«БепиКоломбо» (англ. BepiColombo) — совместная автоматическая космическая миссия Европейского космического агентства (EKA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия. На орбиту планеты будут выведены два аппарата: Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter.

BepiColombo
BepiColombo spacecraft model.png
Оператор Европейское космическое агентство[1] и Японское агентство аэрокосмических исследований[1]
Стартовая площадка ELA-3
Ракета-носитель Ариан-5 ECA[2]
Запуск 20 октября 2018[2]
COSPAR ID 2018-080A
NSSDCA ID BEPICLMBO
SCN 43653
Технические характеристики
Масса 4100 кг и 2700 кг
Элементы орбиты
Наклонение 1,6 рад
Апоцентр 1500 км
Перицентр 480 км
sci.esa.int/bepic…​ (англ.)
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Анимация траектории BepiColombo с 20 октября 2018 года до 2 ноября 2025 года:

Запуск в космос произошёл 20 октября 2018 года в 01:45 по UTC. Прибытие к Меркурию планируется 5 декабря 2025 года, после пролёта Земли, двух пролётов Венеры, и 6 пролётов Меркурия[3][4].

НазваниеПравить

BepiColombo назван в честь итальянского математика и инженера Джузеппе Коломбо из Падуанского университета в Италии. Он разработал теорию гравитационного манёвра, которая используется для полётов космических аппаратов к другим планетам. Коломбо участвовал в разработке трассы корабля Маринер-10, космического аппарата, вторым совершившим гравитационный манёвр (около Венеры).

Ход миссииПравить

 
Фотография Меркурия во время первого пролёта
Сегодня 1447 день из 2600 дней полёта до выхода на орбиту Меркурия.
Выход на орбиту Меркурия ожидается через 3 года 1 месяц 26 дней. Из всего пути: 55,7% завершено

EKA в содружестве с JAXA утвердили программу BepiColombo в 2008 году, в ходе которой планируется исследовать ближайшую к Солнцу планету — Меркурий[5]. Проектная стоимость программы 350 млн евро. Миссия будет состоять из двух космических аппаратов, работающих на разных орбитах.

Запуск был осуществлён с помощью ракеты-носителя Ариан-5[6] 20 октября 2018 года[7] с космодрома во Французской Гвиане.

 
Пролёт зонда Mercury Transfer Module миссии БепиКоломбо у Земли 10 апреля 2020 года

Для экономии топлива в течение полёта BepiColombo совершит девять гравитационных манёвров: один раз у Земли, дважды у Венеры и шесть раз у Меркурия[8].

Гравитационные манёвры[9]
Гравитационный манёвр Дата события (UTC) Результат
0 Запуск 20 октября 2018 успех
1 Пролёт Земли 10 апреля 2020 успех
2 Первый пролёт Венеры[10] 15 октября 2020 успех
3 Второй пролёт Венеры[11] 11 августа 2021 успех
4 Первый пролёт Меркурия[12] 2 октября 2021 успех
5 Второй пролёт Меркурия[13] 23 июня 2022 успех
6 Третий пролёт Меркурия 20 июня 2023
7 Четвёртый пролёт Меркурия 5 сентября 2024
8 Пятый пролёт Меркурия 2 декабря 2024
9 Шестой пролёт Меркурия 9 января 2025
10 Выход на орбиту Меркурия 5 декабря 2025

Полёт продлится 7,2 года. Прибытие в район Меркурия ожидается 5 декабря 2025 года[6]. Учёные ожидают, что обе станции смогут проработать в окрестностях Меркурия как минимум год. До сих пор единственными искусственными аппаратами, пролетевшими вблизи Меркурия, были американские «Маринер-10» (середина 1970-х; совершил три пролёта планеты и передал изображения планеты) и Мессенджер (запущен в 2004 году; совершил первый пролёт Меркурия в 2008, а на круговую орбиту вокруг Меркурия вышел в начале 2011[14]; завершил полёт в апреле 2015 года[15]).

