Ze čtyř kamenných planet vnitřní sluneční soustavy je Merkur tou nejméně prozkoumanou. Horká a pro orbitera obtížněji dosažitelná než Saturn, planeta vědcům dlouho unikala. BepiColombo, společná mise Evropské kosmické agentury (ESA) a Japonské kosmické agentury (JAXA), bude teprve druhou (a nejsložitější) misí v historii na oběžné dráze kolem Merkuru.
Jeho dva orbitery, European Mercury Planetary Orbiter (MPO) a japonský Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), nesou kombinovaných 16 vědeckých přístrojů, které pomohou objasnit některé matoucí otázky: Opravdu se v polárních kráterech spálené planety ukrývá vodní led? Odkud pochází magnetické pole Merkuru? Jaké jsou podivné „prohlubně“na jeho povrchu?
Očekává se, že mise odstartovaná 19. října 2018 dosáhne Merkuru v roce 2025, po složité sedmileté cestě, která vyžaduje devět průletů (jeden na Zemi, dva na Venuši a šest na samotném Merkuru). Tyto průlety zpomalují kosmickou loď proti gravitačnímu působení Slunce, aby mohla bezpečně vstoupit na oběžnou dráhu kolem nejvnitřnější planety sluneční soustavy.
Během epické cesty cestují dva orbitery naskládané na modulu Mercury Transfer Module (MTM) postaveném ESA. Modul se svými 15metrovými (49 stop) solárními poli dodává energii během meziplanetární plavby. Je také vybaven třemi "selfie" kamerami, které se původně používaly ke sledování rozmístění solárních polí a antén po startu. Tyto kamery však pravidelně používá tým BepiColombo k získání jednoduchých černobílých snímků místa pobytu kosmické lodi. Díky těmto kamerám BepiColombo posílá domů pravidelné pohlednice ze svých setkání s různými planetami během průletů.
V dubnu 2020 sonda zamávala Zemi na rozloučenou během průletu ve vzdálenosti 7 900 mil (12 700 kilometrů). V říjnu 2020 a srpnu 2021 proletěl BepiColombo kolem Venuše. Při prvním průletu se kosmická loď proletěla ve vzdálenosti 6 660 mil (10 720 km) od Venuše. Druhý to však vzal neuvěřitelně blízko, pouhých 340 mil (550 km) nad povrchem horké, zatažené planety. To umožnilo vědcům provést některá jedinečná měření temné atmosféry Venuše.
Jakmile naskládaná kosmická loď dosáhne svého cíle, MTM se oddělí od orbiterů. Poté budou obě kosmické lodě umístěny na samostatné oběžné dráhy, aby mohly provádět vědecký výzkum Merkuru. Japonská MMO bude mít oběžnou dráhu 9,3 hodiny a evropská MPO asi 2,3 hodiny. Očekává se, že mise bude trvat jeden pozemský rok, což je ekvivalent čtyř let Merkuru. Pokud to finanční prostředky dovolí, může být prodloužena o další pozemský rok a obě kosmické lodě zůstanou v dobrém zdravotním stavu.
Historie BepiColombo
Cesta BepiColombo vesmírem je stejně dlouhá jako její cesta z papíru na odpalovací rampu. První návrh na evropskou misi Mercury přišel podle ESA v roce 1993. Agentura zařadila orbiter Merkur jako jednu ze tří možných nových misí „základního kamene“v rámci vědeckého programu Horizon 2000, který také zrodil orbiter Cassini, který navštívil Saturn a jeho měsíce, stejně jako doprovodný přistávací modul Huygens pro Titan.
BepiColombo a mise Gaia, která mapuje naši galaxii, Mléčnou dráhu, ve třech rozměrech, byly schváleny v roce 2000. ESA poté v roce 2004 vydala žádost o návrh užitečného zatížení BepiColombo MPO. hlavní funkce mise, včetně vědeckých výzkumů. Nástroje užitečného zatížení byly vybrány později v tomto roce.
V roce 2007 byla Astrium GmbH (nyní Airbus Defence and Space) vybrána jako hlavní dodavatel pro BepiColombo. Kosmická loď Mercury měla původně letět na Sojuzu-Fregat, ale ta byla převedena na těžší raketu Ariane 5 poté, co byla během fáze návrhu v roce 2008 navýšena hmotnost mise. Vědecký programový výbor ESA dal konečný souhlas s přepracovanou misí BepiColombo v listopadu. 2009.
