Bepicolombo запуск


ИКИ РАН. «БепиКоломбо» стартовал к Меркурию

20 октября 2018 года в 01:45:28 GMT (или 04:45:28 мск) с космодрома Куру успешно стартовала ракета-носитель «Ариан-5», которая вывела в космос аппараты европейско-японской миссии «БепиКоломбо» по исследованию Меркурия. В научной программе проекта принимают непосредственное участие российские исследователи; четыре прибора в составе комплексов научной аппаратуры были полностью или частично созданы в России.

 

Радиосигнал от «БепиКоломбо», подтверждающий, что запуск был успешным, был принят в 02:21 GMT (05:21 мск).

 

Ян Вёрнер (Jan Woerner), генеральный директор Европейского космического агентства (ESA), поздравил всех участников с успешным запуском и подчеркнул значимость проекта для сотрудничества ESA и Японского аэрокосмического исследовательского агентства (JAXA), а также для развития международного сотрудничества в целом. В проекте также принимают участие партнеры из США и России.


 

В Институте космических исследований РАН создан один из научных приборов — Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр (МГНС). Он предназначен для регистрации гамма-излучения и нейтронов, которые рождаются в грунте Меркурия под действием космических лучей. По этой информации можно восстановить состав поверхности Меркурия до глубины примерно 2 метра, а также определить, есть ли в грунте летучие соединения, в первую очередь водяной лёд. Хотя планета находится очень близко к Солнцу, в вечно затенённых областях полярных кратеров могут сохраняться молекулы воды или водяной лёд, попавший туда из-за падений комет. Научный руководитель эксперимента — д.ф.-м.н. Игорь Митрофанов, руководитель отдела ядерной планетологии ИКИ.

 

Ещё три прибора: ультрафиолетовый спектрометр ФЕБУС (PHEBUS), камера наблюдения в лучах натрия МСАСИ (MSASI) и плазменный комплекс СЕРЕНА (SERENA) — созданы с участием российских исследователей.


nbsp;отделе физики планет были созданы входной оптический блок с системой наведения прибора в заданном направлении для прибора ФЕБУС и блок оптико-механической развертки для получения изображения для камеры МСАСИ; научный со-руководитель этих экспериментов с российской стороны — член-корреспондент РАН Олег Кораблёв, руководитель отдела. В комплекс СЕРЕНА включен Панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов ПИКАМ, также созданный с участием ИКИ. Руководитель эксперимента с российской стороны д.ф.-м.н. Олег Вайсберг, главный научный сотрудник отдела физики космической плазмы.

 

«БепиКоломбо» — третья специальная миссия к Меркурию в истории человечества после аппаратов NASA Mariner—10 (пролёты Меркурия в 1974–75 гг.) и MESSENGER (работал на орбите планеты в 2011–2015 гг.). Её задачи — всесторонне изучить саму планету, её поверхность, внутреннюю структуру, атмосферу и экзосферу, а также магнитное поле и его взаимодействие с солнечным ветром. Эти данные помогут ответить на вопросы, как образовался Меркурий и почему он во многом сильно отличается от других планет земной группы.

 

Чтобы провести такие комплексные исследования, в миссию было включено два аппарата с немного разными задачами.


рвый, более тяжёлый, — Меркурианский планетный орбитальный аппарат (Mercury Planetary Orbiter, MPO) разработки ESA. Он будет находиться на достаточно низкой орбите и почти всегда «смотреть» на поверхность планеты. Второй — Меркурианский магнитосферный орбитальный аппарат (Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO), созданный в JAXA. MMO нацелен на исследования магнитосферы Меркурия и его плазменного окружения; его орбита более вытянута и пересекает различные области магнитосферы, а также выходит за её пределы, в область солнечного ветра.

 

Сложность полёта и работы у Меркурия определяется в первую очередь его близостью к Солнцу. «БепиКоломбо» придётся специально замедляться, чтобы выйти на стабильную орбиту вокруг планеты. Для этого будут использоваться ионные двигатели — одна из технологических «новинок» миссии. Другая трудность — поток солнечной радиации около Меркурия гораздо больше, чем у Земли. Чтобы не дать аппаратуре перегреться, используются специальные покрытия. Кроме этого, солнечные батареи MPO будут периодически «отворачиваться», а аппарат MMO будет постоянно вращаться, чтобы не перегреть одну из сторон.


 

Во время запуска и на этапе перелёта оба аппарата соединены в единую конструкцию с помощью меркурианского перелётного модуля MTM (Mercury Transfer Module) разработки ESA. От перегрева во время перелёта MMO защищает тепловой экран MOSIF (MMO Sunshield and Interface Structure), который будет отброшен после разделения аппаратов у Меркурия.

