BepiColombo
BepiColombo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bal: Mercury Planetary Orbiter (MPO) Középső: MMO napellenző és interfészszerkezet (MOSIF) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NSSDC azonosító | 2018-080A | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Küldetés célja | Higany | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
operátor |
ESA JAXA |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gyártó | Astrium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Launcher | Ariane 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Építkezés | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Felszálló tömeg | 4081 kg | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A küldetés menete | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kezdő dátum | 2018. október 20., 01:45 UTC | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indítóállás | CSG , ELA-3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Befejezés dátuma | 2027/28 (tervezett) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
A BepiColombo egy négyrészes űrszonda, amely 2018. október 20-án 3 óra 45 perckor ( CEST ) indult a Merkúr számára . A BepiColombo az ESA és a japán JAXA űrügynökség együttműködése .
A szonda az olasz matematikus, Giuseppe Colombo becenevéről kapta nevét , aki 1984 -ben halt meg, és aki különlegesen hozzájárult a Merkúr feltárásához. Ez a harmadik misszió a Merkúr felé 1974 -ben és 1975 -ben a Mariner 10 és 2011 és 2015 között a MESSENGER orbiter után.
A küldetés céljai
Összességében elmondható, hogy a BepiColombo sokrétű feladatai átfogó leírást kívánnak adni a Merkúrról, és utalnak a történelmére. A kameráknak különböző spektrális tartományokban kell feltérképezniük a felületet, meg kell határozniuk a magassági információkat, és meg kell határozniuk a felület ásványtani és kémiai összetételét. Mérni kell a különböző típusú és hullámtartományú sugárzásokat, részecskéket és spektrumokat, valamint a gravitációs mezőt. Tisztázni kell, hogy a Merkúr szilárd vagy olvadt maggal rendelkezik -e. A szondának meg kell határoznia a mágneses mező alakját, kiterjedését és eredetét is .
technológia
áttekintés
Mercury Composite Űrhajóként (MCS) indítva a BepiColombo négy részből áll :
- az átviteli modul ( Mercury Transfer Module, MTM)
- két külön keringő , amelyek egymásra vannak szerelve az átviteli modulon a Merkúr felé tartó repülés során:
- az alatta található távérzékelő pálya ( Mercury Planetary Orbiter, MPO; háromtengelyes stabilizált, hidrazinhajtás ); ő egy 400 km x 1,500 km mért poláris pályán forgatható körül Mercury.
- a magnetoszférikus pálya ( Mercury Magnetospheric Orbiter, MIO; centrifugálással stabilizált , hideg gázmotorok ), amely fent van a napvédő alatt; Miután megérkezett a Merkúrhoz, 400 km × 12 000 km paraméterekkel poláris pályára állítják .
- egy napellenző ( MMO napellenző és interfész szerkezetet, MOSIF), amely arra szolgál, mint egy hőpajzs MIO és képezi az elektromos és mechanikus kapcsolatot MPO és MIO.
Az MPO -t, a MIO -t és a MOSIF -ot elindítják, és egymásra szállítják a Merkúrra az MTM -en MCS (Mercury Composite Spacecraft) néven. MCS -ként a BepiColombo 4081 kg -ot nyomott teli tartállyal az elején.
Eredetileg egy leszállógépnek is repülnie kellett volna , de ezt 2003 novemberében költség miatt megszakították.
Higanyátviteli modul (MTM)
Az ESA megbízásából kifejlesztett, kb. 1100 kg kilövő tömegű transzfer modul szállítja a keringőket és a hajtóanyagok egy részét a Merkúr felé tartó repülés során. Az MTM -et repülés közben az MPO számítógépe vezérli. Az MPO adója és antennája kommunikációra szolgál. Az MTM három egyszerű „szelfikamerával” rendelkezik, 1024 × 1024 felbontásban, fekete -fehérben. Segítségükkel megfigyelhető a napelemek megfelelő kiépítése és az antenna beállítása.
Az MTM két különböző meghajtóval rendelkezik:
- A bolygóközi fázisok esetében négy redundáns, napenergiával működtetett QinetiQ -T6 ionhajtómű található , amelyek mindegyike 75-145 mN tolóerőt biztosít . Az alkalmazott hordozó tömeg 580 kg xenon 5400 m / s ΔV esetén, amelyet három tartályban szállítanak. Ebből a négy motorból legfeljebb kettő működhet egyszerre. Ezek a motorok ionizálják a xenont, és gyorsítják a keletkező xenonionokat nagyfeszültségű hálózatokon keresztül 50 000 méter / másodperc sebességre. Az ionhajtóművek működtetéséhez az MTM 42 m 2 -es napelemmodulokkal rendelkezik, amelyek teljesítménye körülbelül 15 kW. Az ionhajtók 22 cm átmérőjűek, és elforgathatóak. Az űrhajó súlypontja megváltozik, ahogy az üzemanyagok elfogynak. A mozgatható motoroknak köszönhetően a tolóerő mindig a súlyponthoz igazítható - függetlenül attól, hogy egy vagy két motort használnak, és függetlenül attól, hogy a négy motor közül melyik működik.
