Европейско-японский зонд BepiColombo 4 сентября в четвёртый раз пролетит в непосредственной близости от Меркурия. Однако из-за проблем с двигателями аппарат сможет выйти на орбиту планеты на 11 месяцев позже запланированного изначально срока. Ожидалось, что BepiColombo достигнет орбиты в декабре 2025 года, но теперь учёные сообщили, что сделать это удастся не ранее ноября 2026 года.

Источник изображения: ESA

Зонд BepiColombo был запущен в космическое пространство с помощью ракеты-носителя Ariane 5 в 2018 году. Аппарат предназначен для исследования Меркурия, а его путь к планете изначально включал в себя один полёт вокруг Земли, два пролёта над Венерой и шесть над самим Меркурием.

Однако первоначальный план пришлось пересмотреть, поскольку из-за произошедшего в апреле этого года сбоя двигатели зонда больше не работают на полную мощность. Инженеры миссии обнаружили «неожиданные электрические токи» между солнечной батареей модуля Mercury Transfer Module (MTM) и устройством, которое отвечает за распределение энергии между модулями зонда.

«После нескольких месяцев изучения ситуации мы пришли к выводу, что двигатели MTM будут работать с тягой ниже минимальной, необходимой для выхода на орбиту вокруг Меркурия в декабре 2025 года», — заявил недавно глава миссии BepiColombo в Европейском космическом агентстве (ESA) Санта Мартинес (Santa Martinez).

Отмечается, что проблема с двигателями BepiColombo не ставит под угрозу реализацию всей миссии. Инженерам удалось спланировать новую траекторию полёта с учётом того, что двигатели аппарата не могут работать на полную мощность. В соответствии с новым планом сегодня аппарат пролетит на 35 км ближе к Меркурию, чем планировалось изначально, за счёт чего в рамках пятого пролёта над поверхностью не потребуется включение двигателей на полную мощность. Во время шестого пролёта зонд выйдет на новую траекторию, которая позволит достигнуть орбиты Меркурия в ноябре 2026 года.

Миссия BepiColombo состоит из двух орбитальных аппаратов, разработанных ESA и Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA). В общей сложности они несут на себе 16 научных инструментов. После выхода на орбиту Меркурия аппараты разделятся и в течение года будут использоваться для изучения планеты. В случае успеха миссия может быть продлена ещё на год.

Из атмосферы Венеры происходит крупная утечка газов, в том числе углерода и кислорода, показали данные наблюдений европейского космического зонда BepiColombo. Информация была получена, когда аппарат, направляющийся к Меркурию, пролетал мимо Венеры — её атмосфера оказалась негерметичной. В дальнейшем эти данные помогут в изучении магнитной среды Венеры.

Источник изображения: europlanet-society.org

У Земли есть собственное магнитное поле, которое защищает нашу атмосферу от утечки в космос, а вот Венера такого механизма лишена. Это связано с тем, что более холодная внутренняя часть ядра планеты не окружена расплавленным веществом, движение которого необходимо для создания и поддержания магнитного поля. Электрические токи в атмосфере Венеры создаются за счёт солнечного света, от которого оказывается зависимой и нестабильная магнитосфера планеты.

В августе 2021 года зонд BepiColombo находился в зоне действия этой слабой магнитосферы в течение 90 минут, когда ему было необходимо замедлиться и скорректировать свой курс по пути к Меркурию. Этого времени учёным хватило, чтобы собрать ценную информацию о Венере. Заряженные частицы или ионы, вероятно, покидают атмосферу планеты из-за того, что солнечный свет разгоняет их до чрезвычайно высоких скоростей — этого воздействия оказалось достаточно, чтобы частицы вырывались из гравитации планеты и улетали в космос. «Это тяжёлые ионы, которые обычно движутся медленно, поэтому мы всё ещё пытаемся понять работающие здесь механизмы», — заявила руководитель исследовательского проекта Лина Хадид (Lina Hadid), научный сотрудник Лаборатории физики плазмы во Франции.

В плотной атмосфере Венеры преобладает углекислый газ, но она также содержит азот и другие газовые примеси. Ранее учёным удалось установить, что на ночной стороне Венеры поднимается небольшое количество кислорода, а позже стало известно, что этот элемент в небольших объёмах присутствует и на дневной стороне планеты. Теперь французские учёные выяснили, что концентрация кислорода на Венере снижается одновременно с уменьшением солнечного излучения. Исследование механизмов потери молекул атмосферой Венеры «имеет решающее значение для понимания того, как развивалась атмосфера планеты, и как она потеряла всю свою воду», — добавил соавтор исследования Доминик Делькур (Dominique Delcourt).

BepiColombo, как ожидается, достигнет Меркурия в конце 2025 года. В ближайшее десятилетие Венеру посетят несколько исследовательских аппаратов: европейский Envision, а также американские DAVINCI и VERITAS — все они стартуют предположительно в 2031 году.

Результат сотрудничества Евросоюза и Японии — зонд BepiColombo, предназначенный для изучения Меркурия, — совершил близкий пролёт мимо планеты 19 июня, сняв поверхность, испещрённую кратерами. В ходе миссии были получены как фото, так и видеоматериалы.