 

Сейчас «БепиКоломбо» находится на околоземной орбите, проходит тестирование его аппаратуры. Через три дня ожидается выведение на траекторию межпланетного перелёта, который займёт семь лет и потребует девять гравитационных манёвров у Земли, Венеры и самого Меркурия. Предположительно, во время гравитационных манёвров у Венеры часть приборов «БепиКоломбо» будут включены, чтобы исследовать и вторую планету от Солнца.

 

«БепиКоломбо» (BepiColombo) — совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского аэрокосмического агентства (JAXA) при ведущей роли ESA по изучению Меркурия с орбиты его искусственного спутника.

 


Проект получил название в честь итальянского математика и инженера, профессора университета Падуи Джузеппе Коломбо (Giuseppe Colombo, 1920–84), имя которого неразрывно связано с историей изучения Меркурия. Джузеппе, или, как его называли, «Бепи», Коломбо математически объяснил, почему вращение Меркурия синхронизировано с его обращением вокруг Солнца таким образом, что за два прохода по орбите (два меркурианских года) он делает три оборота вокруг своей оси. Именно он предложил NASA использовать гравитационные манёвры у Венеры в проекте Mariner 10 по изучению Меркурия с пролётной траектории (три пролёта в 1974–75 гг.).

 

Российские ученые принимают участие в научной программе миссии; четыре прибора в составе научной аппаратуры обоих аппаратов создаются при участии или полностью в Институте космических исследований РАН, российские исследователи выступают как руководители и со-руководители экспериментов.

Источник: www.roscosmos.ru

Ракета «Ариан-5» запустила аппараты европейско-японской миссии «БепиКоломбо», предназначенной для исследования Меркурия. В состав миссии входят два исследовательских зонда, которые будут изучать планету на разных орбитах, а также перелетный модуль для их доставки. Прибытие на рабочие орбиты запланировано на декабрь 2025 года, после чего аппараты начнут свою научную программу, рассчитанную на год. Трансляция запуска проходила на сайте Европейского космического агентства.


Пока Меркурий посещали лишь два аппарата — «Маринер-10» в середине 1970-х годов, который совершил лишь три пролета у планеты, и «Мессенджер», который после нескольких пролетов в 2011 году вышел на орбиту Меркурия и исследовал его в течение четырех лет. Из-за этого ученые смогли собрать не так много данных о Меркурии, как о некоторых других планетах, к примеру, Марсе. Миссия «БепиКоломбо», разработанная специалистами из Европейского космического агенства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), призвана восполнить часть недостающих данных о Меркурии.

В состав «БепиКоломбо» входят три аппарата — перелетный модуль MTM (Mercury Transfer Module) и орбитальный модуль MPO (Mercury Planetary Orbiter), созданные европейскими инженерами, и еще один орбитальный модуль MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), созданный специалистами из Японии. Перелетный модуль с четырьмя ионными двигателями отвечает за полет к Меркурию, а два остальных зонда, которые после прибытия отделятся и выйдут на две разные полярные орбиты, будут проводить научные исследования. Задачи у аппаратов тоже разные — MPO будет исследовать поверхность планеты, а MMO сконцентрируется на изучении ее магнитного поля и магнитосферы. На борту обоих зондов установлены российские научные инструменты. Незадолго до запуска мы попросили руководителя Отдела ядерной планетологии Института космических исследований РАН Игоря Митрофанова рассказать о них и о том, что с их помощью надеются найти ученые.


Ракета «Ариан-5» с аппаратами стартовала с космодрома Куру во Французской Гвиане 20 октября в 4:45 по московскому времени. Как и многие другие космические аппараты, «БепиКоломбо» полетит к своей цели не напрямую. Поскольку из-за большой гравитации Солнца аппарату требуется много энергии для выхода на стабильную орбиту вокруг Меркурия, перед этим он совершит девять гравитационных маневров — один у Земли, два у Венеры и еще шесть у самого Меркурия. Кстати, название «БепиКоломбо» дано миссии в честь Джузеппе Коломбо (Giuseppe Colombo), который разработал и рассчитал гравитационные маневры для зонда «Маринер-10».

На октябрь 2025 года запланировано отделение перелетного модуля, а в декабре того же года аппараты должны выйти на стабильную орбиту вокруг Меркурия и разделиться. Научная программа начнется в марте 2026 года и номинально продлится до мая 2027. Если аппараты останутся в рабочем состоянии и на заданных орбитах, в миссии предусмотрено продление научной программы еще на год.