Datum spuštění bylo několikrát posunuto. Cíl z července 2014 byl odložen na srpen 2015 poté, co se společnost Astrium podívala na vývoj několika součástí kosmické lodi (jako jsou solární pole a elektrický pohonný systém) a zjistila, že nemohou stihnout dřívější termín. Následná zpoždění v různých částech vývoje mise posunula datum startu až do roku 2016, 2017 a poté 2018.
Datum spuštění BepiColombo v dubnu 2018 bylo poté odloženo o šest měsíců na říjen 2018 poté, co byl během testu MTM nalezen velký elektrický problém. Když bylo oznámení koncem roku 2016 učiněno, ESA uvedla, že nepředpokládá žádný dopad na vědecký návrat mise.
Věda BepiColombo
ESA poznamenala, že cesta k Merkuru pomůže vědcům nejen porozumět tomu, jak planeta vznikla, ale také poskytnout více obecných informací o formování sluneční soustavy. Podle ESA cíle mise zahrnují:
Evropský MPO nese následující nástroje:
Japonské MMO nese následující nástroje:
Minulé mise na Merkur
V počátcích vesmírného věku se vědci snažili vymyslet nejúčinnější způsob, jak pořídit snímky Merkuru. Přestože se planeta někdy přibližuje na vzdálenost 48 milionů mil (77 milionů kilometrů) od Země – tedy zhruba třetinu vzdálenosti Země-Mars – brzdění kosmické lodi, aby se dostala na oběžnou dráhu Merkuru, vyžaduje mimořádné množství energie, uvedla ESA.
Studie z 50. a 60. let 20. století naznačovaly, že by kosmická loď mohla využít gravitaci Venuše k vystřelení k Merkuru, čímž by se dostala na planetu, aniž by musela spotřebovat velké množství raketového paliva. Příležitosti využít tento prak se naskytly v letech 1970 a 1973, podle výzkumu z počátku 60. let minulého století Michaela Minoviche, postgraduálního studenta Kalifornské univerzity v Los Angeles.
Zde přichází na scénu jmenovec BepiColombo. Giuseppe „Bepi“Colombo byl tehdy výzkumníkem nebeské mechaniky na univerzitě v Padově v Itálii. Ukázal, že poté, co kosmická loď provedla jeden průlet kolem Merkuru, by se dostala na 176denní oběžnou dráhu kolem Slunce. Naštěstí je to přesně dvojnásobek 88denního roku Merkuru, takže se kosmická loď snadno vrací na Merkur opakovaně jen s malými úpravami oběžné dráhy. "Jedinou nevýhodou bylo, že světelné podmínky na povrchu by byly při každém setkání stejné," napsala ESA.
To byl plán, který následovala první mise Mercury. Mise NASA s názvem Mariner 10 odstartovala 3. listopadu 1973. V únoru se mise otočila kolem Venuše a bezpečně se dostala k prvnímu nejbližšímu přiblížení k Merkuru 29. března 1974. Přestože se kosmická loď přiblížila na noční straně, snímky byly poslány zpět a ukazovaly sluncem zalitou polokouli, když se kosmická loď vzdalovala.
K dalším setkáním došlo 21. září 1974 a 16. března 1975. Mezi hlavní události mise Mariner 10 patřilo objevení magnetického pole podobného tomu pozemskému a studium účinků slunečního větru (nepřetržitý proud nabitých částic, které pocházejí z slunce.)
"Povrch byl viděn jako rozdělený na mezikráterové pláně, hladké pláně a silně krátery posetý terén, který připomínal krajinu na Měsíci Země. Nejpozoruhodnějším individuálním prvkem, částečně viditelným na terminátoru při východu slunce, byla obří impaktní pánev, která se jmenovala Caloris, “napsala ESA. "Dalšími překvapivými rysy byly strmé útesy, stovky kilometrů dlouhé, které vypadaly, že vznikly globální kompresí, pravděpodobně kvůli smršťování planety, když chladla."
Mariner 10 zůstal jedinou kosmickou lodí, která navštívila Merkur po celou generaci, dokud nebyla 3. srpna 2004 vypuštěna mise MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging). Podobně jako BepiColombo se k Merkuru dostala po opakované gravitační asistenci z Venuše, Země a samotného Merkuru. Sonda provedla tři průlety v lednu 2008, říjnu 2008 a září 2009, než obletěla Merkur mezi březnem 2011 a dubnem 2015, kdy jí došel plyn a zřítila se do planety.
Některé z hlavních objevů MESSENGER zahrnují důkazy o vodním ledu v trvale zastíněných kráterech na pólech planety, prohlubně zvané „dutiny“, o kterých je známo, že existují pouze na Merkuru, a rozsáhlou sopečnou aktivitu po celé planetě.
