Controllers in het missiecontrolecentrum van ESA bereiden zich voor op een zwaartekracht-assisted flyby van de Europees-Japanse Mercury-ontdekkingsreiziger BepiColombo. De manoeuvre, waardoor de missie zijn traject zal aanpassen door gebruik te maken van de zwaartekracht van de aarde terwijl deze langs de planeet zwaait, zal worden uitgevoerd te midden van beperkingen die ESA heeft ingevoerd als reactie op de coronaviruspandemie.

Bepi Colombo, gelanceerd in oktober 2018, draait momenteel rond de zon op een vergelijkbare afstand als de aarde. Op 10 april, om ongeveer 06:25 uur (CEST), het ruimtevaartuig zal de aarde naderen op een afstand van slechts 12.700 km, dat is minder dan de helft van de hoogte van de Europese Galileo-navigatiesatellieten. De manoeuvre zal het BepiColombo-ruimtevaartuig vertragen en zijn baan naar het midden van het zonnestelsel buigen. waardoor zijn baan rond de zon strakker wordt.

"Dit is de laatste keer dat we BepiColombo vanaf de aarde zullen zien, " zegt Joe Zender, BepiColombo plaatsvervangend projectwetenschapper bij ESA. "Daarna zal het dieper het binnenste zonnestelsel ingaan."

Missiewetenschappers zijn van plan de flyby te gebruiken om enkele van de 11 instrumenten aan boord van ESA's Mercury Planetary Orbiter (MPO) te testen. een van de Europese onderdelen van de missie, die samen met de Mercury Magnetospheric Orbiter (Mio) van het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) naar de binnenste planeet van het zonnestelsel reist. De twee wetenschappelijke orbiters zijn gestapeld bovenop de door ESA gemaakte Mercury Transfer Module (MTM), met Mio bovenop verborgen achter een beschermend zonnescherm. De overdrachtsmodule verduistert het zicht op sommige MPO-instrumenten, maar de wetenschappers verwachten gegevens te kunnen verkrijgen van acht van de 11 wetenschappelijke payloads. Mio's zicht wordt grotendeels geblokkeerd door de zonnekap, maar sommige van zijn sensoren zullen ook worden ingeschakeld tijdens de flyby.

De operatie, echter, zal worden uitgevoerd met beperkt personeel in ESA's European Space Operations Center (ESOC) in Darmstadt, Duitsland, waar ingenieurs zullen moeten voldoen aan de regels voor sociale afstand die momenteel in heel Europa gelden als reactie op de coronaviruspandemie.

"De zwaai van de aarde is een fase waarin we dagelijks contact met het ruimtevaartuig nodig hebben, " zegt Elsa Montagnan, BepiColombo Spacecraft Operations Manager bij ESA. "Dit is iets dat we niet kunnen uitstellen. Het ruimtevaartuig zal in ieder geval zelfstandig langs de aarde slingeren."

De dreiging van het coronavirus dwingt het team om met minimale persoonlijke interactie te werken en ervoor te zorgen dat alle stappen in het proces goed worden behandeld.

"Tijdens de kritieke twee weken voorafgaand aan de dichtste nadering, we moeten veiligheidscommando's uploaden om het ruimtevaartuig voor te bereiden op onverwachte problemen, " zegt Christoph Steiger, BepiColombo Plaatsvervangend Ruimtevaartuig Operations Manager. "Bijvoorbeeld, we moeten de overdrachtsmodule voorbereiden op de 34 minuten durende zonsverduistering wanneer de zonnepanelen niet worden blootgesteld aan zonlicht om ontlading van de batterij te voorkomen."

Operaties kunnen nog steeds worden uitgevoerd zoals gepland, hij voegt toe, maar zal meer inspanning en aandacht vergen dan in een normale situatie.

ESA's BepiColombo-projectwetenschapper Johannes Benkhoff hoopt dat, ondanks de uitdagende omstandigheden, de wetenschappelijke teams kunnen de MPO-instrumenten inschakelen om ze te testen en te kalibreren.

"Bijvoorbeeld, de PHEBUS-spectroscoop zal de maan gebruiken als kalibratiedoel om vervolgens betere gegevens te produceren bij Mercurius, ", zegt Johannes. "We willen ook wat metingen doen van de zonnewind en zijn interactie met het magnetisch veld van de aarde. Het belangrijkste doel van het hebben van de instrumenten in dit stadium, echter, is testen en kalibreren. Als we de gegevens kunnen gebruiken voor wetenschappelijk onderzoek, het zal een bonus zijn."

BepiColombo heeft ook drie 'selfie'-camera's in GoPro-stijl, gemonteerd op de transfermodule, die foto's zal maken als het ruimtevaartuig de aarde nadert. De wetenschappers activeerden de camera's begin maart en namen een paar foto's van het aarde-maansysteem zoals bekeken door BepiColombo vanuit zijn positie die naar de aarde raast.

"We zullen de aarde zien naderen en groter worden, " zegt Joe. "Als het het dichtstbijzijnde punt bereikt, we zullen een paar foto's maken, en dan zijn we van plan om gedurende enkele uren een hele reeks foto's te maken terwijl we naar het aarde-maansysteem kijken terwijl het kleiner en kleiner wordt totdat we het volledig verliezen."

Frank Budnik, ESA's BepiColombo Flight Dynamics-manager, voegt toe:"Zolang alle teamleden gezond zijn en het ruimtevaartuig nominaal blijft presteren, alles kan doorgaan zoals gepland."

De vlucht langs de aarde op 10 april is slechts de eerste van negen manoeuvres met zwaartekrachtondersteuning die BepiColombo wacht tijdens zijn 7-jarige reis naar Mercurius. In oktober, het ruimtevaartuig zal de eerste van twee flybys op Venus uitvoeren. De laatste zes manoeuvres om de baan aan te scherpen zullen de zwaartekracht van BepiColombo's bestemming gebruiken, Kwik.

BepiColombo zal eind 2025 bij Mercurius aankomen. De wetenschappelijke missie begint drie maanden later, nadat Mio en de MPO zich scheiden van de overdrachtsmodule en hun respectievelijke doelbanen binnengaan. Samen, de twee orbiters zullen wetenschappers helpen licht te werpen op de evolutie van Mercurius, de minst onderzochte van de vier rotsachtige planeten in het zonnestelsel en degene die het dichtst bij de zon staat.

Leren over de samenstelling van Mercurius, de geologische processen op het oppervlak en de omgeving eromheen zullen wetenschappers helpen een aantal fundamentele vragen te beantwoorden, niet alleen over Mercurius, maar ook over de vorming en evolutie van het hele zonnestelsel.

Amateurastronomen uitgerust met kleine telescopen zullen BepiColombo kunnen observeren tijdens de flyby, indien gelegen op zuidelijke breedtegraden. Waarnemers in Zuid-Europa kunnen het ruimtevaartuig mogelijk kort spotten. Het beste uitzicht, echter, alleen mogelijk vanaf het zuidelijk halfrond.