De ESA/JAXA BepiColombo-missie is sinds oktober 2018 op weg naar Mercurius. Met nog maar een jaar te gaan voordat ze haar bestemming bereikt, wat heeft de missie tot nu toe bereikt? En wat kunnen we verwachten van de twee ruimtevaartuigen nadat ze in een baan rond de kleinste en minst onderzochte rotsachtige planeet van het zonnestelsel zijn gekomen?
In de afgelopen zeven jaar is BepiColombo één keer langs de aarde, twee keer langs Venus en zes keer langs Mercurius gevlogen. Naast het onderzoeken van de planeten heeft de missie ook de zonneactiviteit gemonitord en bestudeerd hoe de zwaartekracht van de zon radiosignalen beïnvloedt door de ruimtetijd zelf te buigen. De belangrijkste ‘wetenschappelijke fase’ van de missie begint pas nadat de Mercury Planetary Orbiter (MPO) van ESA en de Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO, of Mio) van JAXA in een baan om Mercurius zijn gekomen, maar wetenschappers en ingenieurs hebben optimaal gebruik gemaakt van de kronkelige reis van de missie naar haar bestemming. Een belangrijk hoogtepunt was het meten van de magnetische omgeving van Mercurius tijdens elke nauwe passage langs de kleine planeet. Het magnetisch veld van Mercurius beschermt het oppervlak van de planeet tegen de deeltjes die door de zon worden uitgestoten, de zogenaamde zonnewind. Maar omdat de planeet zo dicht bij onze ster draait, waar de zonnewind dichter is en een sterker magnetisch veld heeft, veranderen de grootte en vorm van de beschermende magnetische bubbel van Mercurius afhankelijk van de activiteit van de zon. Inzicht in hoe het magnetisch veld van Mercurius werkt, is een van de belangrijkste mysteries die BepiColombo wil oplossen.
Foto: ESA/BepiColombo/MTM
BepiColombo verzamelde de eerste magnetische metingen vanaf een lage hoogte boven het zuidelijk halfrond van de planeet en reconstrueerde een kaart van het magnetisch veld van de planeet. Deze kunnen worden vergeleken met het magnetisch veld dat werd gemeten tijdens de vlucht van het ruimtevaartuig langs de aarde in 2020 en langs Venus in 2021. (Venus heeft geen magnetisch veld, dus de magnetische metingen registreren alleen veranderingen in de zonnewind die het ruimtevaartuig raakt.) Als je nieuwsgierig bent naar wat een ruimtevaartuig ‘voelt’ tijdens het vliegen langs een planeet, kun je kiezen uit geluidsopnames van de vluchten van BepiColombo langs de aarde, Venus en Mercurius (hier en hier). Deze opnames van de versnellingsmeter van MPO leggen de zwaartekrachtkrachten op het ruimtevaartuig vast, de effecten van temperatuurveranderingen bij het binnenkomen en verlaten van de schaduwen van de planeten, en bewegingen van onderdelen van het ruimtevaartuig. De meest geprezen apparatuur tot nu toe zijn ongetwijfeld de bewakingscamera's (M-CAM's) op de Mercury Transfer Module (MTM). Deze ‘selfiecamera's’ waren ontworpen om het ruimtevaartuig te bewaken, maar legden ook honderden foto's van planeten vast met een resolutie van 1024x1024 pixels. Deze toonden de draaiende aarde toen BepiColombo naderde, de heldere Venus die zijn bijnaam ‘de Morgenster’ eer aan deed, en talloze kraters, vulkanen en vlaktes op Mercurius.
Wetenschap om naar uit te kijken
BepiColombo wordt de eerste missie waarbij Mercurius met twee ruimtevaartuigen tegelijk wordt bestudeerd. MPO zal dicht bij het oppervlak van de planeet in een baan om de planeet draaien, terwijl Mio in een grotere elliptische baan zal draaien. Tot nu toe zijn MPO en Mio – waarbij Mio in een beschermend zonneschild is ondergebracht, bovenop hun ‘betrouwbare motor’ MTM gestapeld. Verschillende wetenschappelijke instrumenten van de missie kunnen nog niet worden gebruikt of worden gedeeltelijk gehinderd, totdat de gestapelde ruimtevaartuigen na aankomst bij Mercurius in november 2026 van elkaar worden gescheiden. Zodra ze zijn ‘gestapeld’, kunnen MPO en Mio eindelijk al hun instrumenten optimaal gebruiken. In plaats van de bescheiden zwart-witbeelden die door de bewakingscamera's van MTM worden gemaakt, zal MPO bijvoorbeeld het oppervlak van Mercurius in hoge resolutie scannen met röntgenstraling (met beeldspectrometer MIXS), zichtbaar en nabij-infrarood licht (met stereocamera en spectrometer SIMBIO-SYS) en infrarood licht (met beeldspectrometer MERTIS). Om ervoor te zorgen dat we de topografie van Mercurius nauwkeurig in kaart brengen, zal het BELA-laserhoogtemeterinstrument van MPO de precieze hoogte en vorm van het oppervlak van Mercurius meten.
Foto: ESA/BepiColombo/MTM
Samen zullen deze gegevens ons een nauwkeurige kaart van het oppervlak van Mercurius geven en ons vertellen waaruit het bestaat, hoe het is ontstaan, hoe het in de loop van de tijd verandert en wat de temperatuur is. Tijdens zijn vlucht over de polen van Mercurius zal MPO ook in kraters kunnen kijken die permanent in de schaduw liggen, als er water op Mercurius is, dan zou het daar te vinden zijn! Hoewel zowel Mio als MPO hun magnetometers en sommige van hun deeltjesdetectoren al hebben gebruikt om de omgeving van Mercurius te onderzoeken, zullen hun metingen gevoeliger en nauwkeuriger zijn wanneer de ruimtevaartuigen van elkaar worden gescheiden. Na de scheiding zal Mio bovendien zijn natriumcamera MSASI en stofdetector MDM kunnen gebruiken om ander materiaal in de buurt van Mercurius te onderzoeken.
Bron: ESA
