BepiColombo aloitti viimeisen, vaativan vaiheensa ennen Merkuriusta

BepiColombon matka Merkuriukselle on siirtynyt ratkaisevaan loppuvaiheeseen. Euroopan avaruusjärjestö ESA vahvisti 3. syyskuuta, että Merkuriuksen siirtomoduuli (MTM) irtosi onnistuneesti. Jäljelle jääneet kaksi tiedeluotainta – ESA:n Mercury Planetary Orbiter (MPO) ja JAXAn Mio – jatkavat toistaiseksi yhteen kiinnitettyinä kohti Merkuriuksen kiertorataa. 5

Tämä ei vielä tarkoita, että luotaimet olisivat perillä. Seuraavat kuukaudet sisältävät tarkasti ajoitettuja moottoripolttoja, luotainten erottamisen sekä 16 ratamuutosta. Vasta niiden jälkeen säännöllinen tutkimustyö voi alkaa, nykyisen suunnitelman mukaan 6. huhtikuuta 2027. 5

Kahdeksan vuoden kiertotie aurinkokunnan sisäosissa

BepiColombo laukaistiin lokakuussa 2018. Suora lento Merkuriukseen ei olisi ollut käytännöllinen ratkaisu: Aurinkoa lähestyttäessä luotaimen nopeutta on vähennettävä huomattavasti, jotta Merkuriuksen painovoima voi siepata sen kiertoradalleen.

Siksi matkaan sisältyi yhdeksän painovoima-apuohilentoa: yksi Maan, kaksi Venuksen ja kuusi Merkuriuksen ohitusta. Ohilennot muuttivat luotaimen rataa ja vähensivät sen aurinkokeskeisen radan energiaa. Risteilyvaiheen pituudeksi kertyi yli 10 miljardia kilometriä. 23

MTM:n irrotus oli ensimmäinen askel saapumisvaiheessa

MTM tuotti matkan aikana aurinkosähköistä työntövoimaa. Se irrotettiin yli 200 miljoonan kilometrin päässä Maasta. Tapahtumaa ei voitu ohjata reaaliajassa suuren viiveen vuoksi, vaan navigointi ja komennot oli laadittava etukäteen erittäin täsmällisesti. Irrotuksen jälkeen MPO:n aurinkopaneelit tuottavat sähköä yhä yhteen kiinnitetylle MPO–Mio-kokonaisuudelle. 5

Vuonna 2024 havaittu sähköongelma rajoitti MTM:n aurinkosähköisen työntövoimajärjestelmän käytettävissä olevaa tehoa. ESA joutui muokkaamaan lentorataa ja toimintasuunnitelmaa, minkä seurauksena aiemmin joulukuulle 2025 kaavailtu saapuminen siirtyi marraskuuhun 2026. Kun MTM on nyt irrotettu, kyseinen risteilyvaiheen työntövoimaongelma ei enää määrää tehtävän seuraavaa vaihetta. 35

Seuraavaksi: kiertoradalle sieppaus ja luotainten erottaminen

Nykyisen aikataulun mukaan MPO–Mio-yhdistelmä tekee 21. marraskuuta 2026 MPO:n kemiallisella rakettimoottorilla polton, jonka tarkoitus on saada se Merkuriuksen kiertoradalle. Kyseessä on vasta alku: ensimmäinen rata on hyvin soikea eikä vielä sovellu varsinaiseen tutkimustoimintaan. 5

Mion on määrä irrota MPO:sta noin 9.–10. joulukuuta. Sen jälkeen luotaimet toteuttavat alkuvuoteen 2027 asti yhteensä 16 ratamuutosta, joiden tavoitteena ovat niiden omat polaariset tutkimusradat:

• MPO tarkkailee Merkuriuksen pintaa, koostumusta, geologiaa ja sisärakennetta.
• Mio tutkii Merkuriuksen magneettikenttää, magnetosfääriä ja Auringon hiukkasvirran vaikutuksia.

5

Miksi Merkuriukseen saapuminen on poikkeuksellisen vaikeaa?

Merkuriuksen lähellä Auringon painovoima tekee kiertoradalle asettumisesta hankalaa: luotaimen nopeutta on pienennettävä voimakkaasti oikealla hetkellä. Samalla Auringon läheisyys asettaa kovat lämpö- ja sähkönsaantirajat; lämpötilat voivat ylittää 350 °C. 56

Tehtävässä on myös hallittava kahta eri avaruusalusta, niiden erottamiset, moottoripolttojen suuntaus, tietoliikenne ja lämpökuormitus. ESA kuvaa kokonaisuutta monimutkaisimmaksi planeetalle saapumisen operaatioksi, jonka se on toteuttanut. 56

Mitä BepiColombo tutkii?

Kahden kiertolaisen 16 mittalaitetta on tarkoitettu selvittämään esimerkiksi Merkuriuksen pinnan koostumusta ja geologiaa, planeetan syntyä ja sisäosien rakennetta sekä suurta rautapitoista ydintä. Ne tutkivat myös magneettikenttää, magnetosfääriä, harvaa kaasukehää eli eksosfääriä ja Auringon hiukkasvirran vuorovaikutuksia. 56

MPO:n ja Mion samanaikaiset mittaukset ovat keskeisiä, koska niiden avulla voidaan erottaa Merkuriuksessa tapahtuvat ilmiöt nopeasti vaihtelevista avaruussään vaikutuksista. 56

Syyskuun 3. päivän MTM-irrotus on siis onnistunut välitavoite. Kiertoradalle asettuminen, luotainten erottaminen ja ratamuutokset ovat vielä suunniteltuja tapahtumia, joiden toteutuminen riippuu jokaisen seuraavan operaatiovaiheen onnistumisesta. 5