BepiColombon ratkaiseva irrotus vie luotaimen viimeiselle etapille Merkuriuksessa

Miksi 3. syyskuuta on tärkeä päivä?

BepiColombon Mercury Transfer Modulen eli MTM:n irrotus 3. syyskuuta 2026 on siirtymä kahden hyvin erilaisen tehtävän välillä. MTM on kuljettanut luotainta sisäisessä aurinkokunnassa ja tuottanut matkan aikana aurinkosähköistä sähköpropulsiota. Irrotuksen jälkeen ESA:n Mercury Planetary Orbiter (MPO) ja JAXA:n Mio-luotain jatkavat matkaa kohti Merkuriuksen kiertoratoja. 56

Tapahtuma on siis merkittävä saapumisen virstanpylväs, mutta BepiColombo ei asetu Merkuriuksen kiertoradalle vielä silloin. Kiertoradalle asettumisen on määrä alkaa 21. marraskuuta. Sen jälkeen edessä on vielä useita irrotuksia sekä kiertorataa nostavia ja laskevia ohjausliikkeitä, ennen kuin varsinainen rutiininomainen tiedetoiminta alkaa huhtikuussa 2027. 57

ESA aikoi lähettää irrotuksen suorana lähetyksenä kello 13.45 Keski-Euroopan kesäaikaa. Lähetys ei itsessään tuota tiedettä tai tee luotaimesta toimintavarmempaa, mutta se antaa yleisölle mahdollisuuden seurata teknisesti ratkaisevaa ja pitkälti peruuttamatonta operaatiota.

Miksi matka Merkuriukseen kesti kahdeksan vuotta?

BepiColombo laukaistiin 20. lokakuuta 2018. Suora lento Merkuriukseen ei kuitenkaan olisi ollut yksinkertainen ratkaisu. Kun avaruusalus putoaa kohti Aurinkoa, se kiihtyy nopeasti. Pelkkä suuntaaminen Merkuriukseen ei riitä, vaan aluksen on jatkuvasti vähennettävä heliosentristä energiaansa ja sovitettava nopeutensa planeetan liikkeeseen, jotta Merkuriuksen painovoima voi vangita sen.

Siksi BepiColombo on käyttänyt tarkasti suunniteltua reittiä, johon kuuluu yksi Maan, kaksi Venuksen ja kuusi Merkuriuksen ohilentoa. Yhteensä yhdeksän painovoima-avustusta ovat muokanneet lentorataa ja auttaneet luotainta hidastumaan. Niiden rinnalla MTM:n matalan työntövoiman sähkömoottorit ovat tuottaneet vähitellen kiihtyvyyttä pitkien ajanjaksojen aikana. 121013

Reitti on hidas, mutta se säästää polttoainetta verrattuna perinteiseen, suureen työntövoimaan perustuvaan lentorataan. ESA:n mukaan matkaan on sisältynyt tuhansia tunteja vaativaa aurinkosähköisen sähköpropulsion käyttöä. 15

Propulsio-ongelma muutti suunnitelmaa

Huhtikuussa 2024 sähköjärjestelmään liittynyt ongelma esti BepiColombon sähkömoottoreita toimimasta täydellä teholla. Tehtäväryhmät muuttivat lentorataa ja toimintasuunnitelmaa sen sijaan, että tehtävä olisi keskeytetty. 11

Sähköpropulsiojärjestelmä suoritti viimeisen pitkän työntöjaksonsa 15. kesäkuuta 2026 kello 15.24 Keski-Euroopan kesäaikaa. Moottorien sammuttaminen päätti pitkän risteilyvaiheen ja valmisteli luotaimen saapumiskampanjaa varten. 6

MTM:n irrotuksen jälkeen saapumisen ohjausliikkeistä vastaa MPO:n kemiallinen propulsiojärjestelmä. Jäljelle jäävän luotainkokoonpanon on edelleen suoritettava tarkasti ajoitettu sarja polttoja ja irrotuksia Merkuriuksen haastavassa ympäristössä. 5

Mitä 3. syyskuuta tapahtuu?

Irrotuksessa MTM erkanee kokoonpanosta, jossa ovat mukana MPO, Mio ja Mion aurinkosuoja MOSIF. MTM on tällöin suorittanut tehtävän, jota varten se rakennettiin: se on tuottanut matkan aikana aurinkosähköä ja työntövoimaa. 5

Irrotus jättää tieteelliset luotaimet saapumista varten oikeaan kokoonpanoon. Samalla alkaa vaihe, jossa jokainen osa on vapautettava tai siirrettävä täsmälleen oikealla hetkellä. Yhdenkin kriittisen vaiheen epäonnistuminen voisi vaarantaa luotainten pääsyn omille tutkimuskiertoradoilleen.