- Ezenkívül az MTM 24 vegyi tolóerővel rendelkezik, egyenként 10 N tolóerővel , hogy beállítsa a pályát és a pályát a lengési manőver során, a reakciókerekek deszaturálását a küldetés során és a pályára fékezést. Az MTM terhelése 157 kg vegyi üzemanyag, ΔV értéke 68 m / s.
Az átviteli modul csak a Merkurba érkezésig szükséges. Mielőtt a szonda belép a Merkúr pályára, az átviteli modul lekapcsolódik, és a Nap körüli pályán marad.
Mercury Planetary Orbiter (MPO)
Az MPO az európai hozzájárulás a misszióhoz. Az űrszonda műhold teste 2,4 m széles, 2,2 m mély, 1,7 m magas és 3,7 m széles radiátorral rendelkezik. A napelemes generátor területe 8,2 m 2, és kinyitva 7,5 m hosszú. Tankoláskor az MPO kb. 1200 kg -ot nyomott az induláskor. Amíg az MTM működik, az MPO szolárgenerátora a keskeny oldalakkal a nap felé fordul. Ez minimalizálja a felszínen a napszél okozta nyomatékot, szabályozza a hőmérsékletet, megakadályozza a napelemek idő előtti öregedését, és lehetővé teszi a napérzékelők látását. Ez idő alatt az MTM átveszi az MPO és a MIO tápellátását.
Az MPO műszerei
Az MPO tudományos hasznos terhelése 85 kg, és tizenegy műszert tartalmaz, tíz európai és egy orosz eszközt :
- BELA ( BepiColombo lézeres magasságmérő )
- Az 50 m -es térbeli felbontású lézeres magasságmérő a DLR feladata, együttműködve a berni egyetemmel , a Max Planck Naprendszer Kutató Intézetével és az Instituto de Astrofisica de Andalucia -val . A műszer neodímium adalékolt ittrium-alumínium-gránát lézerrel rendelkezik , amely nagyon rövid, 1064 nm hullámhosszú, 50 mJ lézerimpulzusokat küld a Merkúr felszínére. A visszavert lézerfényt egy lavina fotodióda fogadja a távcső fókuszpontjában. A fejlesztés fontos része volt a műszer védelme a hő és az erős napsugárzás ellen, valamint a kóbor fény kizárása. A mérési elv a lézersugár repülési mérési ideje , amíg a visszavert sugár újra meg nem érkezik. A műszer a felszín felett 1000 km magasságig képes működni. Az eszköz feladatai és várható eredményei:
- A bolygó globális alakja
- Globális és helyi topográfia (közös értékeléshez gravitációs mező adatokkal)
- A forgás és a
- Az árapály mérése
- A geológiai képződmények magassági profiljai
- Felületi érdesség és albedo
- Navigációs támogatás
- MERTIS (higanyos radiométer és termikus infravörös spektrométer)
- Infravörös detektor és spektrométer, amelynek célja a Merkúr ásványtani és hőmérsékleti térképének elkészítése. A műszer felváltva figyeli a felületet, a teret és két fekete test kibocsátót , 300 K és 700 K hőmérsékleten. Hűtés nélküli mikrobolométer -technológia alkalmazásával és 7–14 µm hullámhosszon dolgozva képesnek kell lennie 500 m térbeli felbontásra az ásványtani és 2000 m hőmérséklet -térképhez. A műszer megfigyelési szöge 4 ° és spektrális felbontása legfeljebb 90 nm. A teljes felületet legfeljebb 500 m térbeli felbontással kell rögzíteni, de a felület 5-10% -át felbontással kell rögzíteni jobb, mint 500 m.
- PHEBUS (Hermean exoszféra vizsgálata ultraibolya spektroszkópiával)
- Ultraibolya spektrométer a Merkúr exoszférájának elemzésére és dinamikus viselkedésének jobb megértésére, a bolygó felszínéhez és magnetoszférájához kapcsolódva. A műszer egy EUV detektorból áll, amely 55–155 nm hullámhossztartományban működik, és egy második FUV detektorból a 145–315 nm tartományban, kiterjesztve az NUV vonalakra 404,4 és 422,8 nm kálium- és kalciumtartományban. Összességében 1 nm -es spektrális felbontást tudnak elérni. A műszer képes kimutatni a Si, Mg, Fe elemeket és az Ar, Ne nemesgázokat, valamint azok térbeli-időbeli eloszlását az exoszférában. A teljes műszer tudományos fejlesztéséért és építéséért a francia LATMOS volt felelős , a CNES megbízta a műszert generálkivitelezőként. A műszerhez a japán Tokiói Egyetem , az orosz IKI űrkutató intézet és az olaszországi CNR-IFN-LUXOR laboratórium járul hozzá. Az érzékelők mérési 25 × 40 mm áll cézium-jodid (CsI) a EUV és cézium-tellurid (CsTe) számára FUV.
- SIMBIO-SYS (spektrométer és képalkotó az MPO BepiColombo integrált megfigyelőrendszeréhez)
- Kamerarendszer sztereó, nagy felbontású és multispektrális felvételekhez, amelyek célja a felület geológiai elemzése, a vulkanizmus és a tektonika, az életkor és az összetevők, valamint az általános geofizika vizsgálata. A beépített sztereó csatorna (STC) négy spektrális csatornával rendelkezik (pankromatikus 650 + 550, 700 és 880 nm), és felbontása akár 50 m / pixel; a beépített High Spatial Resolution Imaging Channel (HRIC) viszont akár 5 m / pixelt is elérhet ugyanazon spektrális tartományban; a Látható infravörös hiperspektrális képalkotó csatorna (VIHI) a látható és közel infravörösre összpontosít (400–2000 nm, 2200 nm kiterjesztéssel).