Цели проекта «БепиКоломбо»[8]:

  • изучить состав поверхности Меркурия и окружающего его пространства;
  • оценить геологическую историю развития планеты;
  • изучить химический состав поверхности и её внутреннюю структуру;
  • проанализировать происхождение магнитного поля и исследовать его взаимодействие с солнечным ветром;
  • картировать распространённость водородсодержащих соединений и водяного льда в полярных областях.

Во время гравитационного манёвра у Земли, перелётный модуль Mercury Transfer Module миссии BepiColombo приблизился к поверхности нашей планеты на 12 689 км в 07:25 МСК 10 апреля 2020 года. В это время работали три селфи камеры на перелётном модуле MTM, шесть из одиннадцати приборов на борту аппарата Mercury Planetary Orbiter и семь датчиков трёх приборов аппарата Mercury Magnetospheric Orbiter. Кроме того, меркурианский радиометр и тепловой инфракрасный спектрометр (MERTIS) аппарата MPO с расстояния 700 тыс км провёл наблюдения Луны, зафиксировав максимальную температуру около 100 °C.

Во время пролётов у Венеры 15 октября 2020 года и 11 августа 2021 года планируется исследовать атмосферу Венеры приборами MPO — MERTIS и ультрафиолетовым спектрометром PHEBUS[16]. С помощью немецкого прибора MERTIS планируется подтвердить наличие в атмосфере Венеры фосфина[17][18], с помощью российского прибора МГНС (Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр) учёные попытаются найти в атмосфере Венеры пары воды[19].

15 октября «БепиКоломбо» совершил второй по счету и первый вблизи Венеры гравитационный манёвр, пройдя в 03:58 по Всемирному времени на минимальном расстоянии около 10 720 км от поверхности планеты. Во время пролёта камеры и большая часть научных инструментов была активна, исследуя атмосферу и магнитное поле Венеры[10].

СоставПравить

BepiColombo представляет собой комплекс из трёх жёстко сцепленных совместно летящих космических аппаратов. Общие габариты комплекса 3,9 x 3,6 x 6,3 метров (~30 м в ширину с раскрытыми солнечными панелями транспортного модуля MTM), а вес составляет ~4,1 тонны, из которых ~1,4 тонны — топливо[6].

Mercury Transfer ModuleПравить

Mercury Transfer Module (MTM), разработка Европейского космического агентства — перелётный модуль, который доставит к Меркурию аппараты MPO и MMO. Габариты модуля составляют 3,5 x 3,7 x 2,3 метров (~30 м в ширину с раскрытыми солнечными панелями), а вес — ~1100 килограмм. Энергией его обеспечивают две складные солнечные батареи по 14 метров длиной каждая и общей площадью 42 м². Такие большие панели потребовались из-за того, что им предстоит работать вблизи от Солнца и во избежание перегрева и деградации элементов панелей, панели будут ориентированы под непрямым углом к Солнцу, что снижает их КПД[6]. Модуль оснащён 4 маневровыми электрическими ракетными двигателями QinetiQ T6, работающими на ксеноне, и 24 двухкомпонентными жидкостными ракетными двигателями ориентации, работающими на паре монометилгидразин и MON3[en].

Mercury Planetary OrbiterПравить

Mercury Planetary Orbiter (MPO), разработка Европейского космического агентства — аппарат для изучения поверхности и внутреннего строения планеты со слабо вытянутой полярной орбиты (400 км на 1500 км). В частности, планируется создание мультиволновой карты поверхности планеты. Вес аппарата составляет 1230 килограмм, из которых 85 кг приходится на научные приборы[6].

