De ESA/JAXA BepiColombo-missie maakt zich op voor haar tweede close-up van Mercurius op 23 juni. Het ruimtevaartuigoperatieteam van ESA leidt BepiColombo door zes zwaartekrachtassistenten van de planeet voordat het in 2025 in een baan eromheen gaat.

Net als zijn eerste ontmoeting vorig jaar, zal de flyby van deze week het ruimtevaartuig ook tot op een hoogte van ongeveer 200 km boven het aardoppervlak brengen. De dichtste nadering wordt verwacht om 09:44 UT (11:44 CEST).

Het primaire doel van de flyby is om de zwaartekracht van de planeet te gebruiken om de baan van BepiColombo te verfijnen. BepiColombo is in oktober 2018 in de ruimte gelanceerd op een Ariane 5 vanuit de Europese ruimtehaven in Kourou, en maakt gebruik van negen planetaire flybys:één op aarde, twee op Venus en zes op Mercurius, samen met het zonne-elektrische voortstuwingssysteem van het ruimtevaartuig, om helpen in de baan van Mercurius te sturen tegen de enorme aantrekkingskracht van onze zon in.

Hoewel BepiColombo zich in een "gestapelde" cruiseconfiguratie bevindt voor deze korte flybys, wat betekent dat veel instrumenten nog niet volledig kunnen worden bediend, kan het nog steeds een ongelooflijke smaak van Mercuriuswetenschap grijpen om ons begrip en kennis van de binnenste planeet van het zonnestelsel te vergroten. Een reeks snapshots zal worden gemaakt door BepiColombo's drie bewakingscamera's die het oppervlak van de planeet laten zien, terwijl een aantal van de magnetische, plasma- en deeltjesbewakingsinstrumenten de omgeving van zowel dichtbij als ver van de planeet zullen bemonsteren in de uren rond de nabije nadering.

"Zelfs tijdens vluchtige flyby's zijn deze wetenschappelijke 'grepen' uiterst waardevol", zegt Johannes Benkhoff, ESA's BepiColombo-projectwetenschapper. "We mogen ons wetenschappelijk laboratorium van wereldklasse door diverse en onontgonnen delen van de omgeving van Mercurius vliegen waar we geen toegang toe zullen hebben als we eenmaal in een baan om de aarde zijn, terwijl we ook een voorsprong krijgen bij de voorbereidingen om ervoor te zorgen dat we overgaan naar de belangrijkste wetenschappelijke missie zo snel en soepel mogelijk."

Een uniek aspect van de BepiColombo-missie is het dubbele karakter van ruimtevaartuigen. De door ESA geleide Mercury Planetary Orbiter en de door JAXA geleide Mercury Magnetospheric Orbiter, Mio, zullen in 2025 door een derde module, ESA's Mercury Transfer Module, in complementaire banen rond de planeet worden gebracht. Samen zullen ze alle aspecten hiervan bestuderen mysterieuze binnenplaneet van zijn kern tot oppervlakteprocessen, magnetisch veld en exosfeer, om de oorsprong en evolutie van een planeet dicht bij zijn moederster beter te begrijpen. Dubbele waarnemingen zijn de sleutel tot het begrijpen van door zonnewind aangedreven magnetosferische processen, en BepiColombo zal nieuwe wegen inslaan door ongeëvenaarde waarnemingen te doen van het magnetisch veld van de planeet en de interactie van de zonnewind met de planeet op twee verschillende locaties tegelijk.

Op koers voor katapult

Zwaartekrachtvluchten vereisen uiterst nauwkeurig navigatiewerk in de diepe ruimte, om ervoor te zorgen dat een ruimtevaartuig het massieve lichaam passeert dat zijn baan op precies de juiste afstand, vanuit de juiste hoek en met de juiste snelheid zal veranderen. Dit alles wordt jaren van tevoren berekend, maar moet op de dag zelf zo perfect mogelijk zijn.