BepiColombon suunniteltu aikataulu

• 3. syyskuuta 2026: Mercury Transfer Module irtoaa MPO:n, Mion ja aurinkosuojan muodostamasta kokoonpanosta. Tämä merkitsee Merkuriukseen saapumisen vaiheen virallista alkua. 5
• 21. marraskuuta 2026: Yhä toisiinsa kytketyt MPO ja Mio aloittavat Merkuriuksen kiertoradalle asettumisen. ESA:n mukaan kampanjaan kuuluu 16 kemiallisen propulsion polttoa, jotka jatkuvat maaliskuuhun 2027. 5
• 9. joulukuuta 2026: Mio irtoaa MPO:sta ja alkaa siirtyä omalle voimakkaasti elliptiselle kiertoradalleen tutkimaan Merkuriuksen magneettista ympäristöä. 5
• Joulukuu 2026: Mion aurinkosuoja MOSIF irrotetaan sen jälkeen, kun se on suojannut luotainta matkan ja saapumisen aikana.
• Maaliskuu 2027: MPO:n odotetaan saavuttavan suunnitellun tiedekiertoratansa viimeisten kiertorataa muokkaavien ohjausliikkeiden jälkeen.
• Huhtikuu 2027: MPO:n ja Mion koordinoidun rutiininomaisen tiedetoiminnan on määrä alkaa. 7

Aikataulu etenee kuin ketju: jokainen vaihe riippuu edellisestä. MTM:n liian aikainen irrotus, väärä kiertorata tai Mion vapauttaminen väärässä kohdassa voisi vaikeuttaa luotainten pääsyä niiden omille tutkimusradoille.

Mitä uusi piidioksidihavainto kertoo Merkuriuksesta?

Tuoreet laboratoriokokeet ja havaintoaineistojen analyysit viittaavat siihen, että piidioksidia (SiO₂) saattaa olla Merkuriuksen pinnalla noin 37 massaprosenttia – jopa 25 prosenttia aiempia arvioita vähemmän.

Piidioksidin määrä auttaa tutkijoita päättelemään, miten Merkuriuksen kuori muodostui. Pienempi osuus voi sopia yhteen tulivuorikivien kanssa, jotka ovat syntyneet vaipan voimakkaamman osittaisen sulamisen seurauksena. Tämän tulkinnan mukaan osa Merkuriuksen vulkaanisesta aineksesta olisi muodostunut aiemmin oletettua syvemmällä ja kuumemmassa vaipassa.

Tulos on kuitenkin tulkinta, ei vielä täydellinen kuvaus Merkuriuksen sisuksesta. Pinnalla voi olla alueellisia eroja, ja Maasta tehdyt mittaukset ovat väistämättä rajallisia. Keskeinen kysymys on, kuvaako matala piidioksidipitoisuus koko planeettaa vai tiettyjä alueita ja aiempien havaintojen epävarmuuksia.

Miten BepiColombo voi testata tulkintaa?

MPO:n instrumentit on suunniteltu tutkimaan Merkuriuksen pinnan koostumusta, geologiaa, sisäistä rakennetta ja pinnanmuotoja. Mittaukset voivat yhdistää alkuaineiden määrät vulkaanisiin tasankoihin, kuoren paksuuteen, painovoiman vaihteluihin ja planeetan geologiseen historiaan.

Mio keskittyy Merkuriuksen magneettikenttään ja sitä ympäröivään avaruusympäristöön. Sen mittaukset tuottavat tietoa magnetosfääristä, plasmasta ja eksosfääristä samalla, kun MPO tutkii pintaa ja sisäosia. 5

Yhdessä luotaimet voivat vahvistaa syvempään ja voimakkaampaan sulamiseen perustuvaa selitystä – tai tehdä siitä monimutkaisemman. Ne voivat osoittaa, että Merkuriuksen vähäinen piidioksidimäärä on laajasti koko planeetan ominaisuus, paljastaa alueellisia kemiallisia eroja tai osoittaa, että osa näennäisestä puutteesta johtuu aiempien havaintojen rajoituksista.

Kuljetuksesta tarkkuusoperaatioihin

MTM:n irrotusta voi olla helppo pitää tavallisena avaruusaluksen osien erottamisena. Osuvammin sitä voi kuvata siirtymänä kuljetustilasta tarkkuutta vaativiin planeettaoperaatioihin.

Kahdeksan vuoden ajan tärkein tavoite oli viedä yhteinen luotainkokoonpano Merkuriuksen luo mahdollisimman energiatehokkaasti. Syyskuusta alkaen tehtävän painopiste muuttuu: edessä ovat kiertoradalle asettuminen, kahden tutkimusluotaimen erottaminen, suojarakenteiden irrottaminen ja juuri oikeiden kiertoratojen saavuttaminen pitkäkestoisia havaintoja varten.

Jos ketju onnistuu, BepiColombo tarjoaa tähän asti kattavimman kuvan Merkuriuksen pinnasta, sisäosista, magneettikentästä ja geologisesta menneisyydestä. Syyskuun 3. päivän irrotus on ensimmäinen näkyvä merkki siitä, että yhdeksän vuotta lähestyvä tehtävä on saavuttanut viimeisen – ja vaativimman – vaiheensa.