- SIXS (Napintenzitás röntgen és részecskék spektrométer)
- Röntgen- és részecskeérzékelők (protonok, elektronok) azzal a céllal, hogy jobban megértsék a bolygó felszínének röntgentartományában a változó aláírást a napsugárzás mérésével . A bolygófelszíni besugárzás megbízható becslései a SIXS mérésekből származnak, amelyeket ezután korrelálni kell a kapcsolódó MIXS mérésekkel. A műszer spektrális méréseket végezhet 1 és 20 keV közötti röntgensugár-tartományban, legfeljebb egy másodperces időbeli felbontással, ugyanakkor protonok (0,33 és 30 MeV között) és elektronok (50 keV és 3 között) spektrumával. MeV) a számlálási sebességek a rekord akár 20.000 cps.
- MIXS (Mercury Imaging X-ray Spectrometer)
- Teleszkóp kollimátorral a Merkúr felszínének röntgenfluoreszcenciájához , amely állítólag segít meghatározni elemi összetételét. A MIXS méréseket a SIXS partner műszer méréseivel kell kalibrálni annak érdekében, hogy az eredményeket a bolygón feltérképezzék. A MIXS távcső (MIXS-T) nagyon szűk látómezővel rendelkezik (1 ° FoV ), míg a kollimátor (MIXS-C) 10 ° -on működik. A műszert a Leicesteri Egyetem , a Max Planck Naprendszer Kutató Intézet (MPS) és a Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet (MPE) fejlesztette ki és építette .
- SERENA (Exoszférikus utántöltés és kibocsátott természetes bőség keresése)
- A SERENA műszer egy négyrészes részecskeérzékelőkből áll, amelyek célja a csatolt exoszféra-magnetoszféra-felszíni rendszer dinamikus folyamatainak elemzése. Egyrészt a NASA Discovery programjában kifejlesztett Strofio tömegspektrométer (STart egy ROtating Field tömegspektrométerből) repülési idő tömegspektrometria segítségével fogja vizsgálni az exoszféra gázkomponenseit . A MIPA (Miniature Ion Precipitation Analyzer) megfigyelni fogja a napsütést és a folyamatokat, amelyek során a plazma kicsapódik a felszínen. A PICAM (Planetary Ion CAMera) egy iontömegspektrométer, amely a semleges részecskékre koncentrál, legfeljebb 3 keV energiával, amelyek először elhagyják a bolygó felszínét, és csak ezután ionizálódnak és szállítják át a Merkúr környezetet. A PICAM -ot az Űrkutatási Intézet (IWF), az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézete (IKI), az Institut de recherche en sciences de lenvironnement (CETP / IPSL), az Európai Űrkutatási és Technológiai Központ ( ESTEC), a Részecske- és Nukleáris Fizikai Kutatóintézet (KFKI-RMKI), amelyet a Max Planck Naprendszerkutató Intézet (MPS) fejlesztett ki. Az ELENA (kibocsátott alacsony energiájú semleges atomok) figyelmet fordít a felszínről származó semleges gázmolekulákra 20 eV és 5 keV tartományban.
- MPO-MAG (MPO magnetométer)
- A két digitális fluxgate magnetométer , amelyek a MERMAG (MERcury MAGnetometer) tudományos műszert alkotják. A másik (MIO-MAG) az MIO fedélzetén van, és mindkettő célja, hogy jobban megértsék a bolygó belsejének eredetét, fejlődését és állapotát a mágneses mező teljes jellemzése révén . Az eszközök 128 Hz -es mintavételi frekvenciával mérik a gyenge Merkúr mágneses mezőt, és pontosan rögzítik ennek a mezőnek az összes feltételét ( oktupól fokig ). A mágneses mező első sikeres mérései után, amikor elrepült a Föld mellett, úgy döntöttek, hogy a műszert a repülés nagy részében üzemben hagyják a napszél rögzítése érdekében . Az ESA saját Solar Orbiter -jével együttműködve új szinergiák merülnek fel a napkörnyezet vizsgálata során. A NASA Parker Solar Probe is tanulmányozza a napsütést. A három szonda térben különböző helyeken helyezkedik el, és mindegyiknek van egy magnetométere. Együtt hozzájárulhatnak a koronatömegek kilökődésének térbeli és időbeli terjedésének vizsgálatához .
- ISA (olasz tavaszi gyorsulásmérő)
- Gyorsulásmérő, amely a MORE -val együtt igazolja az általános relativitáselmélet előrejelzését.
- MORE (Mercury Orbiter rádió-tudományos kísérlet)
- Ka-sávos transzponder, lásd ISA.
