Impressão artística de BepiColombo voando por Mercúrio. A espaçonave faz nove manobras de assistência à gravidade (uma da Terra, duas de Vênus e seis de Mercúrio) antes de entrar em órbita ao redor do planeta mais interno do Sistema Solar em 2025. Crédito: ESA/ATG medialab
A ESA/[{” attribute=””>JAXA BepiColombo mission is gearing up for its second close flyby of Mercury on June 23, 2022. ESA’s spacecraft operation team is guiding BepiColombo through six gravity assists of the planet before entering orbit around it in 2025.
Like its first encounter last year, this week’s flyby will also bring the spacecraft to within about 200 km (124 miles) altitude above the planet’s surface. Closest approach is anticipated at 09:44 UT (11:44 CEST).
Key moments during BepiColombo’s second Mercury flyby on June 23, 2022. The spacecraft will skim the surface at an altitude of about 200 km (124 miles) at its closest approach, at 09:44 UTC (11:44 CEST). Credit: ESA
The primary purpose of the flyby is to use the planet’s gravity to fine-tune BepiColombo’s trajectory. Having been launched into space on an Ariane 5 from Europe’s Spaceport in Kourou in October 2018, BepiColombo is making use of nine planetary flybys: one at Earth, two at Venus, and six at Mercury, together with the spacecraft’s solar electric propulsion system, to help steer into Mercury orbit against the enormous gravitational pull of our Sun.
Even though BepiColombo is in ‘stacked’ cruise configuration for these brief flybys, meaning many instruments cannot yet be fully operated, it can still grab an incredible taste of Mercury science to boost our understanding and knowledge of the Solar System’s innermost planet. A sequence of snapshots will be taken by BepiColombo’s three monitoring cameras showing the planet’s surface, while a number of the magnetic, plasma, and particle monitoring instruments will sample the environment from both near and far from the planet in the hours around close approach.
BepiColombo captured this view of Mercury on October 1, 2021, as the spacecraft flew past the planet for a gravity assist maneuver. The image was taken at 23:41:12 UTC by the Mercury Transfer Module’s Monitoring Camera 2 when the spacecraft was 1410 km (876 miles) from Mercury. Credit: ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO
“Even during fleeting flybys these science ‘grabs’ are extremely valuable,” says Johannes Benkhoff, ESA’s BepiColombo project scientist. “We get to fly our world-class science laboratory through diverse and unexplored parts of Mercury’s environment that we won’t have access to once in orbit, while also getting a head start on preparations to make sure we will transition into the main science mission as quickly and smoothly as possible.”
A unique aspect of the BepiColombo mission is its dual spacecraft nature. The ESA-led Mercury Planetary Orbiter and the JAXA-led Mercury Magnetospheric Orbiter, Mio, will be delivered into complementary orbits around the planet by a third module, ESA’s Mercury Transfer Module, in 2025. Working together, they will study all aspects of this mysterious inner planet from its core to surface processes, magnetic field, and exosphere, to better understand the origin and evolution of a planet close to its parent star. Dual observations are key to understanding solar wind-driven magnetospheric processes, and BepiColombo will break new ground by providing unparalleled observations of the planet’s magnetic field and the interaction of the solar wind with the planet at two different locations at the same time.
The Mercury Planetary Orbiter (inner orbit) and the Mercury Magnetospheric Orbiter (outer orbit), in their elliptical polar orbits around Mercury. The Mercury Planetary Orbiter will operate in a 2.3 hour orbit from an altitude of 480 x 1500 km above the planet’s surface; the Mercury Magnetospheric Orbiter will take 9.3 hours to orbit the planet in its 590 x 11640 km orbit. Credit: ESA/ATG medialab
On course for slingshot
Gravitational flybys require extremely precise deep-space navigation work, ensuring that a spacecraft passes the massive body that will alter its orbit at just the right distance, from the correct angle, and with the right velocity. All of this is calculated years in advance but has to be as close to perfect as possible on the day.
Getting into orbit around Mercury is a challenging task. First BepiColombo had to shed the orbital energy it was ‘born’ with as it launched from Earth, which meant it first flew in a similar orbit to our home planet – and shrinking its orbit down to a size more similar to Mercury’s. BepiColombo’s first flybys of Earth and Venus were thus used to ‘dump’ energy and fall closer to the center of the Solar System, while the series of Mercury flybys are being used to lose more orbital energy, but now with the purpose of being captured by the scorched planet.
