Миссия BepiColombo пролетела рядом с Землей и направляется к Венере

Совместная европейско-японская миссия BepiColombo вступила в активную фазу. 20 октября 2018 г. в 1 час 45 минут по всемирному времени с космодрома Куру во Французской Гвиане стартовала ракета Ariane 5, отправившая на межпланетную траекторию космический аппарат, основной задачей которого являются исследования Меркурия — самой маленькой и самой близкой к Солнцу планеты Солнечной системы. Старт прошел без каких-либо замечаний. После отделения от разгонного блока BepiColombo успешно сориентировался по звездам и развернул свои солнечные батареи, отправив сообщение об этом в наземный центр управления.

Из больших планет до недавнего времени Меркурий оставался наименее изученным — планетологи даже не имели полной карты его поверхности Около половины ее в 1974-75 гг. смог сфотографировать с пролетной траектории Mariner 10 (NASA). В 2011 -2015 гг. на околомеркурианской орбите работал американский аппарат MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment GEochemistry, and Ranging), который наконец-то провел комплексные исследования планеты и осуществил ее глобальное картографирование.

Европейское космическое агентство (ESA) утвердило концепцию собственной меркурианской миссии в 2000 г., а четырьмя годами позже был закончен подбор научного оборудования. Исследовательский аппарат получил имя итальянского баллистика Джузеппе Коломбо, разрабатывавшего гравитационные маневры для зонда Mariner 10. Позже к проекту решила присоединиться Япония, из-за чего инженеры отказались от идеи запуска аппарата с помощью российской ракеты «Союз» и отдали предпочтение более грузоподъемной европейской Ariane 5.

Космический аппарат состоит из трех основных блоков – транспортировочного модуля МТМ (Mercury Transfer Module), оборудованного двумя 14-метровыми фотогальваническими панелями и четырьмя британскими ионно-реактивными двигателями QinetiQ Т6, а также двух орбитальных зондов – европейского МРО (Mercury Planetary Orbiter) и японского ММО (Mercury Magnetospheric Orbiter), имеющего собственное имя «Мио». Масса первого из них с полным запасом рабочего тела для двигательной установки (инертного газа ксенона) составляет 2665 кг, второго — 1150 кг, третьего – 285 кг.

На борту МРО установлено 11 научных инструментов – акселерометр, магнитометр, термальный инфракрасный спектрометр и радиометр MERTIS, нейтронный и гамма-спектрометр MGNS, лазерный альтиметр, картирующие камеры и стереокамеры, спектрометры рентгеновского, ультрафиолетового и ближнего инфракрасного диапазона, оборудование для доплеровских радиоэкспериментов Они предназначены для исследований поверхности Меркурия, его магнитного поля и экзосферы (разреженной газовой оболочки). Для передачи данных на Землю будет использоваться остронаправленная антенна диаметром 1 м, основной приемной станцией должен стать 35-метровый рефлектор Cerberos, построенный недалеко от Мадрида.

Основные задачи «Мио» касаются исследований околомеркурианского пространства и главным образом будут сосредоточены на взаимодействии экзосферы планеты с солнечным ветром. Для этого на зонде установлен собственный магнитометр, анализатор плазмы и нейтральных частиц МРРЕ (Mercury Plasma Particle Experiment), включающий в себя регистратор электронов, ионов и масс-спектрометр, спектральная камера MSASI для съемки «натриевой короны» Меркурия, прибор для регистрации плазменных волн PWI и монитор столкновений с пылевыми частицами MDM.

Средняя орбитальная скорость Меркурия (47,37 км/с) более чем в полтора раза превышает соответствующий показатель Земли, поэтому космический аппарат не может лететь к нему «напрямую», а вынужден использовать сложную цепочку гравитационных маневров С этой целью 6 апреля 2020 г. BepiColombo вернулся к нашей планете, после чего направится к Венере, вблизи которой пролетит 12 октября 2020 г. Вторично он сблизится с «Утренней звездой» 11 августа 2021 г. и двинется к Меркурию, но не для того, чтобы выйти на орбиту вокруг него, а для очередного грави-маневра (2 октября 2021 г.). Всего таких маневров в окрестностях самой маленькой планеты запланировано шесть, и лишь при седьмом сближении – 5 декабря 2025 г. – относительная скорость зонда станет настолько маленькой, что позволит ему затормозиться и остаться на околомеркурианской орбите. Далее произойдет разделение модулей и их «разведение» с помощью собственных двигательных установок. Траектория МРО будет иметь перицентр высотой 480 км и апоцентр порядка 1500 км, соответствующие параметры орбиты «Мио» – 590 км и 11,6 тыс. км. Плановая продолжительность их работы должна составить не менее одного земного года.

Однако научные наблюдения BepiColombo начнет задолго до прибытия к цели: в ходе многолетних странствий по Солнечной системе он будет проводить периодические измерения параметров межпланетной среды. Кроме того, специалисты миссии надеются использовать некоторые из инструментов аппарата для изучения Венеры во время ее пролетов.