Содержит 11 научных приборов:

  • BELA (BepiColombo Laser Altimeter) — разработан Швейцарией и Германией;
  • ISA (Italian Spring Accelerometer) — разработан Италией;
  • MERMAG (Mercury Magnetometer) — разработан Германией и Великобританией;
  • MERTIS-TIS (Mercury Thermal Infrared Spectrometer) — разработан Германией;
  • MIXS (Mercury Imaging X-ray Spectrometer) — разработан Великобританией и Финляндией;
  • MORE (Mercury Orbiter Radio science Experiment) — разработан Италией и США;
  • SERENA (Search for Exosphere Refilling and Emitted Neutral Abundances (Neutral and ionised particle analyser)) — разработан Италией, Швецией, Австрией и США, содержит Strofio mass spectrometer из программы Discovery НАСА;
  • SIMBIO-SYS (Spectrometers and Imagers for MPO BepiColombo Integrated Observatory System) (High resolution and stereo cameras, visual and near infrared spectrometer) — разработан Италией, Францией и Швейцарией;
  • SIXS (Solar Intensity X-ray Spectrometer) — разработан Финляндией и Великобританией.

Научные приборы с российским участием в составе миссии[8]:

  • МГНС («Меркурианский гамма и нейтронный спектрометр») или MGNS (Mercury Gamma ray and Neutron Spectrometer)[20]. Предназначен для регистрации потоков нейтронов и гамма-квантов от поверхности планеты и в космическом пространстве[21]. Задачи: изучение элементного состава вещества поверхности Меркурия, что позволит уточнить представления об образовании и эволюции планеты; измерения отношения калия к торию и сопоставление этой величины с теми, что известны о других планетах земной группы, а также изучение полярных районов Меркурия и сопоставление их с полярными районами Луны[21]. Прибор разработан в отделе ядерной планетологии ИКИ РАН России[21].
  • PHEBUS (Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy)[22] — ультрафиолетовый спектрометр для измерения состава и динамики экзосферы Меркурия. Головной разработчик — Национальный центр космических исследований Франции. Разработка отдела физики планет ИКИ РАН — входной оптический блок с системой наведения прибора в заданном направлении. Также в разработке участвует Япония.
  • PICAM (англ. Planetary Ion Camera) — панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов в составе плазменного комплекса SERENA (англ. Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances), совместная разработка учёных Австрии, Франции и России. Главная задача эксперимента — исследования потока ионов с поверхности планеты и ионов солнечного ветра в магнитосфере Меркурия, и таким образом, изучение грунта Меркурия и его взаимодействия с экзосферой планеты. Цели эксперимента — определить химический состав грунта, изучить физические процессы выброса с поверхности нейтральных частиц и измерить потоки магнитосферных ионов, которые возвращаются на поверхность; понять, существует ли у Меркурия ионосфера и каким образом происходит конвекция плазмы вблизи него, прояснить структуру магнитосферы и особенности её взаимодействия с солнечным ветром. Вклад ИКИ РАН — разработка электронно-оптической схемы.

Mercury Magnetospheric OrbiterПравить

Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), разработка Японского агентства аэрокосмических исследований — аппарат для исследования магнитного поля и магнитосферы Меркурия с высокоэллиптической полярной орбиты (400 км на 12 000 км). Вес аппарата составляет 255 килограмм, из которых 45 кг приходится на научные приборы[6].

Содержит пять научных приборов.

  • MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment)
  • MGF (Magnetic Field Investigation)
  • PWI (Plasma Wave Investigation)
  • MDM (Mercury Dust Monitor)

Приборы с российским участием в составе миссии[8]:

