Csillagvizsgáló

Irány a Merkúr!

2021. október 11. - PFreddy

A napokban először járt az európai-japán közös fejlesztésű BepiColombo űrszonda a Merkúr közelében. Bár a szonda végső célja maga a Merkúr, most még csak gyors elhaladást tett a Naprendszer legbelső bolygója mellett, hogy évek múltán már megfelelő sebességgel térhessen vissza a planétához.

bepicolombo_cut.png

A BepiColombo 2018. október 20-án indult el összesen tíz évesre tervezett küldetésére. A cél a Merkúr hosszú távú megfigyelése orbitális pályáról, ám a Naptól mérve 0,3 és 0,46 csillagászati egység között tartózkodó bolygó megközelítése egyáltalán nem egyszerű feladat. Belső bolygó lévén a Merkúr jóval nagyobb sebességgel kering csillagunk körül, mint a Föld (lásd Kepler III. törvénye), átlagosan 47 km/s-mal. Ez brutális tempó, ám egy „befelé” haladó űrszondának nem probléma – pontosabban az, de éppen hogy ellentétes előjellel. A Föld keringése önmagában kb. 30 km/s-os sebességet biztosít, a bolygónk gravitációs terétől való elszabadulás pedig ezen felül még 11,2 km/s-ot igényel az indítórakétától (lásd, 2. kozmikus sebesség). A Nap irányába haladva a szonda tovább gyorsul, mintha csak lefelé hullana egy gravitációs.

bepicolombo.gifSzínes ellipszisek: sötétkékkel a Föld, világos kékkel a Vénusz, zölddel a Merkúr, Lilával pedig a BepiColombo mozgása, annak 2018-as indulásától kezdve hét éven keresztól. Alul a szonda kerületi sebessége, valamint a Merkúrtól mért távolsága követhető nyomon.

A Merkúr pályájához érve már a túl nagy sebesség jelenti a problémát, amelynek csökkentésére se jelentős teljesítményű (és tömegű) rakéták, sem pedig súrlódás útján fékező bolygólégkör nem áll a küldetés rendelkezésére. Így a Merkúr mozgásához való idomulást a BepiColombo csak évek szívós munkájával tudja megvalósítani, ún. gravitációs hintamanőverekkel révén. Ezek során a szonda az előzetes pályaszámításoknak megfelelően úgy halad el egy bolygó mellett, hogy annak gravitációs tere (és részben ellentétes mozgásiránya) kissé lassítja a mozgását. Hét év alatt összesen kilenc ilyen manőverre kerül sor: egy a Föld, kettő a Vénusz, hat pedig maga a Merkúr mellett, mire a BepiColombo 2025 karácsonyakor végre pályára állhat a legbelső bolygó körül.

vvkxp.pngA szonda nyerhet és veszíthet is a sebességéből egy bolygó (balra haladó szörke gombóc) melletti gravitációs hintamanőver révén.

A szonda névadója az a Giuseppe "Bepi" Colombo, aki először javasolta, hogy az interplanetáris küldetések ilyen gravitációs hintamanővereket végezzenek. Ezek a pálya módosítások a megfelelő kivitelezés során gyorsíthatják is a szondát (ha a bolygó és a szonda haladási iránya részben egybeesik), mint ahogy azt többször is kihasználták például a Naprendszer külső régiói felé haladó, és ezáltal fokozatosan lassuló Voyager-űrszondák is így kaptak új lendületet.

animation_of_voyager_2_trajectory_1.gifA Voyager-űrszondák több bolygó gravitációját is kihasználták kifelé tartó útjuk során. (Forrás: Phoenix7777 / Wikipedia)

Október 2-án a BepiColombo hat Merkúr-közeli elhaladása közül az elsőt teljesítette. A szonda bolygótól mért távolsága magyar idő szerint hajnali 1:34-kor volt a legkisebb, mindössze 199 km. A fenti látványos felvételt tíz perccel később készítette az űrszonda Mercury Transfer Module (MTM) része a bolygó északi féltekéről. A képen több jól ismert felszíni forma is felismerhető, mint például az aszteroidabecsapódás nyomán kialakult Calvino-kráter és az azt körülvevő, lávaömlések formálta Rudaki-síkság. Kissé lejjebb egy különösen világos régió fedezhető fel: ez a 160 km átmérőjű Lermontov-kráter, amelyben korábbi vulkanikus aktivitás nyomán illékony anyagokat eregető üregek találhatóak.

hello_mercury_annotated_pillars-1024x1024-1_1.pngA BepiColombo első Merkúr-közelsége során készített felvétele a bolygó északi féltekéjéről. (Forrás: ESA/JAXA)

A BepiColombo misszió valójában nem is egy űrszonda, ugyanis három, egymástól külön működő modulból áll. Az MTM szerepe mindössze a 2025-ös orbitális pályára állásig tart, ott ugyanis leválik róla a Mercury Planet Orbiter (MPO) és a Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, avagy japán beceneve szerint Mio). Előbbi egészen közelről, 2,3 órás periódusú pályáról fogja vizsgálni a Merkúr belső és külső tulajdonságait; míg utóbbi egy elnyúlt pályáról (590 x 11640 km) figyeli majd meg a bolygó mágneses terét, valamint annak változásait a Nap aktivitásának függvényében.

1920px-mmo_mpo-orbits_svg.pngA két tudományos modul jövőbeli pályája a Merkúr körül. (Forrás: Wikipedia)

Ezt megelőzően mindössze egy űreszköz, a NASA MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) szondája vizsgálta huzamosabb ideig a Merkúrt orbitális pályáról 2011 és 2015 között. Gyakorlatilag minden, amit ma a bolygóról tudunk a MESSENGER-nek köszönhető. A szonda elsődleges feladata a Merkúr felszínének és belső vasmagjának feltérképezése volt, amit sikerrel véghez is vitt – ám így is bőséggel maradt még nyitott kérdés a Merkúrral kapcsolatban, amelyek megválaszolása már a BepiColombóra vár.

messenger-global-coverage_0.jpgA Merkúr két félteke, ahogy a MESSENGER látta. (Forrás: NASA/JPL)

Ilyen többek között a felszínhez közeli rétegek összetétele, a bolygó mágneses terének eredete vagy a napszél hatása, nem is beszélve arról, hogy miként keletkezett a Naprendszer legkisebb bolygója ennyire közel csillagunkhoz. A BepiColomboóra tehát kizgalmas évek várnak – mint ahogy az űrkutatásra általámosságban is.

bepicolombo_insignia.png

A BepiColombo küldetés hivatalos logója. (Forrás: ESA/JAXA)

 
Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat - tudományról és science fictionről egyaránt.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr5616707926

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

korxi 2021.10.20. 07:41:44

Egy ilyen kilenc lendítőmanőveres pálya kiszámolása biztosan elég durva matek által lehetséges.

PFreddy 2021.10.27. 23:56:36

@korxi: Nem csináltam még ilyesmit, ezért csak sejtem: annyira azért nem lehet durva, több száz évre előre rendkívül pontosan tudjuk az egyes égitestek pozícióját és gravitációs potenciálját. Az optimalizálást fogalmam sincs, miként oldják meg, de a mestint világában ez se lehet varázslat.
Ha pedig valahol pontatlanságra lehet számítani, akkor sincs gond, menet közben bele lehet nyúlni a manőverekbe.
süti beállítások módosítása