Merkur ima skrivnosti. Razkrival jih bo BepiColombo

Merkur, prvi kamen od Sonca. Najmanjši in skoraj spregledan, a zato zelo skrivnosten. Odgovore na številna vprašanja o njem bosta iskala evropski in japonski orbiter z enotnim imenom BepiColombo. Po načrtih bosta v soboto zgodaj zjutraj po našem času v skupnem transfernem modulu odpotovala na sedemletno pot do planeta, na katerem ju med drugim čakajo peklenske temperature in neverjetne gravitacijske sile Sonca.

Animacija izstrelitve


Na zahtevno pot do naši zvezdi najbližjega planeta sta se do zdaj podali le dve plovili. Nasin Mariner 10, ki je sicer mapiral okoli 45 odstotkov površja, je v 70. letih prejšnjega stoletja pokazal, da je utirjenje v orbito Merkurja še kako težka naloga, šele v naslednjih desetletjih jim je tako uspelo začrtati kompleksno pot s kombinacijo gravitacijske pomoči drugih planetov in ustrezno zaščititi plovilo pred vročino in radiacijo Sonca. Avgusta 2004 so proti Merkurju poslali Nasino sondo Messenger, tja je prispela marca 2011 in zaradi kraterjev naši luni podoben planet raziskovala do aprila 2015, ko je načrtovano strmoglavila na površje. Messenger je raziskal površje, odkril nenavadne depresije, podobne dnom jezer, na polih je potrdil obstoj vodnega ledu, opazoval je nenavadno magnetno polje in železno jedro.

»Messenger je svojo nalogo opravil z odliko, a je načel več vprašanj, kot ponudil odgovorov. Te bo skušal izslediti BepiColombo,« poudarja Mauro Casale, znanstvenik Evropske vesoljske agencije (Esa) pri misiji.

Tako blizu, a tako daleč

»Merkur je najmanj poznan zemeljski planet. Ovija ga veliko skrivnosti, med najzanimivejšimi je magnetno polje. Tako kot naš planet ima tudi Merkur v nasprotju z Marsom in Venero magnetno polje, a je 100- do 150-krat šibkejše od Zemljinega. To pomeni, da bi moralo biti v jedru vsaj nekaj tekočega železa. Zelo smo bili presenečeni, ko je Mariner 10 v sedemdesetih odkril magnetno polje. To je pomembno tudi pri razumevanju eksoplanetov ob drugih zvezdah; magnetno polje je namreč med ključnimi pogoji za razvoj življenja, saj ščiti pred radiacijo in sončevim vetrom. Druga posebnost Merkurjevega polja je, da ni simetrično, središče je premaknjeno proti severu, vendar še ne vemo, zakaj. BepiColombo bo imel drugačno orbito od Messengerja in bo to lahko razvozlal.«

Odprava bo namenjena raziskovanju kemične in mineralne sestave površja, iskala bo odgovor na vprašanje, od kod izvirata grafit in vodni led, ki ga je Messenger opazil na polu, kjer nekaterih kraterjev Sonce nikoli ne obsveti. »Orbita naše sonde je polarna in z visokoresolucijskimi kamerami in drugimi znanstvenimi instrumenti bomo imeli priložnost videti, kaj je tam, kakšna je sestava ledu, ki ga je opazil Messenger, in od kod izvira voda oziroma ali so jo na planet zanesli kometi. Obstaja hipoteza, da je bil Merkur prvotno dlje od Sonca, približno tam, kjer je danes Mars, a ga je kasneje potegnilo k zvezdi,« pravi Casale o še eni uganki, ki jo postavlja neraziskani planet.

A ni jih še konec. Videti je namreč, da se je planet skrčil za sedem kilometrov. »Predstavljajte si tekočo kroglo, ki je v procesu strjevanja izgubila sedem kilometrov premera. Znaki tega fenomena so lepo vidni na površju. So kot nekakšne brazgotine, dolge tudi 700 kilometrov in globoke več sto metrov. Bepi bo znova mapiral površje in prispeval k razumevanju dinamike geoloških procesov.«

Po Casalejevih besedah bo evropski orbiter opravil tudi zelo natančne meritve gravitacijskega polja Merkurja. »Natančnost bo tolikšna, da bomo lahko potrjevali Einsteinovo splošno teorijo relativnosti, ki med drugim govori, da čas teče počasneje v močnem gravitacijskem polju,« pojasnjuje znanstvenik in doda, da bodo odkritja pripomogla tudi k razumevanju drugih sončnih sistemov.