  • MSASI (Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager)[23] — камера наблюдения в лучах натрия, разрабатываемая в кооперации России и Японии. Главная задача прибора — определение причин появления натрия в экзосфере Меркурия. Российский вклад — блок оптико-механической развёртки для получения изображения — разработан в отделе физики планет ИКИ РАН.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 BepiColombo factsheetЕвропейское космическое агентство.
  2. 1 2 Макдауэлл Д. Jonathan's Space ReportМеждународный космический университет.
  3. BepiColombo Factsheet (англ.). European Space Agency (6 июля 2017). Дата обращения: 6 июля 2017. Архивировано 10 сентября 2017 года.
  4. BepiColombo Launch Rescheduled for October 2018 (англ.) (недоступная ссылка). European Space Agency (25 ноября 2016). Дата обращения: 14 декабря 2016. Архивировано 19 марта 2017 года.
  5. Роман Фишман. У Солнца под боком // Популярная механика. — 2018. — № 11. — С. 38—41.
  6. 1 2 3 4 5 6 BepiColombo Fact Sheet (англ.). Европейское космическое агентство (2016). Дата обращения: 25 июля 2016. Архивировано 20 мая 2016 года.
  7. Joint mission blasts skyward to Mercury (англ.). BBC News (20 октября 2018). Дата обращения: 20 октября 2018. Архивировано 19 октября 2018 года.
  8. 1 2 3 4 Интеграция российских приборов в состав научной нагрузки аппаратов к Меркурию практически завершена (недоступная ссылка). Пресс-центр ИКИ РАН (4 мая 2017). Дата обращения: 5 мая 2017. Архивировано 15 мая 2017 года.
  9. Home — BepiColombo — Cosmos (англ.) (недоступная ссылка). www.cosmos.esa.int. Дата обращения: 17 ноября 2019. Архивировано 20 июня 2019 года.
  10. 1 2 Александр Войтюк. «БепиКоломбо» совершил первый гравитационный манёвр вблизи Венеры. N+1 (15 октября 2020). Дата обращения: 17 октября 2020. Архивировано 20 октября 2020 года.
  11. Solar Orbiter spacecraft sends postcard from Venus in flyby video (англ.). www.space.com. Space. Дата обращения: 2 октября 2021. Архивировано 19 августа 2021 года.
  12. https://twitter.com/esaoperations/status/1444250893373878272. Twitter. Дата обращения: 2 октября 2021. Архивировано 2 октября 2021 года.
  13. ESA - Second helpings of Mercury. Дата обращения: 24 июня 2022. Архивировано 14 июля 2022 года.
  14. Зонд «Мессенджер» успешно вышел на орбиту вокруг Меркурия. РИА Новости (18 марта 2011). Дата обращения: 19 февраля 2021. Архивировано 21 марта 2011 года.
  15. НАСА разбило станцию Messenger о поверхность Меркурия (рус.), Lenta.ru (30 апреля 2015). Архивировано 30 августа 2020 года. Дата обращения 26 июня 2020.
  16. Облёт Земли открывает новые научные возможности для BepiColombo, 01 мая 2020
  17. «БепиКоломбо» поищет фосфин на Венере Архивная копия от 24 сентября 2020 на Wayback Machine, N+1 2020
  18. BepiColombo may be able to search for signs of life as it passes Venus Архивная копия от 4 октября 2020 на Wayback Machine, 16 September 2020
  19. Российский прибор аппарата Bepicolombo проверит наличие паров воды в атмосфере Венеры Архивная копия от 17 октября 2020 на Wayback Machine, Интерфакс 8 октября 2020
  20. Меркурианский гамма и нейтронный спектрометр МГНС для проекта ЕКА «БепиКоломбо». Отдел №63 «Ядерной планетологии». ИКИ РАН. Дата обращения: 5 мая 2017. Архивировано 18 августа 2018 года.
  21. 1 2 3 Российский гамма- и нейтронный спектрометр проводит исследования Меркурия
  22. Ультрафиолетовый спектрометр PHEBUS (недоступная ссылка). ИКИ РАН. Отдел физики планет и малых тел Солнечной системы. Дата обращения: 5 мая 2017. Архивировано 13 мая 2017 года.
  23. Камера наблюдения в лучах натрия MSASI (недоступная ссылка). ИКИ РАН. Отдел физики планет и малых тел Солнечной системы. Дата обращения: 5 мая 2017. Архивировано 5 мая 2017 года.

СсылкиПравить