией;
• MORE (Mercury Orbiter Radio science Experiment) — разработан Италией и США;
• SERENA (Search for Exosphere Refilling and Emitted Neutral Abundances (Neutral and ionised particle analyser)) — разработан Италией, Швецией, Австрией и США, содержит Strofio mass spectrometer из программы Discovery НАСА;
• SIMBIO-SYS (Spectrometers and Imagers for MPO BepiColombo Integrated Observatory System) (High resolution and stereo cameras, visual and near infrared spectrometer) — разработан Италией, Францией и Швейцарией;
• SIXS (Solar Intensity X-ray Spectrometer) — разработан Финляндией и Великобританией.

Научные приборы с российским участием в составе миссии^[8]:

• МГНС («Меркурианский гамма и нейтронный спектрометр») или MGNS (Mercury Gamma ray and Neutron Spectrometer)^[21]. Предназначен для регистрации потоков нейтронов и гамма-квантов от поверхности планеты и в космическом пространстве^[22]. Задачи: изучение элементного состава вещества поверхности Меркурия, что позволит уточнить представления об образовании и эволюции планеты; измерения отношения калия к торию и сопоставление этой величины с теми, что известны о других планетах земной группы, а также изучение полярных районов Меркурия и сопоставление их с полярными районами Луны^[22]. Прибор разработан в отделе ядерной планетологии ИКИ РАН России^[22].
• PHEBUS (Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy)^[23] — ультрафиолетовый спектрометр для измерения состава и динамики экзосферы Меркурия. Головной разработчик — Национальный центр космических исследований Франции. Разработка отдела физики планет ИКИ РАН — входной оптический блок с системой наведения прибора в заданном направлении. Также в разработке участвует Япония.
• PICAM (англ. Planetary Ion Camera) — панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов в составе плазменного комплекса SERENA (англ. Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances), совместная разработка учёных Австрии, Франции и России. Главная задача эксперимента — исследования потока ионов с поверхности планеты и ионов солнечного ветра в магнитосфере Меркурия, и таким образом, изучение грунта Меркурия и его взаимодействия с экзосферой планеты. Цели эксперимента — определить химический состав грунта, изучить физические процессы выброса с поверхности нейтральных частиц и измерить потоки магнитосферных ионов, которые возвращаются на поверхность; понять, существует ли у Меркурия ионосфера и каким образом происходит конвекция плазмы вблизи него, прояснить структуру магнитосферы и особенности её взаимодействия с солнечным ветром. Вклад ИКИ РАН — разработка электронно-оптической схемы.

Mercury Magnetospheric Orbiter

Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), разработка Японского агентства аэрокосмических исследований — аппарат для исследования магнитного поля и магнитосферы Меркурия с высокоэллиптической полярной орбиты (400 км на 12 000 км). Вес аппарата составляет 255 килограмм, из которых 45 кг приходится на научные приборы^[6].

Содержит пять научных приборов.

• MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment)
• MGF (Magnetic Field Investigation)
• PWI (Plasma Wave Investigation)
• MDM (Mercury Dust Monitor)

Приборы с российским участием в составе миссии^[8]:

• MSASI (Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager)^[24] — камера наблюдения в лучах натрия, разработанная в кооперации России и Японии. Главная задача прибора — определение причин появления натрия в экзосфере Меркурия. Российский вклад — блок оптико-механической развёртки для получения изображения — разработан в отделе физики планет ИКИ РАН.

См. также

• Мессенджер
• Маринер-10

Примечания

Ссылки

• sci.esa.int/bepic… (англ.) — официальный сайт BepiColombo
• BepiColombo page at ESA Spacecraft Operations (англ.)
• BepiColombo страница на сайте JAXA (англ.)
• BepiColombo на сайте JAXA (англ.)
• BepiColombo на сайте ISAS (англ.)
• MMO страница на сайте ISAS (яп.)
• Долгосрочная программа агентства «JAXA 2025» в PDF формате (англ.)
• BepiColombo на сайте ИКИ РАН. Отдел физики планет и малых тел Солнечной системы
• Исследование Меркурия // Газета.ру
• Комментарии участников миссии (Игорь Митрофанов и Олег Кораблёв (ИКИ РАН), Йоханес Бенхоф (ЕКА).
• Митрофанов И., Кузнецов С. На Меркурий за водой  (рус.). nplus1.ru (19 октября 2018). Дата обращения: 22 октября 2018. Архивировано из оригинала 22 октября 2018 года.

Эта страница в последний раз была отредактирована 18 марта 2024 в 19:11.