В мае была запущена миссия InSight к другой планете земной группы — Марсу. Она состоит из посадочного аппарата, который будет исследовать внутреннюю структуру планеты с помощью нескольких инструментов, в том числе бура, который создаст пятиметровую скважину в поверхности Марса. О том, как будут работать научные приборы InSight и других подробностях миссии можно прочитать в нашем материале «Заглянуть внутрь Красной планеты».

Григорий Копиев

Источник: nplus1.ru

Основные задачи проекта BepiColombo

Проекту BepiColombo предстоит вытерпеть семилетнее путешествие маневрируя с помощью солнечной электрической силовой установкой (ионные двигатели), а также используя гравитационные силы Земли и Венеры.

По достижению пространства Меркурия зонды Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter отсоединится от транспортного модуля (MTM) и займут соответствующие орбите (смотри характеристики аппаратов) для будущей работы по изучению Меркурия как минимум в течении 1 года. В этом помогут научные инструменты и приборы разработанные разными странами Мира (Япония, Россия, Германия, Италия, Франция, Великобритания, Швейцария, США).

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета, которая из-за своих маленьких размеров и слабой гравитации утеряла свою атмосферу, образовав при этом своеобразную экзосферу, состоящую из частичек водорода, гелия, кислорода, натрия, кальция, калия и другие частичек; Атомы постоянно теряется и пополняется из различных источников, и задача миссии BepiColombo будет также изучить состав и динамику экзосферу, в том числе процесс генерации и исчезновения.


Основными задачами миссии являются:

  • Исследование происхождения и эволюции планеты;
  • Исследование Меркурия как космического тела — ее формы, структуры, геологии, состав;
  • Исследование состав и динамику, в том числе генерации и исчезновения экзосферы Меркурия.
  • Исследование магнитного поля Меркурия;
  • Понять, почему плотность Меркурия значительно выше, чем у всех других планет земной группы;
  • Является ли планета Меркурий тектонически активной, является ли ртутное ядро планеты жидким или твердым;
  • Понять, почему такая маленькая планета обладает собственным магнитным полем, в то время как у Венеры, Марса и Луны оно отсутствует;
  • Понять, почему спектроскопические наблюдения не выявили наличия железа, в то время как этот элемент якобы основной составляющей планеты;
  • Исследовать постоянно затененные кратеры полярных регионах, и узнать содержатся в них сера или водяной лед;
  • Изучить механизмы образования экзосферы и понять взаимодействие между планетарным магнитным полем и солнечного ветра при отсутствии ионосферы;

  • Получить новые подсказки о составе изначальной солнечной туманности и о формировании Солнечной системы в целом;
  • Проверка теории Эйнштейна об теории относительности с большей точностью путем измерения гамма параметров и бета параметризованного пост-ньютоновской формализма с высокой точностью (пользуясь близостью Солнца и учитывая, что смещение перигелия Меркурия была объяснена в терминах релятивистской кривизны пространства-времени будет проверена на практике теория отностительности).

Стоимость проекта BepiColombo составляет около 970 млн евро. Сюда входит разработка космических аппаратов, запуск и сопровождение проекта.

И не зря проект BepiColombo, который был предложен еще в 1990 году, является одним с из самых сложных космических миссий когда-либо предпринимались в Европе и самый амбициозный зонд когда-либо отправленных к Меркурию. Мало того, что оба зонда (Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter) будут оснащены высокотехнологическим ионным двигателем, так они будут экранированы для защиты от палящей 700 градусной (по Фаренгейту) температуры.

Комментарии:

Источник: mapgroup.com.ua

Загадочный Меркурий

Меркурий — самая маленькая, самая близкая к Солнцу и самая малоизученная планета земной группы. До нынешнего момента к нему были отправлены только две миссии, и обе — под руководством НАСА: «Маринер-10», запущенный в 1973 году, и «Мессенджер», запущенный в 2004 году. Третьей миссией станет BepiColombo — совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

К Венере и Марсу запущены уже десятки космических аппаратов, которые изучали и изучают эти планеты с орбиты и с поверхности. То, что BepiColombo — всего лишь третья миссия к Меркурию, связано не с тем, что Меркурий не интересен, а с тем, что из-за близости к Солнцу его чрезвычайно трудно изучать.

