Europeiska rymdorganisationens rymdfarkost BepiColombo kommer att lanseras mot Merkurius med en unik nyttolast designad och byggd vid Southwest Research Institute:ett instrument som heter Strofio, som kommer att studera Merkurius tunna exosfär. En del av SERNA-sviten av instrument, Strofios mätningar kommer att hjälpa oss att bättre förstå planetens yta och historien om den minsta steniga planet som kretsar nära solen.

"En exosfär skiljer sig från en atmosfär, " sa Dr Stefano Livi, en institutforskare som leder Strofio -experimentet, finansierat av NASA:s Discovery Mission of Opportunity-program. "Mercurius har inte tillräckligt med gravitation för att hålla fast vid en riktig atmosfär. Istället, den är omgiven av en tunn, kollisionsfri partikelmiljö. Partiklar flyr från Merkurius yta och befolkar denna exosfär en kort stund innan de återvänder till ytan eller försvinner in i interplanetära rymden. "Merkurius närhet till solen gör det svårt att observera från jorden. Det är också utmanande för rymdfarkoster att nå och överleva i tuff miljö. BepiColombo-uppdraget inkluderar två rymdfarkoster – ESA:s Mercury Planetary Orbiter och Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) – som kommer att studera Merkurius och hjälpa oss att lära oss om hur vårt solsystem bildas. Från MMO ombord, Strofio ska studera hur Merkurius exosfär och magnetosfär interagerar med varandra och planetens yta.

För att förstå dessa interaktioner, Strofio måste identifiera partiklarna som flyr från Merkurius yta. Eftersom exosfären är så tunn, provtagning av partiklar är särskilt utmanande – faktiskt, mängden partiklar är så sparsam att miljön inte lätt kan efterliknas i en typisk vakuumkammare. Forskare var tvungna att ta itu med detta problem medan de utvecklade och utvärderade det supersensitiva Strofio-instrumentet. Anläggningar vid universitetet i Bern i Schweiz kan skapa de nödvändiga parametrarna och, under några månader, tillät SwRI att analysera och demonstrera hur experimentet kommer att fungera i Mercury-miljön.

"Strofio är ny i sin förmåga att upptäcka det sällsynta, statisk partikelpopulation i Merkurius exosfär, " Sa Livi. "Vi var tvungna att tänka om och omarbeta typiska spektrometerdesigner."

Varje partikel som fångas upp analyseras i ett roterande fält. När och var varje partikel kommer till detektorn avgör massan och sammansättningen. Strofio använder verktyg för detektionsalgoritm för att förbättra instrumentets känslighet och förbättra identifieringen. Instrumentet var också tvungen att uppfylla strikta massa- och konfigurationsgränser förknippade med rymdfarkosten. Instrumentet i basketstorlek väger drygt 7 pund.

"Strofio är som ett av mina barn på väg till Merkurius, " sa Livi. "Det är spännande. Jag ser fram emot 2025 när vi kommer att "se" de kemiska partiklarna komma från planeten. Förutom att svara på många frågor, Jag förväntar mig också några överraskningar."