- MGNS (Merkúr gamma- és neutronspektrométer)
- Érzékelő a sugárzás által kiváltott másodlagos neutronok és gamma-sugárzás észlelésére a Merkúr felületén.
kommunikáció
Az MPO-nak két rögzített alacsony erősítésű antennája van az X-sávhoz , egy mozgatható közepes erősítésű antenna az X-sávhoz és egy mozgatható, nagy erősítésű antenna, amelynek átmérője 1 m. A két alacsony nyereségű antenna bárhonnan képes továbbítani és fogadni, és kommunikációra szolgál az indítási szakaszban és a föld közelében, valamint a vészhelyzeti kommunikáció biztosítására nagy távolságokban. A közepes erősítésű antennát főleg a bolygó találkozás közötti hosszú fázisokban használják, és amikor a szonda biztonsági vagy vészhelyzeti üzemmódba lép. A nagy erősítésű antennát a bolygóközi fázisokban használják, amikor nagyobb mennyiségű adatra van szükség. Küldhet és fogadhat az X-sávban, és küldhet a Ka-sávban .
A Cebreros-i ESTRACK hálózat 35 méteres antennája a Ka-sávban történő vételre van beállítva, és a tervezés szerint ez az elsődleges kommunikációs rendszer a küldetés minden fázisában, azóta hozzáadták a malargüei állomást. a Ka-band számára. A pályára lépéshez és más kritikus fázisokhoz a New Norcia is segítséget vár . A két japán rádióállomás , az Usuda Deep Space Center Saku közelében és az Uchinoura Space Center a Kimotsuki közelében, tartalékként szolgál, és speciális mérésekre szolgál. Amikor 2018 októberében piacra dobták, a JAXA még nem rendelkezett mélytér-antennával és vevővel a Ka-sáv számára. 2021 áprilisában új, 54 méteres, Ka vételű antennát helyeztek üzembe a Misasa Deep Space Station állomással. A 65 méteres antenna Ka-sávú vevővel van felszerelve. Az adatintenzív szakasz és a Ka-sávban való fokozott használat csak a tudományos művelettel kezdődik, amikor 2025 végén megérkezik Merkurba.
Az úgynevezett Attitude and Orbit Control System (AOCS) több feladatot is ellát. Egyrészt teljesítenie kell a navigációs funkciót, másrészt azonban úgy kell beállítania az űrhajót, hogy a komponensek még a meghibásodás esetén sem károsodnak a sugárzás miatt. A megközelítés különböző fázisai eltérő irányokat igényelnek. Az AOCS számos navigációs és helyzetszabályozó rendszerrel rendelkezik:
- Három csillagkövető saját elektronikával és napellenzővel. A csillagkövetők védőlapokkal vannak ellátva a házban. Abban az esetben, ha az MPO feletti ellenőrzés elveszik, ezek automatikusan bezáródnak, hogy az érzékelőket ne pusztítsa el az intenzív napsugárzás.
- Két tehetetlenségi mérőrendszer, köztük négy giroszkóp és négy gyorsulásmérő tetraéderes elrendezésben és a hozzájuk tartozó elektronika.
- Kétszer négy redundáns napérzékelő.
- Négy reakciókerék dupla elektronikával. A működéshez három reakciókerékre van szükség.
- Két redundáns készlet négy 22 Newton meghajtó fúvókából. Tüzelőanyagként MON3 -at használnak , nitrogén -tetroxid és 3% nitrogén -oxid keverékét és hidrazint. Ezeket a motorokat arra használják, hogy lassítsanak és a Merkúr magas pályájára forduljanak. Ekkor a MIO és az MPO pályája csökken.
- Két redundáns négy 5 Newton hidrazin hajtású fúvóka készlet a pozíciókontrollhoz és a reakciókerekek deszaturálásához.
- Nagy és közepes erősítésű antenna -mutató mechanizmus (HGAPM / MGAPM), ezek automatikusan kompenzálják az antennák beállítása által okozott interferenciát.
- Három Solar Array Drive Mechanism (SADM), ezek mozgatják az MTM és az MPO két napelemét.
- Szolár elektromos meghajtó alrendszer (SEPS), amennyiben az MTM ionmeghajtása készen áll.
Az AOCS összesen 58 pozícióvezérlő elemet működtet, és 15 érzékelő adatait dolgozza fel.
Abban az esetben, ha a redundáns fedélzeti számítógép meghibásodik, az űrhajó helyes beállítását továbbra is garantálni kell, hogy elkerülhető legyen az alkatrészek túlmelegedése és meghibásodása. Ezért létezik a hibajavító elektronika (FCE), amely megőrzi a tehetetlenségi mérőrendszerek és a csillagkövetők információit az űrhajó beállításáról, mindaddig, amíg a fedélzeti számítógépet újraindítják vagy másodlagos bekapcsolásra kapcsolják fedélzeti számítógép néhány percen belül. Ebben az esetben az FCE gondoskodik a napelemek helyes beállításáról is. Ez idő alatt az FCE nem tudja leolvasni a napérzékelőket, és a csillagkövetők zárva vannak a biztonság kedvéért, de az inerciális mérőrendszerből származó információk elegendő pontossággal frissíthetik az időbeli helyzetváltozásokat az utolsó mért pozícióhoz képest amíg a fedélzeti számítógép újra elérhetővé nem válik, és az összes navigációs rendszer újra ki nem olvasható.
