BepiColombo maakt derde scheervlucht langs Mercurius
BepiColombo zal op 19 juni 2023 voor de derde keer langs de planeet Mercurius vliegen. De ruimtesonde zal die dag om 21:34 uur Nederlandse tijd het dichtst bij Mercurius komen.
BepiColombo is een gezamenlijke Mercurius-missie, gelanceerd in oktober 2018, van het European Space Agency (ESA) en het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). De afgelopen jaren hebben de binnenste planeten van ons zonnestelsel de zwaartekracht van BepiColombo ondersteund, wat nodig is om de ruimtesonde in staat te stellen een stabiele baan rond Mercurius te bereiken.
BepiColombo zal op 5 december 2025 in een baan om Mercurius komen. In de tussentijd zullen er, na de nadering van maandag, nog drie scheervluchten zijn.
Waarom die scheervluchten?
Waarom kan BepiColombo niet gewoon doorschieten naar Mercurius en eromheen draaien? Dat kan niet omdat Mercurius zo dicht bij de Zon staat.
De scheervluchten zorgen ervoor dat de ruimtesonde niet in de zwaartekracht van de Zon wordt getrokken. Met één scheervlucht over de Aarde, twee scheervluchten langs Venus en zes eventuele scheervluchten langs Mercurius, verliest de ruimtesonde genoeg energie om in een baan om Mercurius te komen. Als we het over zwaartekrachthulp hebben dan denken we meestal aan een manier om de energie van een ruimtesonde te verhogen. Maar een zwaartekrachthulp kan een ruimtesonde versnellen of juist vertragen. Of het kan gewoon de richting van een ruimtesonde veranderen.
Frank Budnik, ESA-expert op het gebied van vluchtdynamiek, legt de derde scheervlucht als volgt uit:
Als BepiColombo de aantrekkingskracht van Mercurius begint te voelen zal de ruimtesonde reizen met een snelheid van 3,6 km/s ten opzichte van de planeet. Dat is iets meer dan de helft van de snelheid waarmee hij tijdens de twee vorige scheervluchten naderde.
En dat is nu precies de bedoeling van dergelijke gebeurtenissen. De ruimtesonde begon met veel te veel energie omdat het vanaf de Aarde is gelanceerd en, net als onze planeet, in een baan om de Zon draait. Om door Mercurius te worden gevangen moet de ruimtesonde vertragen en daarvoor worden de zwaartekracht van de Aarde, Venus en Mercurius gebruikt.
Lastig manoeuvreren
Hoewel de vlucht van BepiColombo naar Mercurius van tevoren minutieus in kaart was gebracht zullen controllers correcties moeten uitvoeren gedurende de zeven jaar die de ruimtesonde nodig heeft om daar te komen. In mei voerde de vluchtleiding een koerscorrectie uit die BepiColombo anders 24.000 kilometer te ver van Mercurius en aan de verkeerde kant van de planeet zou hebben geplaatst.
Santa Martinez Sanmartin, missiemanager van de BepiColombo legde meer uit over de methodes die werden gebruikt om BepiColombo in een baan te krijgen:
Dit is de eerste keer dat wetenschappers de complexe zonne-elektrische voortstuwingsmethode gebruiken om een ruimtesonde naar Mercurius te krijgen. En het vormt een grote uitdaging tijdens het resterende deel van de cruisefase. Men heeft het operationele concept al aangepast om extra communicatiepassages met de grondstations te hebben, waardoor men sneller kan herstellen de onderbrekingen van de stuwraketten en de baanbepaling kunnen verbeteren.
En al die tijd werkt dit met communicatievertragingen van meer dan 10 minuten vanwege de tijd die lichtsignalen nodig hebben om tussen de Aarde en de ruimtesonde te reizen.
En volgens de ESA moet dan nog het lastigste deel van de reis nog komen:
Na deze scheervlucht zal de missie een zeer uitdagend deel van haar reis naar Mercurius ingaan, waarbij het gebruik van zonne-elektrische voortstuwing geleidelijk zal toenemen door middel van extra voortstuwingsperioden die “struwkrachtbogen” worden genoemd om zo voortdurend af te remmen tegen de enorme zwaartekracht van de Zon. Deze voortstuwingsbogen kunnen enkele dagen tot enkele maanden duren, waarbij langere bogen periodiek worden onderbroken voor optimalisatie van navigatie en manoeuvres.
Deze uitdagende reis is een van de redenen dat Mercurius een van de minst onderzochte planeten in ons zonnestelsel is.
Wanneer kunnen we de eerste opnames van de derde scheervlucht zien?
BepiColombo zal tijdens deze scheervlucht tot op 236 kilometer van Mercurius komen. De dichtste nadering zal echter voorbij het onverlichte deel van Mercurius zijn, dus wetenschappers zullen pas iets later foto’s maken. Ongeveer 13 minuten na de dichtste nadering, wanneer de ruimtesonde 1840 kilometer verwijderd is, zal het verlichte deel van Mercurius worden vastgelegd. Daarna begint de ruimtesonde de zwart-witafbeeldingen terug te sturen. Op die afbeeldingen is ook een deel van de ruimtesonde zelf te zien. ESA zegt dat die beelden op 20 juni 2023 omstreeks de middag beschikbaar zouden moeten zijn.
Testen van de instrumenten
Het team gebruikt deze scheervluchten als een kans om enkele instrumenten te testen. Tijdens de scheervlucht van maandag zullen de magnetische, plasma- en deeltjesmonitoringinstrumenten de omgeving bemonsteren.
Volgens projectwetenschapper Johannes Benkhoff:
Het verzamelen van gegevens tijdens de scheervluchten is uiterst waardevol voor de wetenschapsteams om te controleren of hun instrumenten correct werken voorafgaand aan de hoofdmissie. Het biedt ook een nieuwe mogelijkheid om te vergelijken met gegevens die zijn verzameld door de MESSENGER ruimtesonde van de NASA tijdens zijn missie in 2011-2015 bij Mercurius vanaf aanvullende locaties op de planeet die normaal gesproken niet toegankelijk zijn vanuit een baan om de planeet. Men is verheugd dat er al gegevens zijn gepubliceerd op basis van de eerdere scheervluchten die nieuwe wetenschappelijke resultaten hebben opgeleverd, wat het missieteam nog enthousiaster maakt om BepiColombo in een baan om de planeet te krijgen.
Eerste publicatie: 18 juni 2023
Bron: ESA
