Det europeiskt-japanska planetuppdraget BepiColombo lyfte från den europeiska rymdporten i Franska Guyana klockan 03:45 Centraleuropeisk sommartid den 20 oktober 2018 (22:45 den 19 oktober lokal tid), ombord på ett lanseringsfordon från Ariane 5. "Uppdraget är inte bara avsett att undersöka planeten Merkurius, det kommer också att ge ny insikt i solsystemet, "förklarar Walther Pelzer, Styrelseledamot för rymdförvaltningen vid German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR). "Ännu en gång, genom att klara denna enorma utmaning, Japan visar sig vara en pålitlig flyg- och rymdpartner för Europa. "Rymdfarkostens kosmiska resa genom det inre solsystemet kommer att pågå i cirka sju år.

Två rymdfarkoster kommer att undersöka Merkurius tillsammans

BepiColombo är det mest omfattande europeiska projektet för att utforska en planet i solsystemet hittills. Uppdraget består av två banor som kommer att cirkulera Merkurius - Mercury Planetary Orbiter (MPO) och Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Medan MPO är utformat för att undersöka planetens yta och sammansättning, MMO kommer att analysera sin magnetosfär. Andra uppdragsmål inkluderar att undersöka solvinden, Mercurius inre struktur och planetmiljön, samt dess interaktion med miljön närmast solen. Forskarna hoppas att detta också kommer att ge nya insikter om bildandet av solsystemet.

Under resan, båda orbiters kommer att resa ombord på Mercury Composite Spacecraft (MCS), som kommer att förse dem med kraft och, tack vare en speciell skärm - MMO Sunshield and Interface Structure (MOSIF) - skydda dem från de extrema temperaturer som varierar mellan 430 grader Celsius på planetens dagssida och minus 180 grader Celsius på nattsidan.

MERTIS och BELA - Användning av sensorer under extrema förhållanden

Av de 16 instrumenten ombord på de två rymdfarkosterna, tre utvecklades främst i Tyskland:BELA (BepiColombo Laser Altimeter), MPO-MAG (MPO Magnetometer) och MERTIS (Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer). MERTIS är en infraröd bildspektrometer och radiometer med två strålningssensorer som fungerar i våglängdsområdet på sju till 40 mikrometer. Väl i omloppsbana, MERTIS kommer att studera ytan och insidan av Mercury ombord på MPO. Med en rumslig upplösning på 500 meter, det kommer att identifiera bergbildande mineraler på ytan i mitten av infrarött område.

Kunskap om den mineralogiska sammansättningen gör det möjligt för forskare att göra uttalanden om planetens utveckling. Dessutom, en integrerad mikro-radiometer ger data om yttemperaturen och värmeledningsförmågan hos kvicksilver. Tack vare ett innovativt instrumentkoncept, MERTIS är extremt kompakt och energieffektiv. "Båda MERTIS -sensorerna är unika, "säger DLR-experimentchefen Jörn Helbert och tillägger:" Bildkanalen använder en så kallad okyld mikrobolometer-den första som är rymdkvalificerad i Europa-med en sensor som bara mäter tre gånger en millimeter, som var tillverkad av en bit kisel och också fungerar som en slits för spektrometern. Det här är bara två av ett antal innovativa tekniker som utvecklats specifikt för detta experiment. "Teamet leds av forskare från universitetet i Münster och DLR Institute of Planetary Research. Experimentet hanteras av DLR Institute of Optical Sensor Systems, som designat och utvecklat MERTIS. Operationen utförs under ledning av DLR Institute of Planetary Research, medan den vetenskapliga utvärderingen av data utförs med universitetet i Münster.