Az AOCS többféle üzemmóddal rendelkezik:
- Napfelvételi és túlélési módra van szükség ahhoz, hogy a felszállást követően azonnal megtalálja a napot, és megfelelően igazítsa a szondát. Csak a vezérlő fúvókák használhatók a helyzet ellenőrzésére. A szonda a Nap felé mutató tengely körül forog. Ellenkező esetben ezt az üzemmódot csak a számítógép meghibásodása után hajtják végre.
- Ezután átvált Safe and Hold módba . Ebben az üzemállapotban a reakciókerekeket a helyzetszabályozásra használják, ami csökkenti az üzemanyag -fogyasztást. Ezenkívül a közepes erősítésű antenna a földhöz igazodik a vételhez, opcionálisan a nagy erősítésű antenna is. Ebben az üzemmódban az AOCS automatikusan telíti a reakciókerekeket.
- A Mentés és tartás funkciót csak a földről érkező parancs válthatja normál működésre . Normál üzemben a reakciókerekek csak parancsra telítetlenek, mert a vezérlőfúvókák ebben az esetben ki vannak kapcsolva, és használat előtt előmelegíteni kell őket. A forgás leáll, és közepes és nagy erősítésű antennák is működtethetők.
- A pálya vezérlési módot addig használják, amíg a vegyi tolóerők jelentősen megváltoztatják a repülési útvonalat. Két külön vezérlőegység van, az egyik az MTM motorjainak vezérlésére, a másik pedig az MPO -ra, amely az átviteli szakasz felszabadulása után működik.
- Az ionhajtóművek működtetéséhez elektromos meghajtásvezérlő üzemmód szükséges. A normál működés minden funkciója folytatódik, de ha lehetséges, a reakciókerékeket telítetlenné teszik az ionhajtók. A vegyi motorok le vannak kapcsolva, és lehetséges, hogy ez idő alatt sem a közepes, sem a nagy erősítésű antenna nem mutathat a földre. Van egy fedélzeti hibafelismerő rendszer, amely képes észlelni a problémákat, és automatikus eljárásokat hajthat végre a hiba elkülönítésére, valamint az automatikus hibajavításra vagy a redundáns rendszerekre való áttérésre.
Merkúr magnetoszféra keringő (MIO)
Az MMO -t japán felelősség alatt fejlesztették ki, és később átnevezték MIO -ra. A nyolcszögletű keresztmetszetű űrszonda 1,06 m magas, 1,8 m átmérőjű és körülbelül 255 kg tömegű a kilövéskor. Ha az MPO -t elkülöníti a MOSIF -től, az MIO 15 fordulat / perc sebességgel forog. Ezután két öt méter hosszú árbocot a mágneses mező mérésére és négy 15 méter hosszú antennát az elektromos mező mérésére meghosszabbítanak.
A kommunikációhoz a MIO lapos fázisú tömbantennával rendelkezik, amelynek átmérője 80 cm, mint nagy erősítésű antenna az X-sávban. A parabolikus antenna hatékonyabb lenne az adatátvitelhez, de mivel az intenzív fény és az infravörös sugárzás egyszerre hat az antennára, a sugárzás nem kívánt helyre koncentrálódhat, és károsíthatja a pályát. Az MIO két közepes erősítésű antennával is rendelkezik az X-sávban tartalékként.
A napérzékelők az oldalsó paneleken és a csillagérzékelő az orbiter alsó részén szolgálnak a helyzet észlelésére . A helyzetszabályozáshoz hideg gázrendszert és passzív diódacsillapítót használnak a központi hengerben.
A MIO öt tudományos műszert (45 kg) hordoz - négy japán és egy európai:
- MIO-MAG (MIO magnetométer)
- Van, hogy az intézkedés a mágneses mező a higany és a magnetoszféra , valamint a bolygóközi napszél együtt MPO-MAG .
- MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment)
- A készüléket használunk, hogy tanulmányozza a plazma és a semleges részecskék Mercury valamint annak magnetoszférát és a bolygóközi napszél . Ez egy műszercsomag, amely hét különböző érzékelőből áll: három érzékelő az elektronokhoz , három az ionokhoz és egy érzékelő a semleges részecskékhez . Az érzékelők neve: ENA (Energetic Neutral Atom), HEP -e (High Energy Particles - elektron), HEP -i (High Energy Particles - ion), MEA (Mercury Electron Analyzer), MIA (Mercury Ion Analyzer) és MSA (tömegspektrum -elemző). Az MSA érzékelő egy csúcskalapos ion-spektrométer, amelyet a Plazmafizikai Laboratórium (LPP), a Max Planck Solar System Research Institute (MPS), az IDA-TU Braunschweig és az Űr- és Űrhajózástudományi Intézet (ISAS) közösen fejlesztettek ki. ).
- PWI (Mercury Plasma Wave Instrument)
- A plazma hullámdetektorral tanulmányozására az elektromos mező, elektromos hullámok és a rádióhullámok a Mercury magnetoszféra és a bolygóközi napszél .
- MSASI (Mercury Sodium Atmosphere Spectral Imager)
- Spektrométer a higany vékony nátrium -atmoszférájának vizsgálatához.
- MDM (Mercury Dust Monitor)
- Porérzékelő a Merkúr, bolygóközi és csillagközi porok vizsgálatához a Merkúr közelében.