Em sua jornada de sete anos a Mercúrio, a missão europeu-japonesa BepiColombo aproveita a gravidade da Terra, Vênus e Mercúrio para ajustar sua trajetória e alcançar sua órbita final. Lançada em 2018, a espaçonave realiza nove manobras de sobrevoo assistidas por gravidade (representadas nesta animação), antes de entrar em órbita ao redor do planeta mais interno do Sistema Solar em dezembro de 2025.
Para este segundo de seis sobrevoos, o BepiColombo precisa passar por Mercúrio a uma distância de apenas 200 km (124 milhas) de sua superfície, com uma velocidade relativa de 7,5 km/s (4,7 mi/s). Ao fazer isso, a velocidade do BepiColombo em relação ao Sol será reduzida em 1,3 km/s (0,8 mi/s), aproximando-o da órbita Mercurial.
“Temos três slots disponíveis para realizar manobras de correção do Controle de Missão ESOC da ESA em Darmstadt, Alemanha, para estar exatamente no lugar certo na hora certa para usar a gravidade de Mercúrio conforme precisamos”, explica Elsa Montagnon, Gerente de Missão para Bepi Colombo.
“O primeiro desses slots foi usado para ajustar a altitude de sobrevoo desejada de 200 km sobre a superfície do planeta, garantindo que a espaçonave não estivesse em rota de colisão com Mercúrio. Graças ao trabalho meticuloso de nossos colegas da Flight Dynamics, esta primeira correção de trajetória foi executada com muita precisão, de modo que não foram necessários mais slots.”
Selfie-cam está indo
Durante os sobrevôos, não é possível obter imagens de alta resolução com a câmera científica principal porque ela é protegida pelo módulo de transferência enquanto a espaçonave está em configuração de cruzeiro. No entanto, as três câmeras de monitoramento (MCAMs) da BepiColombo estarão tirando fotos.
Como a aproximação mais próxima do BepiColombo será no lado noturno do planeta, as primeiras imagens nas quais Mercúrio será iluminado devem ocorrer em cerca de cinco minutos após a aproximação, a uma distância de cerca de 800 km (497 milhas).
O Módulo de Transferência Mercury da missão BepiColombo está equipado com três câmeras de monitoramento (M-CAM), que fornecem instantâneos em preto e branco com resolução de 1024 x 1024 pixels. As posições das três câmeras são indicadas com os ícones laranja e exemplos de campos de visualização são ilustrados. A M-CAM 1 olha para o painel solar estendido do MTM, enquanto as M-CAM 2 e 3 estão olhando para o Mercury Planetary Orbiter (MPO). A antena de ganho médio e a lança do magnetômetro do MPO podem ser vistas no M-CAM 2, uma vez implantado. M-CAM 3 tem a possibilidade de ver a antena de alto ganho do MPO. Como todas as partes desdobráveis da espaçonave são rotativas, uma variedade de orientações pode ser vista nas imagens reais. Crédito: ESA
As câmeras fornecem instantâneos em preto e branco com resolução de 1024 x 1024 pixels e são posicionadas no Módulo de Transferência de Mercúrio de forma que também capturem os painéis solares e as antenas da espaçonave. À medida que a espaçonave muda sua orientação durante o sobrevoo, Mercúrio será visto passando por trás dos elementos estruturais da espaçonave.
As primeiras imagens serão baixadas dentro de algumas horas após a aproximação mais próxima; espera-se que a primeira esteja disponível para lançamento público durante a tarde de 23 de junho. As imagens subsequentes serão baixadas durante o restante do dia e uma segunda divulgação de imagem, incluindo várias novas imagens, está prevista para sexta-feira de manhã. Todas as imagens estão programadas para serem divulgadas ao público no Arquivo de Ciências Planetárias na segunda-feira, 27 de junho.
Para as imagens mais próximas, deve ser possível identificar grandes crateras de impacto e outras características geológicas proeminentes ligadas à atividade tectônica e vulcânica, como escarpas, cordilheiras e planícies de lava na superfície do planeta. A superfície repleta de crateras de Mercúrio registra uma história de 4,6 bilhões de anos de bombardeio de asteroides e cometas, que, juntamente com curiosidades tectônicas e vulcânicas únicas, ajudarão os cientistas a desvendar os segredos do lugar do planeta na evolução do Sistema Solar.
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