BELA laser höjdmätare ger information om den globala formen, rotation och topografi av planeten närmast solen. Varje sekund skickar den 10 laserpulser mot kvicksilver och tar emot signalen som reflekteras från ytan på en bråkdel av en sekund. Ju högre en liggande punkt ligger, desto kortare tid krävs för laserpulsen att resa till ytan och därifrån till BELAs sensor. Från miljontals laserpulser, en 3D-modell av hela Merkurius yta kommer att dyka upp under uppdraget. "Dessutom, vi kan använda formen av de reflekterade pulserna för att bestämma ytjämnheten, vilket hjälper oss att bättre förstå de fysiska och geologiska processer som formar planeten, "förklarar Hauke ​​Hußmann, vetenskaplig projektledare för BELA. Sofistikerade skyddsmätningar och omfattande värme- och ljusskydd förhindrar att instrumentet överhettas eller skadas av strålning på grund av extrema temperaturer på planeten. BELA utvecklades och byggdes av DLR i samarbete med universitetet i Bern, the Max Planck Institute for Solar System Research, the Instituto de Astrofísica de Andalucía and industry. The operation and scientific evaluation of the data takes place under the direction of the DLR Institute of Planetary Research.

The MPO-MAG experiment is a high-resolution digital magnetometer. As already discovered by the Mariner 10 probe, Mercury is surrounded by a magnetic field with a strength that corresponds to one percent of the Earth's magnetic field. In MPO-MAG, two sensors are used on one of the MPO's arms to investigate Mercury's magnetic field. One of the goals is also the exploration of the internal structure of Mercury. Karl-Heinz Glaßmeier from the Institute for Geophysics and Extraterrestrial Physics (IGEP) of the Technical University of Braunschweig is scientifically responsible.

The long journey through space

It will take BepiColombo approximately seven years to reach Mercury. Under denna tid, the spacecraft will perform several swing-by manoeuvres past Earth and Venus and even six at Mercury itself before being directed into its final orbital trajectory at its destination planet. During these swing-by manoeuvres, the spacecraft uses the gravitational force of celestial bodies to gather momentum for its continued travel through space, eller, och även, to decelerate. For an orbit to be achieved, the probe must not only greatly reduce its velocity at Mercury, but also counteract the Sun's enormous gravitational pull. MERTIS will already be performing measurements during the swing-bys of Earth and Venus. Once it has arrived at Mercury, BepiColombo will collect data for approximately one year.

Mercury – Our 'unknown' neighbour in the Solar System

Mercury is more than just the smallest planet. With a diameter of 4878 kilometres it is barely larger than the Moon. It is also the least researched of the Solar System's Earth-like planets in our solar system. Framför allt, this is due to the fact that it is the closest neighbour to the Sun, which blasts the surface with radiation six times higher than on Earth, causing temperatures to rise to as high as 430 degrees Celsius during the day, before cooling down to even minus 180 degrees Celsius at night. Only two spacecraft have visited Mercury in the past:NASA's Mariner 10 performed three fly-bys past Mercury in 1974 and 1975, while the NASA probe MESSENGER performed three fly-bys and circled our neighbour while approaching the northern hemisphere of our planetary neighbour on an exploratory mission between 2011 and 2015. BepiColombo will complement the Messenger mission perfectly, as the southern hemisphere can now be captured accurately as well. På samma gång, completely new investigations will be carried out. No instruments on MESSENGER observed the planet in the mid-infrared range. Därför, MERTIS will supply a completely new dataset.

Close European-Japanese cooperation

ESA is responsible for the overall mission, and the agency was also responsible for developing and building the Mercury Planetary Orbiter. The Japanese space agency JAXA contributed the Mercury Magnetospheric Orbiter. The German part of the BepiColombo mission was coordinated and largely financed by DLR Space Administration using funds provided by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi). The two instruments BELA and MERTIS, which were largely developed by the DLR Institutes of Planetary Research and Optical Sensor Systems in Berlin-Adlershof, were essentially financed from means provided by DLR Research and Technology. The mission also received support from the Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Göttingen, the University of Münster and TU Braunschweig. A European industrial consortium led by the firm Airbus Defence and Space is contributing the industrial part of the spacecraft.