In een baan rond Mercurius komen is een uitdagende taak. Eerst moest BepiColombo de baanenergie waarmee hij was "geboren" kwijtraken toen hij vanaf de aarde werd gelanceerd, wat betekende dat hij eerst in een vergelijkbare baan als onze thuisplaneet vloog - en zijn baan inkrimpte tot een grootte die meer op die van Mercurius leek. BepiColombo's eerste flybys van de aarde en Venus werden dus gebruikt om energie te "dumpen" en dichter bij het centrum van het zonnestelsel te vallen, terwijl de reeks van Mercury flybys wordt gebruikt om meer orbitale energie te verliezen, maar nu met het doel om gevangen te worden door de verschroeide planeet.

Voor deze tweede van zes van dergelijke flybys moet BepiColombo Mercurius passeren op een afstand van slechts 200 km van het oppervlak, met een relatieve snelheid van 7,5 km/s. Daarbij wordt de snelheid van BepiColombo ten opzichte van de zon met 1,3 km/s vertraagd, waardoor deze dichter bij de baan van Mercurial komt.

"We hebben drie slots beschikbaar om correctiemanoeuvres uit te voeren vanuit ESA's ESOC Mission Control in Darmstadt, Duitsland, om precies op het juiste moment op de juiste plaats te zijn om de zwaartekracht van Mercurius te gebruiken wanneer we die nodig hebben", legt Elsa Montagnon, Mission Manager voor BepiColombo.

"De eerste dergelijke sleuf werd gebruikt om de gewenste flyby-hoogte van 200 km boven het oppervlak van de planeet af te stemmen, zodat het ruimtevaartuig niet op een ramkoers met Mercurius zou komen. Dankzij het nauwgezette werk van onze Flight Dynamics-collega's, werd deze eerste baancorrectie uitgevoerd zeer nauwkeurig, zodat verdere slots niet nodig waren."

Selfie-cam is klaar

Tijdens de flybys is het niet mogelijk om beelden met een hoge resolutie te maken met de belangrijkste wetenschappelijke camera, omdat deze wordt afgeschermd door de overdrachtsmodule terwijl het ruimtevaartuig in cruiseconfiguratie is. De drie bewakingscamera's (MCAM's) van BepiColombo zullen echter foto's maken.

Omdat BepiColombo's dichtste nadering aan de nachtzijde van de planeet zal zijn, zullen de eerste beelden waarin Mercurius zal worden verlicht naar verwachting ongeveer vijf minuten na de nabije nadering zijn, op een afstand van ongeveer 800 km.

De camera's bieden zwart-witfoto's met een resolutie van 1024 x 1024 pixels en zijn zodanig op de Mercury Transfer Module geplaatst dat ze ook de zonnepanelen en antennes van het ruimtevaartuig vastleggen. Terwijl het ruimtevaartuig tijdens de vlucht van richting verandert, zal men Mercurius zien passeren achter de structurele elementen van het ruimtevaartuig.

De eerste beelden worden binnen een paar uur na de dichtste nadering gedownlinkt; de eerste zal naar verwachting in de middag van 23 juni beschikbaar zijn voor publieke release. Volgende afbeeldingen zullen de rest van de dag worden gedownlinkt en een tweede afbeeldingsrelease, bestaande uit meerdere nieuwe afbeeldingen, wordt vrijdagochtend verwacht. Het is de bedoeling dat alle afbeeldingen op maandag 27 juni voor het publiek worden vrijgegeven in het Planetary Science Archive.

Voor de dichtstbijzijnde beelden zou het mogelijk moeten zijn om grote inslagkraters en andere prominente geologische kenmerken te identificeren die verband houden met tektonische en vulkanische activiteit, zoals steile hellingen, rimpelruggen en lavavlaktes op het aardoppervlak. Het zwaar bekraterde oppervlak van Mercurius registreert een geschiedenis van 4,6 miljard jaar van asteroïde- en kometenbombardementen, die samen met unieke tektonische en vulkanische curiositeiten wetenschappers zullen helpen de geheimen van de plaats van de planeet in de evolutie van het zonnestelsel te ontrafelen. + Verder verkennen

ESA-orbiter zal Mercurius tegenkomen op 1 oktober