Ena odprava, tri plovila

Toda preden bodo znanstveniki začeli dobivati odgovore, bo preteklo še precej vode. Velikopotezna misija je plod sodelovanja evropske in japonske vesoljske agencije, Ese in Jaxe. BepiColombo je sestavljen iz dveh orbiterjev: planetarnega orbiterja (MPO), ki so ga zgradili pri Esi, in Jaxinega magnetosferskega orbiterja (MIO). Do planeta bosta do leta 2025 potovala na transfernem modulu (MTM).

Kako je sestavljen Bepicolombo?


MPO ima 11 znanstvenih instrumentov: visokoobčutljivo kamero, več spektrometrov, radiometer, laserski višinomer, magnetometer, instrument za analizo delcev, radijski transponder in merilnik hitrosti. MIO pa je opremljen s petimi naprednimi instrumenti: magnetometrom, ionskim spektrometrom, napravo za analizo elektromagnetnega valovanja, instrumentom za zaznavo prašnih delcev in kamero.



Pot je bila za strokovnjake velik izziv in proučili so kar nekaj možnosti. Transferni modul bo uporabil gravitacijsko pomoč Zemlje, Venere in Merkurja v kombinaciji s potisniki, da se bo na koncu utiril v orbito. Na sedemletnem potovanju bo enkrat poletel ob Zemlji, dvakrat ob Veneri ter šestkrat ob Merkurju, preden se bosta orbiterja utirila, saj bo moral modul v tem času progresivno zmanjšati hitrost. Sedem let se zdi dolgo obdobje za planet, tako blizu Zemlji, vendar mora plovilo večkrat zakrožiti okoli Sonca, da ujame prave trenutke za naslednjo gravitacijsko pomoč.

Kako bo potoval do Merkurja?


Na potovanju Bepi ne bo počival, saj bodo nekateri znanstveni instrumenti delovali in zbirali podatke o Veneri. Skupno bo prepotoval devet milijard kilometrov, najdaljša razdalja med njim in Zemljo bo sicer 240 milijonov kilometrov. Utirjenje se bo začelo oktobra 2025, ko bo transferni modul izpustil orbiterja, takrat še združena v celoto. Merkurjevo gravitacijsko polje ju bo ujelo na začetku decembra istega leta, proti koncu meseca se bosta ločila, MPO bo končno orbito, ki bo nižja od orbite od japonskega MIO, dosegel marca 2026. Takrat se bo, kot navajajo pri Esi, tudi začelo pravo znanstveno raziskovanje.

Kako ubežati Soncu

Eden največjih izzivov je, kako uiti Sončevi gravitaciji, ki otežuje postavitev plovila v stabilno orbito okoli Merkurja. Kot pojasnjujejo pri Esi, je za to potrebne celo več energije kot za odpravo do Plutona. Zaradi visokih temperatur in močne radiacije so se morali tako za orbiterja kot modul domisliti posebne tehnologije. »Kar 83 odstotkov tehnologije smo razvili posebej za to misijo. Uporabili smo posebne premaze in večplastno izolacijo, saj bo moralo plovilo vzdržati velike temperaturne razlike. Posebne so solarne celice, prav tako spominska kartica na krovu, na kateri se bodo lahko shranjevali podatki, ko ne bo dovolj moči za njihov prenos,« razlaga inženirka Sara de la Fuente. Kot pravi, bodo tehnologije uporabne tudi za prihodnje odprave, pri čemer omeni Esina solarni orbiter in raziskovalca Jupitrovih ledenih lun (Juice).

Čeprav bo transferni modul potoval proti Soncu, potrebuje velikanske solarne panele – ob raztegnjenih panelih je MTM dolg 30 metrov. Zaradi visokih temperatur namreč ne morejo biti dlje časa usmerjeni naravnost proti Soncu, zato morajo imeti večjo površino, da izpolnijo potrebe po energiji.

Misija, ki so jo pri Esi prvič omenili že leta 1993, končno odobritev pa je dobila novembra 2009, se bo predvidoma končala maja 2028, ko bo plovilo strmoglavilo na površje.