Во-первых, в окрестностях Меркурия экстремальные температурные и радиационные условия. Днем поверхность планеты в некоторых местах нагревается до 450°C, а ночью остывает до −180°C, аналогичные перепады температур будут и на космическом аппарате, летающем вокруг Меркурия и периодически попадающем в его тень. Плотность солнечного ветра в тех краях гораздо выше, чем у Земли, поэтому высокоточные приборы будут сильнее страдать от облучения. Из-за этого всему оборудованию требуется усиленная защита (о том, как космические аппараты защищают от солнечного излучения читайте в заметке о зонде «Паркер», который отправился к Солнцу в августе)

Во-вторых, сложно выводить космический аппарат на орбиту Меркурия. В классической схеме перелета к любой планете (гомановская траектория) предполагается два маневра. Первый маневр — переход с орбиты Земли на эллиптическую орбиту вокруг Солнца, которая пересекает орбиту планеты назначения в противоположной точке (от места старта относительно Солнца). Второй маневр нужен, чтобы перейти на орбиту, близкую к орбите планеты. В случае полета к Меркурию оба этих маневра будут торможениями: сначала надо сбросить скорость, чтобы аппарат полетел «внутрь» земной орбиты, потом он ускорится под действием силы притяжения от Солнца, и при подлете к Меркурию надо будет еще раз затормозить. Оба торможения будут порядка 5 км/с и потребуют очень много топлива — современные ракеты могут поднимать корабли, у которых топлива может хватить лишь на один подобный маневр.

Альтернатива имеется, но это более долгие траектории, которые используют тяготение планет — так называемые гравитационные маневры — для изменения скорости аппарата. Впервые таким способом — и именно к Меркурию — полетел зонд «Маринер-10». Рассчитал его траекторию итальянский математик Джузеппе (Бепи) Коломбо (Giuseppe Colombo). В честь него и названа миссия BepiColombo. Гравитационное торможение происходит следующим образом. Аппарат подлетает к планете, обгоняя ее, при этом он притягивается планетой, а ускорение от силы притяжения направлено против движения аппарата — и он тормозится.

О чем рассказали предшественники BepiColombo?

«Маринер-10» был первым аппаратом, отправленным к Меркурию. Он стартовал с мыса Канаверал во Флориде 3 ноября 1973 года. «Маринер-10» сближался с Меркурием всего три раза (29 марта 1974 года — на расстоянии 703 км, 21 сентября 1974 года — на расстоянии 48 069 км и 16 марта 1975 года — на расстоянии 327 км) и сумел запечатлеть всего около 45% поверхности планеты (рис. 2).

Тем не менее, этот космический аппарат собрал большое количество интересных данных: около 2 300 черно-белых фотографий, некоторые — с очень высоким по тем временам разрешением 140 метров/пиксель, получил данные об атмосфере и экзосфере планеты, а также обнаружил у Меркурия магнитное поле, похожее на поле Земли. 24 марта 1975 года у «Маринера-10» закончилось топливо, но, возможно, он до сих пор вращается вокруг Солнца.

Следующей миссией стал «Мессенджер», запущенный 3 августа 2004 года с того же космодрома, что и «Маринер-10». Так же, как и предшественник, «Мессенджер» использовал гравитационные маневры, чтобы достигнуть Меркурий. Путь занял у него почти семь лет: на околопланетную орбиту он вышел в марте 2011 года. Она была сильно вытянутой и проходила мимо полюсов планеты. В течение основной миссии «Мессенджер» делал два оборота вокруг Меркурия каждые 24 часа, максимально приближаясь к его поверхности на расстояние 200 км и максимально отдаляясь более чем на 15 000 км. «Мессенджер» летал вокруг Меркурия четыре года, пока у него не кончилось топливо. Аппарат упал на поверхность планеты 30 апреля 2015 года.

«Мессенджеру» удалось получить изображение почти всей поверхности Меркурия, используя лазерный альтиметр и мультиспектральную систему визуализации (см. Картографирование Меркурия). Выяснилось, что большая часть Меркурия покрыта не кратерами, а следами вулканической активности, образовавшими гладкие равнины. «Мессенджер» обнаружил мелкие, нерегулярные впадины в кратерах и на равнинах планеты. Происхождение этих впадин до сих пор остается загадкой.

Различные спектрометры «Мессенджера» определяли элементный и минеральный состав пород на поверхности Меркурия. Несмотря на высокую плотность планеты и предполагаемое наличие железного ядра, на поверхности Меркурия, по-видимому, находится небольшое количество железа, но зато там высокое содержание летучих элементов (серы, натрия, хлора). Также «Мессенджер» обнаружил на Меркурии воду — в виде льда, залегающего в затененных полярных кратерах (см. Messenger: надо льдом и пламенем).

Источник: elementy.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.