Источник изображения: ESA

Совместная европейско-японская миссия стартовала в 2018 году. В ходе путешествия BepiColombo полагается на гравитацию Земли, Венеры и Меркурия, чтобы замедлиться достаточно для того, чтобы перейти с орбиты вокруг Солнца на орбиту вокруг Меркурия в 2025 году. Последний из подобных, рассчитанных с учётом гравитации манёвров имел место в понедельник — BepiColombo пролетел в 236 км от поверхности Меркурия. Учёные использовали возможность для съёмки его поверхности.

Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало первые из снимков менее чем через 24 часа после максимального сближения, состоявшегося в понедельник, в 22:34 по московскому времени. На снимках видны кратеры, древние вулканические выступы и застывшие потоки лавы, а также кратер, только что получивший название в честь ямайской и британской художницы Эдны Мэнли (Edna Manley) — он будет представлять интерес для учёных в будущем из-за разнообразных следов вулканической активности.

Источник изображения: ESA

Кроме того, космический аппарат снял систему уступов Beagle Rupes, простирающуюся на 600 км, она сформировалась миллиарды лет назад в ходе охлаждения и деформации коры Меркурия. Система была открыта ещё в прошлом десятилетии и теперь учёные намерены сравнить старые снимки NASA с теми, что сделаны BepiColombo. Также на фото имеются ударные кратеры с застывшей лавой — они появились в первый миллиард лет существования планеты, когда она была всё ещё очень тектонически активной. По мнению учёных, регион очень интересен, поскольку демонстрирует следы сложных взаимодействий, которые происходили, когда планета остывала и буквально сжималась, в результате чего рельеф на поверхности заметно менялся — в дальнейшем следы этих процессов будут изучаться с орбиты.

Сегодня зонд Европейского космического агентства (ESA) BepiColombo совершит очередной гравитационный манёвр около своей целевой планеты — Меркурия. Манёвр поможет космическому аппарату снизить скорость, чтобы через два с половиной года выйти на орбиту Меркурия.

Источник изображений: ESA

Это будет третий пролёт BepiColombo мимо Меркурия, и в 22:34 по МСК космический аппарат пронесётся мимо планеты на крайне близком расстоянии всего в 236 км. Это ближе, чем орбита двух орбитальных аппаратов зонда, которые отделятся от него во время основной миссии. Однако главная цель пролёта заключается не в том, чтобы сделать потрясающие крупные планы поверхности Меркурия, а в том, чтобы замедлить зонд с помощью гравитации Меркурия, чтобы он мог выйти на орбиту планеты в конце 2025 года.

«Так как Земля вращается вокруг Солнца, наш космический аппарат стартовал со слишком большим количеством энергии. Чтобы быть захваченными Меркурием, ему нужно замедлиться, и мы используем гравитацию Земли, Венеры и Меркурия, чтобы сделать это», — сказал в официальном заявлении эксперт ESA по динамике полёта Фрэнк Будник (Frank Budnik).

Миссия BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), является лишь третьим в истории космическим аппаратом, который взглянет на Меркурий, самую близкую к Солнцу планету. Хотя Меркурий в среднем в 10 раз ближе к Земле, чем Юпитер, для того чтобы добраться до планеты, требуется столько же времени, сколько и для того, чтобы добраться до газового гиганта. Это связано с тем, что космический аппарат, находящийся на Меркурии, должен постоянно тормозить против мощного гравитационного притяжения Солнца. Для этого BepiColombo, запущенный в 2018 году, совершает тщательно рассчитанные пролёты мимо планет на своём пути, находясь на орбите Солнца. Ранее зонд дважды пролетал мимо Меркурия — в октябре 2021 года и в июле 2022 года. До этого космический аппарат также один раз посетил Землю и дважды Венеру.

«Когда BepiColombo начнёт ощущать гравитационное притяжение Меркурия, он будет двигаться со скоростью 3,6 км/с по отношению к планете. Это чуть больше половины скорости, к которой он приблизился во время двух предыдущих пролётов Меркурия. Пролёт ещё больше уменьшит скорость космического аппарата относительно Солнца на 0,8 км/с и изменит его направление на 2,6 градуса», — добавил Будник. Прежде чем BepiColombo станет достаточно медленным для захвата скалистой планетой, которая лишь немного больше земной луны, произойдёт ещё три пролёта Меркурия: в сентябре 2024 года, в декабре того же года и последний — в январе 2025 года.

Поскольку некоторые приборы космического аппарата будут работать во время пролёта, учёные с нетерпением ждут возможности использовать эту возможность для проведения измерений среды вокруг Меркурия. BepiColombo также несёт три камеры наблюдения с низким разрешением, которые во время пролёта будут делать черно-белые снимки малоизученной скалистой планеты. «Предыдущие два пролёта Меркурия уже дали интересные научные результаты», — сказал Йоханнес Бенкхофф (Johannes Benkhoff), научный сотрудник проекта BepiColombo в ЕSА. Например, зонд провёл первые в истории измерения слабой южной внутренней магнитосферы планеты и выявил состав заряженных частиц в этой области.

Космический аппарат BepiColombo состоит из двух орбитальных аппаратов, которые в настоящее время путешествуют по Солнечной системе, состыкованные друг с другом. В результате этого некоторые приборы зондов закрыты во время полёта. Тем не менее, во время сегодняшнего пролёта два прибора, предназначенные для измерения формы поверхности Меркурия и изучения его гравитационного поля, впервые соберут данные. Основные камеры орбитального аппарата с высоким разрешением, к сожалению, пока недоступны.