Építési és tesztelési fázis
2008 januárjában a cég Astrium a Friedrichshafen , amely specializálódott a fejlesztési és építési műholdak, hivatalosan is megkapta a projekt szerződés térfogatú 350,9 millió euró volt. A teljes költséget, beleértve az indítást és a működést 2020-ig, 2008-ban 665 millió euróra becsülték. A kezdeti tervezési tanulmányok egy leszállót is tartalmaztak, de ezt költség miatt megszakították.
A japán MMO ben teszteltük egy speciálisan módosított ESA térben szimulátor ESTEC , a besugárzás 10 napenergia állandók is létező Merkúrénál. Külső bőrének 350 ° C felett kellett ellenállnia. Az MPO tesztjei az űrszimulátorban 2011. szeptember 12. és 2011. október 6. között következtek.
A képesítési elfogadási felülvizsgálat 2018 augusztusában sikeresen befejeződött, az MCS -t pedig 2018. augusztus 30 -án jóváhagyták a vegyi üzemanyagokkal való feltöltéshez.
Kezdetben a Fregat felső fokával rendelkező Soyuz ST-B-t tervezték indítónak , amelynek Kourou felől kellett felszállnia, de aztán súly miatt Ariane 5 ECA- t használtak .
Indulás és repülés a Merkúrba
Küldetésirányítás
Mission ellenőrzés irányítása alatt az ESA a kezdetektől a megérkezés Merkur egyedül a ESOC a Darmstadt . A tudományos adatokat a Madrid melletti Villafranca -ban gyűjtik, archiválják és értékelik az ESAC -nál . A MIO leválasztása után a Jaxa átveszi az MIO irányítását és kommunikál az usudai állomáson, míg az MPO továbbra is az ESOC irányítása alatt áll. A MIO tudományos adatait Jaxa saját tudományos központjában értékelik. A Jaxa létesítményei a küldetés során tartalékként szolgálnak.
kezdődik
Az eredetileg 2013 -ra tervezett kezdési időpontot többször is el kellett halasztani, mert a nap közelében lévő erős hőterheléshez különböző alkatrészek fejlesztése a tervezettnél lényegesen tovább tartott.
A BepiColombo sikeres elindítása az Ariane 5 ECA VA-245-tel és 4081 kg hasznos terheléssel történt 2018. október 20-án. A tervek szerint az Ariane 5 ECA 3,475 km / s hiperbolikus túlzott sebességgel tette ki a BepiColombót. Az üzemanyag-takarékosság érdekében kilenc kilengő manővert terveznek a Földön, a Vénuszban és a Merkúrban a hétéves útra . Közben az ionhajtás több napos égési fázisait tervezik. A megközelítés során az MPO vezérli az MMO -t és az átviteli modult, amely ez idő alatt átveszi az elektromos ellátást. A MIO szinte inaktív a repülés során, és csak tesztelés céljából aktiválódik.
Tesztelés
2018. november 20-án először tesztelték a QinetiQ-T6 ionhajtóműveket. Ez volt az első alkalom, hogy ezt a modellt az űrben üzemeltették. Egymás után helyezték üzembe. Az indítást és az azt követő hatásokat a földről figyelték, amíg a szonda még mindig elég közel volt a földhöz a közvetlen irányításhoz. A motorokat kezdetben legalább 75, majd fokozatosan a maximális 125 mN tolóerőig üzemeltették, és ezt öt órán keresztül fenntartották. A mérések maximum 2% -os eltérést mutattak a várt értékektől. Az ionhajtóműveket 22 égési fázisban kell használni, amelyek két hónapig tartanak. A motorok hetente egyszer nyolc órára szünetelnek. Ezt az időt használják a pontos pozíció meghatározására és az adatok cseréjére.
2019 júliusában üzembe helyezték a két Merkúr -elektronanalizátort (MEA1 és MEA2, a Mercury Plasma / Particle Experiment MPPE része), és elvégezhették az első sikeres méréseket, bár a MIO a MOSIF hővédő pajzs mögött helyezkedett el.
Repülj a föld mellett
2020. április 8-án az volt a cél, hogy átrepüljünk az úgynevezett gravitációs kulcslyukon, ami kritikus tér-idő kapu helyzet. 2020. április 10-én a tervek szerint végrehajtották a földön az elforduló manővert, a szonda 12 689 km-ig közel került a földhöz. Az MPO tizenegy műszeréből hatot lehetett tesztelni, és az MIO három műszeréből hét érzékelő működött adatgyűjtésre. Ezenkívül az MTM három szelfikamerája is működött, amelyekkel a Földről készítenek képeket. A repülés idején a MOC Darmstadtban biztonsági intézkedések keretében működött a koronavírus okozta fertőzések korlátozása érdekében a munkaerő körében. Egyes ESA -missziók tudományos működését ideiglenesen felfüggesztették, a tevékenységeket a lehetőségekhez mérten áthelyezték az otthoni irodába, és magában a MOC -ban a személyzetet minimálisra csökkentették, és különleges szabályokat alkalmaztak a társadalmi távolságra. Ennek ellenére a repülést a terv szerint hajtották végre.
- Az űr másodlagos nyílásával a MERTIS mindössze néhány képpont felbontással tudta rögzíteni a Hold hősugárzását 700 000 km távolságból. Repülés közben az elsődleges nyílást lefedi az MTM.
