Die Raumsonde BepiColombo, eine Kooperation zwischen der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA, wird sich am 23. Juni zum zweiten Mal ihrem Zielplaneten nähern, um die Anziehungskraft des Merkur zu nutzen, um seine Anziehungskraft, seine Umlaufbahn und seine Geschwindigkeit zu verändern (Abb. 1 ). ). Das Grazer Weltraumforschungsinstitut (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, führend bei drei Messgeräten, wartet gespannt auf neue Nahaufnahmen und Messdaten aus der extrem feinen Atmosphäre des Merkur.
Reise ins innere Sonnensystem
BepiColombo befindet sich seit mehr als sieben Jahren (Video 1) auf einer ausgeklügelten Flugbahn zum Planeten Merkur und legt dabei eine Strecke von neun Milliarden Kilometern zurück. Im Oktober 2018 gestartet, überflog die Raumsonde im April 2020 die Erde, bremste im Oktober 2020 und August 2021 zweimal auf der Venus und absolviert nun den zweiten von insgesamt sechs Merkur-Überflügen (Oktober 2021, Juni 2022, Juni 2023, September und Dezember). ). 2024 und Januar 2025). Bis Dezember 2025 wird BepiColombo endlich sein Ziel erreicht haben (Bild 2). Die Reise wird hauptsächlich durch die Nähe von Merkur zur Sonne erschwert. Aufgrund seiner enormen Schwerkraft braucht es viel Energie, um die Flugbahn des Raumfahrzeugs so anzupassen, dass es sich schließlich im Orbit um den innersten, kleinsten und am wenigsten erforschten Gesteinsplaneten unseres Sonnensystems drehen kann.
Bilder und „Töne“ von Merkurs erstem Überflug
Bereits am 2. Oktober 2021 wagte sich BepiColombo weniger als 200 Kilometer vom höllisch heißen Merkur entfernt. Als das Raumschiff jedoch die Nachtseite des Planeten erreichte, waren die Bedingungen nicht ideal für Nahaufnahmen. Die Aufnahmen, die dann aus einer Entfernung von rund 1.000 Kilometern gemacht wurden, beeindruckten nicht nur die Fachwelt (Video 2).
Das IWF ist an den Magnetfeldmessgeräten der Raumsonde Mio (Magnetospheric Orbiter) und MPO (Planetary Orbiter) sowie dem Ionenspektrometer PICAM to MPO beteiligt. IWF-Beiträge wurden von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) finanziert. Die beiden Magnetometer (MPO-MAG und Mio-MGF) waren während des ersten Vorbeiflugs am Merkur durchgehend eingeschaltet. „Für einige der Instrumente an Bord war es der Beginn ihrer wissenschaftlichen Datenerhebung und die Gelegenheit, sich auf die Hauptmission vorzubereiten“, sagt Wolfgang Baumjohann, der wissenschaftliche Leiter von Mio-FGM. Beispielsweise zeichneten die MPO-MAG-Sensoren, die sich im bereits ausgebrachten Stift (Abb. 4) befinden, Details des Sonnenwinds und des Magnetfelds um Merkur auf. Besonders spannend war es sogar für die Magnetometer-Ausstattung. „Bisher konnte die MESSENGER-Mission der NASA nur die nördliche Hemisphäre des Merkur magnetisch untersuchen. Jetzt hat BepiColombo zum ersten Mal Daten von der südlichen Hemisphäre des Planeten nahe der Oberfläche gesammelt“, sagte Daniel Schmid, ein am Magnetometer beteiligter Wissenschaftler. Ausrüstung. Die mit dem MPO-MAG aufgenommenen Daten wurden beschallt (Video 3). Dadurch wurde nicht nur das Auf und Ab des Magnetfeldes des Planeten hörbar, sondern auch der Sonnenwind.
Auch PICAM nutzte die Gelegenheit für erste Vor-Ort-Messungen und leuchtete beim ersten Überflug des Merkur für etwa 24 Stunden. Das Instrument war erstmals in der Lage, Ionen sowohl auf der Tag- als auch auf der Nachtseite des Planeten einzufangen. Das internationale Team evaluiert derzeit die Maßnahmen, die Ergebnisse sollen in Kürze veröffentlicht werden.
Zweites Fangmanöver auf Merkur
Am 23. Juni wird BepiColombo nun das fünfte von neun „Gravity Assistance“-Manövern absolvieren, bei denen die Schwerkraft des Planeten Merkur genutzt wird, um seine Umlaufbahn und Geschwindigkeit fast ohne den Einsatz von Antriebs- oder Treibstoffdüsen zu ändern. Für den zweiten Überflug des Zielplaneten plant das PICAM-Team, Betriebsweisen mit hoher zeitlicher Auflösung zu nutzen und zu testen. „Die Fähigkeit der Ionenkamera, nahezu augenblickliche Messungen durch schnelle Messungen mit einer Integrationszeit von nur 250 Millisekunden pro Konfiguration durchzuführen, ist erforderlich, um hochdynamische Prozesse an den Rändern der Magnetosphäre von Merkur zu erfassen und abzubilden“, sagte IWF-Forscher Gunter Laky , Mitglied. des PICAM-Teams. Indem man das Instrument einen Tag vor dem eigentlichen Überflug einschaltet und dann – dann fast ununterbrochen – für 72 Stunden betreibt, besteht auch die Möglichkeit, das Verhalten und die Zuverlässigkeit des Instruments in Langzeitmessungen zu untersuchen.
Vom zweiten Vorbeiflug am Merkur erhofft sich das Magnetometer-Team ein noch besseres Verständnis des Magnetfeldes um Merkur. BepiColombo wird erneut über die Südhalbkugel fliegen, 200 Kilometer vom Planeten entfernt. „Diesmal wird die Raumsonde aber auch die Seite des Tages erkunden und dabei besonders auf die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und dem schwachen inneren Magnetfeld des Merkur achten“, sagt Schmid.
Weitere Informationen finden Sie in der Geschichte der ESA, dass BepiColombo für den zweiten Vorbeiflug von Merkur ansteht.
Beratungshinweis: Prof. DR. Wolfgang Baumjohann (Wissenschaftlicher Leiter Mio-FGM) M +43 664 3865347 baumjohann@oeaw.ac.at Dr. Daniel Schmid (MPO-MAG und Mio-MGF) T +43 316 4120-672 daniel.schmid@oeaw.ac.at DI Gunter Laky (PICAM) T +43 316 4120-532 gunter.laky@oeaw.ac.at