De ESA/JAXA BepiColombo missie heeft zijn derde van zes zwaartekrachtondersteunende vluchten naar Mercurius gemaakt, waarbij beelden zijn gemaakt van een nieuw benoemde inslagkrater en van tektonische en vulkanische bijzonderheden terwijl de missie zijn baan aanpast om in 2025 in een baan om Mercurius te komen. De dichtste nadering vond plaats om 21u34 CEST op 19 juni 2023, ongeveer 236 km boven het planeetoppervlak, aan de nachtkant van de planeet.
"Alles verliep erg soepel tijdens de flyby en de beelden van de bewakingscamera's tijdens de naderingsfase van de flyby zijn naar de grond gestuurd", zegt Ignacio Clerigo, ESA's BepiColombo Spacecraft Operations Manager. "Hoewel de volgende Mercurius flyby pas in september 2024 plaatsvindt, zijn er in de tussenliggende tijd nog uitdagingen om aan te gaan: onze volgende lange 'thruster arc' van zonne-energie staat gepland van begin augustus tot half september. In combinatie met de flybys zijn de thruster arcs cruciaal om BepiColombo te helpen af te remmen tegen de enorme zwaartekracht van de zon voordat we in een baan om Mercurius kunnen komen."
Geologische rariteiten
Tijdens de ontmoeting van afgelopen nacht heeft bewakingscamera 3 tientallen beelden gemaakt van de rotsachtige planeet. De beelden, die zwart-wit snapshots in een resolutie van 1024 x 1024 pixels bevatten, werden 's nachts tot vanochtend vroeg gedownload. Drie 'early release' beelden worden hier gepresenteerd. Toen BepiColombo aan de nachtkant van de planeet naderde, begonnen er ongeveer 12 minuten na de dichtste nadering enkele kenmerken uit de schaduw te verschijnen, toen BepiColombo al ongeveer 1800 km van het oppervlak verwijderd was. Vanaf ongeveer 20 minuten na de nadering werd het oppervlak van de planeet optimaal verlicht voor beeldvorming, wat overeenkomt met een afstand van ongeveer 3500 km en verder. Op deze beelden van dichterbij is een overvloed aan geologische kenmerken zichtbaar, waaronder een krater met een nieuwe naam.
Krater vernoemd naar kunstenares Edna Manley
Een grote inslagkrater met een breedte van 218 km die net onder en rechts van de antenne zichtbaar is op de twee dichtstbijzijnde beelden die hier worden gepresenteerd, heeft zojuist de naam Manley gekregen van de International Astronomical Union's Working Group for Planetary System Nomenclature, naar de Jamaicaanse kunstenares Edna Manley (1900-1987). "Tijdens onze beeldplanning voor de flyby realiseerden we ons dat deze grote krater in beeld zou komen, maar hij had nog geen naam," legt David Rothery uit, hoogleraar planetaire geowetenschappen aan de Open Universiteit in het Verenigd Koninkrijk en lid van het BepiColombo MCAM-beeldvormingsteam. "Het is duidelijk dat het in de toekomst interessant zal zijn voor BepiColombo-wetenschappers, omdat het donker 'materiaal met een lage reflectie' heeft blootgelegd dat overblijfselen kunnen zijn van de vroege koolstofrijke korst van Mercurius. Bovendien is de bodem van het bassin binnenin overstroomd door gladde lava, wat de lange geschiedenis van vulkanische activiteit op Mercurius aantoont." Hoewel dit niet duidelijk te zien is op deze flyby-beelden, zal BepiColombo vanuit zijn baan de aard van het donkere materiaal in de Manley-krater en elders verder onderzoeken. BepiColombo zal proberen te meten hoeveel koolstof het bevat en welke mineralen ermee verbonden zijn, om zo meer te weten te komen over de geologische geschiedenis van Mercurius.
Foto: ESA/BepiColombo/MTM
Kronkelende littekens
Op de twee dichtstbijzijnde foto's is een van de spectaculairste geologische stuwwallen van de planeet te zien, vlak bij de terminator van de planeet, rechtsonder de antenne van het ruimteschip. De helling, Beagle Rupes genaamd, is een voorbeeld van een van de vele lobvormige littekens op Mercurius, tektonische kenmerken die waarschijnlijk zijn ontstaan door het afkoelen en samentrekken van de planeet, waardoor het oppervlak is gaan rimpelen als een uitgedroogde appel. Beagle Rupes werd voor het eerst gezien door NASA's Messenger-missie tijdens de eerste flyby van de planeet in januari 2008. Hij is in totaal ongeveer 600 km lang en snijdt door een kenmerkende langgerekte krater met de naam Sveinsdóttir. Beagle Rupes begrenst een plaat van Mercurius' korst die ten minste 2 km naar het westen is geduwd ten opzichte van het aangrenzende terrein. De scherf buigt aan beide uiteinden sterker terug dan de meeste andere voorbeelden op Mercurius.