- Az MPO-MAG képes volt rögzíteni a Föld mágneses mezőjét. Az adatok felhasználhatók a műszer kalibrálására. A mérés napján kevés volt a napszél. A magnetoszférába való belépést , az íj lökéshullámát és a mágneses burkolat turbulens zónáján való repülést rögzíthettük, majd a repülést a magnetopauzán keresztül, amelyet egyedül a föld mágneses tere ural, majd távozáskor ismét fordított sorrendben.
Átlendülő manőver Vénusz
A szonda 2020. október 15-én érte el a Vénuszt, hogy elvégezze az első lengő manővert. Az űreszköz tovább erősítheti a monofoszfin méréseit a Vénusz légkörében, amelyet 2020 szeptemberében jelentettek be . A második Vénusz -repülésre 2021. augusztus 10 -én került sor.
Érkezés a Merkúrba
Mielőtt 2025 decemberében végre eléri a Merkúr pályáját, az MTM -et elválasztják, és a két egymásra ülő szonda az MPO vegyi meghajtásával belép az MIO célpólus pályájára. Ott a MIO elválik az MPO -tól a MOSIF -től való centrifugáláson keresztül. Ezután az MPO -t is elválasztják a MOSIF -től, és kémiai kényszerítéssel saját poláris pályájára helyezik. Mindkét keringőnek egy síkban kell működnie.
Amikor megérkeznek rendeltetési helyükre, a szondákat jóval 300 ° C feletti hőmérsékletnek teszik ki. Itt nem csak az erős közvetlen napfényt kényszeríti ki, hanem a Mercury albedo nappali oldaláról és az infravörös sugárzás által sugárzott, 470 ° C -os higany felületére is .
A két pálya hivatalos fő küldetésének időtartama a Merkúr pálya elérését követően egy évre becsülhető, egy későbbi egyéves másodlagos küldetés lehetőségével.
Lásd még
irodalom
- Harald Krüger, Norbert Krupp, Markus Fränz: Indulás a Merkúrhoz . In: Csillagok és űr . 57., 2018. 10. szám, ISSN 0039-1263 , 26-37.
- Tilmann Althaus: A Merkúr szonda BepiColombo. In: Csillagok és űr. 46., 2007. 7. szám, ISSN 0039-1263, 26-36.
web Linkek
- Karl Urban: A Merkúr keringő BepiColombo. In: Raumfahrer.net. 2007. május 13., letöltve: 2018. október 22 .
- A BepiColombo missziója a Merkúrhoz. In: DLR.de. Letöltve: 2018. október 22 .
- A BepiColombo áttekintése. In: ESA.int. 2018. február 20., hozzáférés: 2018. október 22 .
- BepiColombo. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2018. október 22 .
- BepiColombo. A Merkúr feltárása. In: stp.isas.JAXA.jp. Letöltve: 2018. október 22 .
- BepiColombo nevű a NSSDCA Mester katalógus (angol)
- RZ043 BepiColombo. In: Raumzeit-Podcast.de. 2012. augusztus 3., letöltve: 2018. október 22 .
- Rüdiger Jehn: Videók "Hogyan repüljünk a Merkúrhoz". Letöltve: 2019. május 14 .
Egyéni bizonyíték
- ↑ A BepiColombo belép a megvalósítási fázisba . ESA, 2017. február 26.
- ↑ a b c d e f g h BEPICOLOMBO - Tájékoztató. In: ESA.int. 2019. december 10, hozzáférve 2019. december 10 .
- ↑ a b A BepiColombo felrobbant, hogy vizsgálja a Merkúr rejtélyeit. In: ESA.int. Letöltve: 2018. október 20 .
- ^ A b BepiColombót a Merkúr felé hajtó elektromos kék tolóhajtóművek. In: ESA.int. Letöltve: 2020. május 26 (angol nyelven).
- ↑ Fabian Lüdicke: BepiColombo Mission: űrszonda, küldetésprofil, műszerek. In: DLR.de. Planetary Research Institute, hozzáférés: 2017. szeptember 17 .
- ↑ Fabian Lüdicke: BELA lézeres magasságmérő. In: DLR.de. Planetary Research Institute, hozzáférés: 2017. szeptember 17 .
- ↑ DLR - Planetary Research Institute - BELA lézeres magasságmérő. In: DLR.de. Letöltve: 2020. június 13 .
- ↑ MERTIS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 18 (angol angol).
- ↑ PHEBUS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 18 (angol angol).
- ↑ J.-F. Mariscal, N. Rouanet, J.-L. Maria, B. Lustrement, E. Bertran, C. Montaron, G. Guignan, A. Reberac, E. Quemerais, P. Zuppella, MG Pelizzo, AJ Corso, I. Yoshikawa, K. Yoshioka, G. Murakami: PHEBUS UV spektrométer a fedélzeten ESA-BepiColombo Mission: A műszer tervezése és teljesítménye . In: SPIE digitális könyvtár (szerk.): International Conference on Space Optics - ICSO 2018 . 2019. július 12, doi : 10.1117 / 12.2536020 .
- ↑ SIMBIO-SYS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 19 (angol angol).
- ↑ HATOS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 19 (angol angol).
- ↑ MPS: MIXS a BepiColombon. Letöltve: 2020. június 20 .
