ESA/JAXA BepiColombo-uppdraget förbereder sig för sin andra närflygning av Merkurius den 23 juni. ESA:s rymdfarkostteam guidar BepiColombo genom sex gravitationshjälp från planeten innan de går in i omloppsbana runt den 2025.

Liksom det första mötet förra året, kommer denna veckas förbiflygning också att föra rymdfarkosten inom cirka 200 km höjd över planetens yta. Närmaste inflygning förväntas kl. 09:44 UT (11:44 CEST).

Det primära syftet med förbiflygningen är att använda planetens gravitation för att finjustera BepiColombos bana. Efter att ha skjutits upp i rymden på en Ariane 5 från Europas rymdhamn i Kourou i oktober 2018, använder BepiColombo nio planetariska förbiflygningar:en på jorden, två vid Venus och sex vid Merkurius, tillsammans med rymdfarkostens elektriska framdrivningssystem för solenergi, för att hjälp att styra in i Merkurius omloppsbana mot solens enorma gravitationskraft.

Även om BepiColombo är i "stackad" kryssningskonfiguration för dessa korta förbiflygningar, vilket innebär att många instrument ännu inte kan användas fullt ut, kan den fortfarande få en otrolig smak av Merkurius vetenskap för att öka vår förståelse och kunskap om solsystemets innersta planet. En sekvens av ögonblicksbilder kommer att tas av BepiColombos tre övervakningskameror som visar planetens yta, medan ett antal av de magnetiska, plasma- och partikelövervakningsinstrumenten kommer att ta prov på miljön från både nära och långt från planeten under timmarna runt närgången.

"Även under flyktiga förbiflygningar är dessa vetenskaps-"grepp" extremt värdefulla", säger Johannes Benkhoff, ESA:s BepiColombo-projektforskare. "Vi får flyga vårt vetenskapliga laboratorium i världsklass genom olika och outforskade delar av Mercurys miljö som vi inte kommer att ha tillgång till en gång i omloppsbana, samtidigt som vi får ett försprång på förberedelserna för att se till att vi kommer att övergå till det huvudsakliga vetenskapsuppdraget så snabbt och smidigt som möjligt."

En unik aspekt av BepiColombo-uppdraget är dess dubbla rymdfarkostkaraktär. Den ESA-ledda Mercury Planetary Orbiter och den JAXA-ledda Mercury Magnetospheric Orbiter, Mio, kommer att levereras till kompletterande omloppsbanor runt planeten av en tredje modul, ESA:s Mercury Transfer Module, 2025. Tillsammans kommer de att studera alla aspekter av detta mystisk inre planet från dess kärna till ytprocesser, magnetfält och exosfär, för att bättre förstå ursprunget och utvecklingen av en planet nära sin moderstjärna. Dubbla observationer är nyckeln till att förstå solvindsdrivna magnetosfäriska processer, och BepiColombo kommer att bryta ny mark genom att tillhandahålla oöverträffade observationer av planetens magnetfält och solvindens interaktion med planeten på två olika platser samtidigt.

På kurs mot slangbella

Gravitationsförbiflygningar kräver extremt exakt djupnavigeringsarbete, vilket säkerställer att en rymdfarkost passerar den massiva kroppen som kommer att ändra sin bana på precis rätt avstånd, från rätt vinkel och med rätt hastighet. Allt detta beräknas år i förväg men måste vara så nära perfekt som möjligt på dagen.

Att ta sig in i omloppsbana runt Merkurius är en utmanande uppgift. Först var BepiColombo tvungen att kasta bort orbitalenergin den "föddes" med när den lanserades från jorden, vilket innebar att den först flög i en liknande omloppsbana som vår hemplanet – och krympte sin omloppsbana ner till en storlek som var mer lik Mercurys. BepiColombos första förbiflygningar av Jorden och Venus användes alltså för att "dumpa" energi och falla närmare solsystemets centrum, medan serien av Merkurius förbiflygningar används för att förlora mer orbital energi, men nu med syftet att fångas av den brända planeten.

För denna andra av sex sådana förbiflygningar behöver BepiColombo passera Merkurius på ett avstånd av bara 200 km från dess yta, med en relativ hastighet på 7,5 km/s. Genom att göra det kommer BepiColombos hastighet i förhållande till solen att bromsas med 1,3 km/s, vilket för den närmare Mercurial-banan.

"Vi har tre platser tillgängliga för att utföra korrigeringsmanövrar från ESA:s ESOC Mission Control i Darmstadt, Tyskland, för att vara på exakt rätt plats vid rätt tidpunkt för att använda Mercurys gravitation när vi behöver den", förklarar Elsa Montagnon, uppdragschef för BepiColombo.

"Den första sådana luckan användes för att ställa in den önskade förbiflygningshöjden på 200 km över planetens yta, vilket säkerställer att rymdfarkosten inte skulle vara på kollisionskurs med Mercury. Tack vare det noggranna arbetet från våra Flight Dynamics-kollegor, utfördes denna första banakorrigering mycket exakt så att ytterligare platser inte behövdes."

Selfiekameran är igång

Under förbiflygningarna är det inte möjligt att ta högupplösta bilder med den huvudsakliga vetenskapskameran eftersom den är avskärmad av överföringsmodulen medan rymdfarkosten är i kryssningskonfiguration. BepiColombos tre övervakningskameror (MCAM) kommer dock att ta bilder.

Eftersom BepiColombos närmaste inflygning kommer att vara på planetens nattsida, förväntas de första bilderna där Merkurius kommer att belysas att vara cirka fem minuter efter nära inflygning, på ett avstånd av cirka 800 km.

Kamerorna ger svartvita ögonblicksbilder i 1024 x 1024 pixlars upplösning och är placerade på Mercury Transfer Module så att de även fångar rymdfarkostens solpaneler och antenner. När rymdfarkosten ändrar sin orientering under förbiflygningen kommer Merkurius att ses passera bakom rymdfarkostens strukturella element.

De första bilderna kommer att nedlänkas inom ett par timmar efter närmaste inflygning; den första förväntas vara tillgänglig för offentlig publicering under eftermiddagen den 23 juni. Efterföljande bilder kommer att nedlänkas under resten av dagen och en andra bildsläpp, bestående av flera nya bilder, väntas på fredag ​​morgon. Alla bilder är planerade att släppas för allmänheten i Planetary Science Archive måndagen den 27 juni.

För de närmaste bilderna bör det vara möjligt att identifiera stora nedslagskratrar och andra framträdande geologiska särdrag kopplade till tektonisk och vulkanisk aktivitet såsom bränder, rynkryggar och lavaslätter på planetens yta. Merkurius kraftigt kraterförsedda yta registrerar en 4,6 miljarder år lång historia av bombardemang av asteroider och kometer, som tillsammans med unika tektoniska och vulkaniska kuriosa kommer att hjälpa forskare att låsa upp hemligheterna bakom planetens plats i solsystemets evolution. + Utforska vidare

ESA orbiter kommer att möta Merkurius 1 oktober