Bovendien zijn veel nabijgelegen inslagbekkens overstroomd door vulkanisch lavas, waardoor dit een fascinerend gebied is voor vervolgonderzoek door BepiColombo. De complexiteit van de topografie wordt goed weergegeven, met schaduwen die worden geaccentueerd dicht bij de grens tussen dag en nacht, waardoor een gevoel ontstaat voor de hoogte en diepte van de verschillende kenmerken. Leden van het BepiColombo-team voeren al een levendige discussie over de relatieve invloeden van vulkanisme en tektonisme die deze regio vormgeven. "Dit is een ongelooflijk gebied om de tektonische geschiedenis van Mercurius te bestuderen", zegt Valentina Galluzzi van het Italiaanse nationale instituut voor astrofysica (INAF). "De complexe wisselwerking tussen deze steile hellingen laat ons zien dat toen de planeet afkoelde en samentrok, de oppervlaktekorst ging glijden en schuiven, waardoor een verscheidenheid aan merkwaardige kenmerken ontstond die we in meer detail zullen volgen zodra we in een baan om de aarde zijn."
Afscheid
Toen BepiColombo zich verder van de planeet verwijderde, leek het alsof hij zich tussen de antenne en de romp van het ruimteschip nestelde vanuit het perspectief dat op deze beelden te zien is. Een reeks foto's van 'vaarwel Mercurius' is ook van veraf genomen toen BepiColombo zich van de planeet verwijderde; deze worden vanavond gedownload. Naast de foto's werden tijdens de flyby ook tal van wetenschappelijke instrumenten ingeschakeld die de magnetische, plasma- en deeltjesomgeving rond het ruimteschip waarnamen, vanaf locaties die normaal gesproken niet toegankelijk zijn tijdens een orbitale missie.
"Het zwaar gecraterde oppervlak van Mercurius laat een geschiedenis zien van 4,6 miljard jaar bombardementen door asteroïden en kometen. Samen met unieke tektonische en vulkanische curiositeiten zal dit wetenschappers helpen om de geheimen te ontsluieren van de plaats van de planeet in de evolutie van het zonnestelsel", zegt ESA-onderzoeker en planeetwetenschapper Jack Wright, die ook lid is van het BepiColombo MCAM-beeldvormingsteam. "De kiekjes die tijdens deze flyby zijn gemaakt, de beste tot nu toe van MCAM, vormen de basis voor een spannende missie die BepiColombo te wachten staat. Met de volledige aanvulling van wetenschappelijke instrumenten zullen we alle aspecten van de mysterieuze Mercurius onderzoeken, van zijn kern tot oppervlakteprocessen, magnetisch veld en exosfeer, om de oorsprong en evolutie van een planeet dicht bij zijn moederster beter te begrijpen."
Foto: ESA/BepiColombo/MTM
Wat is de volgende stap?
BepiColombo's volgende Mercurius flyby zal plaatsvinden op 5 september 2024, maar in de tussentijd is er genoeg werk voor de teams. De missie gaat binnenkort een zeer uitdagend deel van zijn reis in, waarbij geleidelijk meer gebruik wordt gemaakt van zonne-energie door middel van extra voortstuwingsperioden die 'stuwkrachtbogen' worden genoemd om voortdurend af te remmen tegen de enorme zwaartekracht van de zon. Deze stuwkrachtbogen kunnen een paar dagen tot twee maanden duren, waarbij de langere bogen periodiek worden onderbroken voor navigatie en manoeuvreoptimalisatie. De volgende serie bogen zal begin augustus beginnen en ongeveer zes weken duren.
"We zijn al intensief bezig met de voorbereidingen voor deze lange stuwstraalbogen, door de communicatie- en commandomogelijkheden tussen het ruimteschip en de grondstations te vergroten, om ervoor te zorgen dat de stuwraket tijdens elke reeks snel kan worden uitgeschakeld", zegt Santa Martinez Sanmartin, ESA's BepiColombo missiemanager. "Dit wordt nog belangrijker naarmate we de laatste fase van de kruisvlucht ingaan, omdat de frequentie en duur van de stuwbogen aanzienlijk zal toenemen - het zal bijna continu zijn in 2025 - en het is essentieel om zo nauwkeurig mogelijk op koers te blijven." BepiColombo's Mercury Transfermodule zal tijdens zijn levensduur meer dan 15.000 uur zonne-elektrische voortstuwingsoperaties uitvoeren, die samen met in totaal negen planetaire flybys - één bij de aarde, twee bij Venus en zes bij Mercurius - het ruimtevaartuig naar een baan om Mercurius zullen leiden. De door ESA geleide Mercury Planetary Orbiter en de door JAXA geleide Mercury Magnetospheric Orbiter modules zullen zich scheiden in complementaire banen rond de planeet en hun belangrijkste wetenschappelijke missie zal begin 2026 beginnen.
Bron: ESA
