BepiColombo

BepiColombo

Bal: Mercury Planetary Orbiter (MPO)

Középső: MMO napellenző és interfészszerkezet (MOSIF)
Jobb: Mercury Magnetospheric Orbiter (MIO)

NSSDC azonosító 2018-080A
Küldetés célja HiganySablon: Infobox szonda / karbantartás / objektív
operátor Európai ŰrügynökségESA ESA JAXA
Japán Aerospace Exploration AgencyJAXA Sablon: Infobox szonda / karbantartás / kezelő
Gyártó AstriumSablon: Információs doboz szonda / karbantartás / gyártó
Launcher Ariane 5Sablon: Infobox szonda / karbantartó / hordozórakéta
Építkezés
Felszálló tömeg 4081 kgSablon: Információs doboz szonda / karbantartási / felszállási tömeg
A küldetés menete
Kezdő dátum 2018. október 20., 01:45 UTCSablon: Információs doboz szonda / karbantartás / kezdési dátum
Indítóállás CSG , ELA-3Sablon: Információs doboz szonda / karbantartás / indítópult
Befejezés dátuma 2027/28 (tervezett)Sablon: Infobox szonda / karbantartás / befejezés dátuma
Sablon: Infobox szonda / karbantartás / előzmények
 
2018. október 20 kezdődik
 
2020.10.04 Átforduló manőverek a földön
 
2020. október 15 Az első lengő manőver a Vénuszon
 
2021.08.10 A második lengő manőver a Vénuszon
 

 
2021.02.10 Az első lengő manőver a Merkúrnál (tervezett)
 
2022.06.23 Második lengő manőver a Merkúrnál (tervezett)
 
2023/06/20 Harmadik lengő manőver a Merkúrnál (tervezett)
 
2024.09.05 Negyedik lengő manőver a Merkúrnál (tervezett)
 
2024.02.12 Ötödik elmozduló manőver a Merkúrnál (tervezett)
 
2025.09.01 Hatodik lengő manőver a Merkúrnál (tervezett)
 
2025.12.05 Kanyarodás a Merkúr körül (tervezett)
 
2027. 01. 01. A küldetés vége (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

A BepiColombo küldetés két szondájának tervezett pályái

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:
  • 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)

Mercury Transfer Module az ESA- ESTEC tesztközpontban, Noordwijkben, Hollandiában

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.

Merkúr bolygó keringő

Mercury Planetary Orbiter (MPO)

A Mercury Planetary Orbiter EMC és antenna tesztje az ESTEC -en

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
felszabadulás paraméterei
  • 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.

    Navigáció és helyzetszabályozás

    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)

    Mercury Magnetospheric Orbiter az ESTEC -nél

    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

    A BepiColombo járat animációja (szonda: rózsaszín)