- ↑ KEVERÉK. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. november 1 (angol angol).
- ↑ Mi az a STROFIO? ( Memento 2016. december 12 -től az Internet Archívumban ). In: ifsi-roma.inaf.it.
- ↑ MPS: BepiColombo - SERENA. Letöltve: 2020. június 20 .
- ↑ SERENA. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. november 2 (angol angol).
- ↑ MPO / MAG - Kozmosz. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. november 23 (angol angol).
- ↑ a b ESA Science & Technology - A Föld repülése új tudományos lehetőségeket nyit meg a BepiColombo számára. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2020. június 13 .
- ↑ Christoph Steiger, Alkan Altay, Elsa Montagnon, Frank Budnik, Massimo Casasco, Pascal Espeillac, Susanne Fugger, Tommy Strandberg: GNC Operations for the BepiColombo Mission to Mercury: First In- Replying Experience . Szerk.: European Conference for aeronautics and Space Sciences 2019. 2019, doi : 10.13009 / EUCASS2019-218 ( researchgate.net ).
- ↑ MIO - Mercury Magnetospheric Orbiter új neve. In: global.jaxa.jp. Hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ a b MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter): Célkitűzések. In: stp.isas.jaxa.jp. Space Plasma Group - ISAS / JAXA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ MIO - Mercury Magnetospheric Orbiter. In: global.jaxa.jp. JAXA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ a b Mercury Magnetospheric Orbiter MIO / BepiColombo. Itt: isas.jaxa.jp. JAXA Institute of Space and Astronautical Studies, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ Merkúr magnetoszféra keringő. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ MMO / MGF MMO magnetométer. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ MPPE Higany plazma / részecske kísérlet. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ MPPE. Letöltve: 2020. június 20 .
- ^ PWI plazmahullám -vizsgálat. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ MSASI Mercury Sodium atmoszféra spektrális képalkotó. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ Aláírták a BepiColombo ipari szerződést. In: ESA.int. 2008. január 18., hozzáférés: 2012. augusztus 14 .
- ↑ Az ESA Mercury térképezője érzi a hőt. In: ESA.int. 2011. január 18., hozzáférés: 2011. január 19 .
- ↑ A Mercury Planetary Orbiter szimulált utat tesz a legbelső bolygóra. In: sci.ESA.int. 2011. október 12., hozzáférés: 2011. október 14 .
- ↑ A BepiColombo tudománypályái egymásra halmozódnak. In: ESA.int. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
- ↑ A VA-245 indító készlet. In: Arianespace.com. (PDF; 1,6 MB). Letöltve: 2020. június 13.
- ↑ Arianespace VA245 Launch Press Kit. (PDF; 1,7 MB) In: Arianespace.com. Letöltve: 2018. október 13 .
- ↑ A BepiColombo most minden hengerre lő. In: ESA.int. Letöltve: 2020. május 26 (angol nyelven).
- ↑ MPPE - BepiColombo - Kozmosz. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2019. július 17 .
- ^ A BepiColombo fedélzeti MEA első elektron spektruma a napszélben. Itt: irap.omp.eu. Letöltve: 2019. július 17 . Először elektron spektruma a napszél MEA fedélzeti BepiColombo nevű ( Memento az az eredeti származó 17 július 2019 az Internet Archive ) Info: A archív linket helyeztünk automatikusan, és még nem ellenőrizték. Kérjük, ellenőrizze az eredeti és az archív linket az utasítások szerint, majd távolítsa el ezt az értesítést.
- ↑ Guido Meyer: ESA. Űrutazás: vissza a rutinhoz. In: ORF.at . 2020. április 8, hozzáférve 2020. április 8.
- ↑ ESA Science & Technology - Az ESA a BepiColombo repülést végzi a koronavírus -válság közepette. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2020. június 13 .
- ↑ ESA Science & Technology - A Föld repülése új tudományos lehetőségeket nyit meg a BepiColombo számára. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2020. június 13 .
- ^ A BepiColombo utoléri a Földet a Merkúr felé vezető úton. In: ESA.int. 2020. április 10, hozzáférve 2020. április 13 .
- ^ BepiColombo a Vénusszal repül a Merkúr felé. In: ESA.int. 2020. október 15, 2020. október 22 . „Az egyetlen különbség a normál körutazási fázisú műveletek között az, hogy a Vénusz közelében ideiglenesen be kell zárnunk a csillagkövetők bármelyikének redőnyét, amelyet várhatóan elvakít a bolygó, hasonlóan ahhoz, hogy becsukja a szemét, nehogy a Napra nézzen.” "
- ↑ Egy teljes álarcban egy európai űrhajó hamarosan elrepül a Vénusz mellett - és keresheti az élet jeleit (en) . In: Forbes.com . Letöltve: 2020. szeptember 16.
- ↑ A BepiColombo képes lehet az élet jeleit keresni, amikor elhalad a Vénusz mellett . In: NewScientist.com . Letöltve: 2020. szeptember 26.
- ^ Missziós műveletek - eljutni a Merkúrhoz. In: sci.ESA.int. 2018. október 12., hozzáférés: 2018. október 22 .
- ↑ Az ESA lehetőséget ad a BepiColombo építésére. In: ESA.int. 2007. február 26., hozzáférés 2018. október 22 .