BepiColombo

[Mikkael]

Garść nowych informacji o europejsko-japońskiej misji do Merkurego.

15 czerwca wyłączono silniki modułu transferowego - po ośmiu latach pracy. Niniejszym połączone ze sobą orbitery rozpoczęły długotrwałe wejście na orbitę. Za nieco ponad dwa miesiące, 3 września sekcja silnikowa zostanie odseparowana, a sam manewr orbitacji nastąpi już jesienią - 21 listopada.

https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/End_of_the_blue_glow_BepiColombo_turns_off_solar_electric_propulsion_for_Mercury_arrival

Ponadto rozłączenie sond (japońskiej Mio i europejskiej MPO) nastąpi 9 grudnia, a tydzień później odrzucona zostanie osłona japońskiego orbitera. MPO ma osiągnąć swoją docelową orbitę 10 marca 2027.

[docktor]

Żałosne.

[kanarkusmaximus]

Żałosne.

Czemu? Dotarcie do Merkurego nie jest proste.

[docktor]

Oczywiście, każda taka misja to wielkie osiągnięcie.
Żałosne jest jednak, że ze względów ekonomicznych projektuje się misje o czasie dolotu liczonym w dekadach.
Wiadomo, że po locie ku Słońcu trzeba wyhamować, ale sądząc po profilu misji Marinera 10, który pierwszy fly-by zaliczył po 5 miesiącach, dałoby się wejść na orbitę sporo szybciej niż w przypadku BepiColombo.

[Orionid]

Oczywiście, każda taka misja to wielkie osiągnięcie.
Żałosne jest jednak, że ze względów ekonomicznych projektuje się misje o czasie dolotu liczonym w dekadach.
Wiadomo, że po locie ku Słońcu trzeba wyhamować, ale sądząc po profilu misji Marinera 10, który pierwszy fly-by zaliczył po 5 miesiącach, dałoby się wejść na orbitę sporo szybciej niż w przypadku BepiColombo.

Nie przypominam sobie projektowanej misji dolotowej na co najmniej 20. lat (pomijając przelotowe o przedłużonych czasach misji).
Mariner-10 miał względną prędkość przelotu ok. 11 km/s.
BepiColombo względem Merkurego będzie miał prędkość przy wchodzeniu na trajektorię wokół planety ok. 1,76-1,84 km/s.
Wcześniej już się chyba pojawiła ta kwestia.
Wyjaśnienie prozą:

Energia, którą musi wytracić nasz statek kosmiczny, jest zupełnie inna niż energia potrzebna do hamowania podczas zjazdu z Ziemi. Dotarcie do Merkurego z prędkością wystarczająco wolną, by zostać schwytanym przez jego grawitację, przypomina trochę upadek z klifu o wysokości milionów kilometrów i miękkie lądowanie na ruchomym celu w połowie drogi!

Aby wykorzystać całą niezbędną energię orbitalną wyłącznie za pomocą silników odrzutowych, nasz statek kosmiczny potrzebowałby tak ogromnej ilości paliwa i dodatkowego materiału do jego utrzymania, że ​​byłby zbyt ciężki, aby wystrzelić go na orbitę okołoziemską, nawet przy użyciu najpotężniejszej rakiety. 

Zamiast tego, statek kosmiczny może wykorzystać silne przyciąganie grawitacyjne innych planet, do których zbliża się w drodze do celu, aby rozładować nadmiar energii i zmienić tor własnej orbity. W zależności od tego, jak statek kosmiczny zbliża się do poruszającej się planety, może zwiększyć lub zmniejszyć swoją prędkość względem Słońca.

Dzięki temu możemy przekazywać lub odbierać energię orbitalną planecie oraz zmieniać prędkość statku kosmicznego bez zużycia paliwa.

Ten manewr, znany jako manewr wspomagania grawitacyjnego , przelot obok, przelot obok lub proca grawitacyjna , pozwala nam eksplorować szeroką gamę obiektów w Układzie Słonecznym przy ograniczonym budżecie paliwa. Jeśli chcemy odwiedzić odległe planety zewnętrzne i mniejsze ciała niebieskie, możemy zaczerpnąć dodatkowej energii z Marsa lub Jowisza. Jeśli chcemy odwiedzić Merkurego, możemy przekazać część energii planetom wewnętrznym podczas przelotu.

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/BepiColombo/Why_does_it_take_so_long_to_get_to_Mercury
https://www.spacegroup.no/bepicolombos-9-3-billion-kilometer-journey-into-mercurys-orbit-in-november-2026/

2) BepiColombo ( MPO: Mercury Planetary Orbiter; Mio: Mercury Magnetospheric Orbiter MMO):

20.10.2018 start.
10.04.2020 przelot koło Ziemi w odległości 12685 km.
15.10.2020 pierwszy przelot koło Wenus w odległości 10721,6 km .
10.08.2021 drugi przelot koło Wenus w odległości 550 km.
01.10.2021 pierwszy przelot koło Merkurego w odległości 199 km.
23.06.2022 drugi przelot koło Merkurego w odległości około 200 km.
19.06.2023 trzeci przelot koło Merkurego w odległości 236 km.

26.04.2024 awaria systemu zasilania, który spowodował przerwanie pracy silników jonowych.
Do 07.05.2024 udało się przywrócić zasilanie do poziomu około 90% nominalnego, ale awaria uniemożliwi odzyskanie pełnej mocy.
02.09.2024 ESA poinformowała, że wejście na orbitę Merkurego zostanie opóźnione do 11.2026.

04.09.2024 czwarty przelot koło Merkurego w odległości 165 km.
01.12.2024 piąty przelot koło Merkurego w odległości 37 630 km.
08.01.2025 szósty i ostatni przelot koło Merkurego w odległości 295 km.
15.06.2026 wyłączenie silników SEP (solar electric propulsion) na MTM.

03.09.2026 separacja MTM (Mercury Transfer Module).
                  Po odrzuceniu MTM, nastąpi kontynuacja podejścia do Merkurego z wykorzystaniem chemicznego systemu napędowego MPO.
21.11.2026 wejście na orbitę wokół Merkurego.
10.12.2026 separacja MMO i MPO (MMO osiąga orbitę naukową).
16.12.2026 osłona przeciwsłoneczna, która chroniła MMO, zostanie usunięta.
10.03.2027 MPO osiągnie orbitę operacyjną, około 1500 km nad powierzchnią Merkurego.
06.04.2027 oficjalne rozpoczęcie fazy naukowej misji MPO.
https://www.ohb-italia.it/bepicolombo-is-entering-its-most-exciting-phase/
M 3) https://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=92.msg183113#msg183113

[kanarkusmaximus]

Niestety, studia grawitacyjna Słońca nie pozwala na takie wejście. Taka zmiana prędkości jest po prostu bardzo duża.

[docktor]

Dlaczego? Marinerem 10 udało się wyhamować do prędkości 11 km/s względem Merkurego, czyli jeszcze ponad 7 trzeba by wytracić, żeby wejść na orbitę.
To znaczy, że potrzebna byłaby współpraca dużego silnika chemicznego i potem jonowego.
Tylko to kosztuje.

[kanarkusmaximus]

Wcale nie! Marinerem się nie udało wyhamować - nie wszedł na orbitę.

Pierwsza misja, która weszła na orbitę Merkurego to był dopiero MESSENGER, która wystartowała 3 sierpnia 2004, a weszła na orbitę 18 marca 2011...

[docktor]

No wiem, przecież napisałem, że do 11 km/s, czyli o ponad 7 za dużo.