    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

    A föld röpülés közben az egyik szelfikamera szempontjából

    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

    Commons : BepiColombo  - képek, videók és hangfájlok gyűjteménye

    Egyéni bizonyíték

    1. ↑ A BepiColombo belép a megvalósítási fázisba . ESA, 2017. február 26.
    2. a b c d e f g h BEPICOLOMBO - Tájékoztató. In: ESA.int. 2019. december 10, hozzáférve 2019. december 10 .
    3. a b A BepiColombo felrobbant, hogy vizsgálja a Merkúr rejtélyeit. In: ESA.int. Letöltve: 2018. október 20 .
    4. ^ A b BepiColombót a Merkúr felé hajtó elektromos kék tolóhajtóművek. In: ESA.int. Letöltve: 2020. május 26 (angol nyelven).
    5. Fabian Lüdicke: BepiColombo Mission: űrszonda, küldetésprofil, műszerek. In: DLR.de. Planetary Research Institute, hozzáférés: 2017. szeptember 17 .
    6. Fabian Lüdicke: BELA lézeres magasságmérő. In: DLR.de. Planetary Research Institute, hozzáférés: 2017. szeptember 17 .
    7. DLR - Planetary Research Institute - BELA lézeres magasságmérő. In: DLR.de. Letöltve: 2020. június 13 .
    8. MERTIS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 18 (angol angol).
    9. PHEBUS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 18 (angol angol).
    10. 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 .
    11. SIMBIO-SYS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 19 (angol angol).
    12. HATOS. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. október 19 (angol angol).
    13. MPS: MIXS a BepiColombon. Letöltve: 2020. június 20 .
    14. KEVERÉK. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. november 1 (angol angol).
    15. Mi az a STROFIO? ( Memento 2016. december 12 -től az Internet Archívumban ). In: ifsi-roma.inaf.it.
    16. MPS: BepiColombo - SERENA. Letöltve: 2020. június 20 .
    17. SERENA. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. november 2 (angol angol).
    18. MPO / MAG - Kozmosz. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2018. november 23 (angol angol).
    19. a b ESA Science & Technology - A Föld repülése új tudományos lehetőségeket nyit meg a BepiColombo számára. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2020. június 13 .
    20. 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 ).
    21. MIO - Mercury Magnetospheric Orbiter új neve. In: global.jaxa.jp. Hozzáférés: 2019. december 10 .
    22. a b MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter): Célkitűzések. In: stp.isas.jaxa.jp. Space Plasma Group - ISAS / JAXA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    23. MIO - Mercury Magnetospheric Orbiter. In: global.jaxa.jp. JAXA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    24. a b Mercury Magnetospheric Orbiter MIO / BepiColombo. Itt: isas.jaxa.jp. JAXA Institute of Space and Astronautical Studies, hozzáférés: 2019. december 10 .
    25. Merkúr magnetoszféra keringő. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    26. MMO / MGF MMO magnetométer. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    27. MPPE Higany plazma / részecske kísérlet. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    28. MPPE. Letöltve: 2020. június 20 .
    29. ^ PWI plazmahullám -vizsgálat. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    30. MSASI Mercury Sodium atmoszféra spektrális képalkotó. In: Cosmos.ESA.int - Bepi Colombo. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    31. Aláírták a BepiColombo ipari szerződést. In: ESA.int. 2008. január 18., hozzáférés: 2012. augusztus 14 .
    32. ↑ Az ESA Mercury térképezője érzi a hőt. In: ESA.int. 2011. január 18., hozzáférés: 2011. január 19 .
    33. ↑ A Mercury Planetary Orbiter szimulált utat tesz a legbelső bolygóra. In: sci.ESA.int. 2011. október 12., hozzáférés: 2011. október 14 .
    34. ↑ A BepiColombo tudománypályái egymásra halmozódnak. In: ESA.int. ESA, hozzáférés: 2019. december 10 .
    35. ↑ A VA-245 indító készlet. In: Arianespace.com. (PDF; 1,6 MB). Letöltve: 2020. június 13.
    36. Arianespace VA245 Launch Press Kit. (PDF; 1,7 MB) In: Arianespace.com. Letöltve: 2018. október 13 .
    37. ↑ A BepiColombo most minden hengerre lő. In: ESA.int. Letöltve: 2020. május 26 (angol nyelven).
    38. MPPE - BepiColombo - Kozmosz. In: Cosmos.ESA.int. Letöltve: 2019. július 17 .
    39. ^ 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.  @1@ 2Sablon: Webachiv / IABot / www.irap.omp.eu
    40. Guido Meyer: ESA. Űrutazás: vissza a rutinhoz. In: ORF.at . 2020. április 8, hozzáférve 2020. április 8.
    41. ESA Science & Technology - Az ESA a BepiColombo repülést végzi a koronavírus -válság közepette. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2020. június 13 .
    42. ESA Science & Technology - A Föld repülése új tudományos lehetőségeket nyit meg a BepiColombo számára. In: sci.ESA.int. Letöltve: 2020. június 13 .
    43. ^ A BepiColombo utoléri a Földet a Merkúr felé vezető úton. In: ESA.int. 2020. április 10, hozzáférve 2020. április 13 .
    44. ^ 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.” "
    45. Egy teljes álarcban egy európai űrhajó hamarosan elrepül a Vénusz mellett - és keresheti az élet jeleit (en) . In: Forbes.com . Letöltve: 2020. szeptember 16. 
    46. ↑ A BepiColombo képes lehet az élet jeleit keresni, amikor elhalad a Vénusz mellett . In: NewScientist.com . Letöltve: 2020. szeptember 26. 
    47. ^ Missziós műveletek - eljutni a Merkúrhoz. In: sci.ESA.int. 2018. október 12., hozzáférés: 2018. október 22 .
    48. ↑ Az ESA lehetőséget ad a BepiColombo építésére. In: ESA.int. 2007. február 26., hozzáférés 2018. október 22 .