Deep Space Network IT

BepiColombo
Riepilogo

BepiColombo, una missione dell'ESA condotta in collaborazione con il Giappone, esplorerà Mercurio, il pianeta più vicino al Sole. Gli scienziati spaziali europei hanno identificato la missione come uno dei più impegnativi progetti planetari a lungo termine, perché la vicinanza di Mercurio al Sole rende difficile per un veicolo spaziale raggiungere il pianeta e sopravvivere nel duro ambiente che si trova in quella fascia. L'interesse scientifico per Mercurio risiede nelle preziose informazioni che tale missione può fornire per migliorare la nostra comprensione del pianeta stesso e della formazione del nostro Sistema Solare; informazioni che non possono essere ottenute con osservazioni fatte dalla Terra.

Il misterioso Mercurio: la chiave per comprendere la formazione del Sistema Solare
Mercurio è un pianeta scarsamente esplorato. Finora solo due veicoli spaziali hanno visitato il pianeta: il Mariner 10 della NASA, che lo ha sorvolato tre volte nel 1974-5 e ha restituito le prime immagini ravvicinate del pianeta, e la navicella spaziale MESSENGER della NASA, che ha effettuato tre sorvoli (due nel 2008 e uno nel 2009) prima di entrare in orbita attorno al pianeta nel marzo 2011. Le informazioni ottenute da BepiColombo getteranno luce non solo sulla composizione e sulla storia di Mercurio, ma anche sulla formazione dei pianeti interni, inclusa la Terra.

Due veicoli spaziali per fornire una visione completa del pianeta
La missione scientifica consisterà in due veicoli spaziali separati che orbiteranno sul pianeta. L'ESA sta costruendo uno dei principali veicoli spaziali, il Mercury Planetary Orbiter (MPO), e l'Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) presso la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) contribuirà con l'altro, il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). L'MPO studierà la superficie e la composizione interna del pianeta, e l'MMO studierà la magnetosfera di Mercurio, cioè la regione dello spazio attorno al pianeta che è influenzata dal suo campo magnetico. Per il lancio e il viaggio verso Mercurio, l'MPO e l'MMO saranno trasportati come parte del Mercury Composite Spacecraft (MCS). L'MCS comprende, oltre ai due orbiteri, il Mercury Transfer Module (MTM), che fornisce propulsione solare-elettrica e tutti i servizi non richiesti nell'orbita di Mercurio, e il MMO Sunshield e Interface Structure (MOSIF), che fornisce protezione termica e le interfacce meccaniche ed elettriche per l'MMO. L'ESA sta costruendo l'MTM e il MOSIF. Poco prima dell'inserzione dell'orbita di Mercurio, l'MTM viene espulso dalla pila di veicoli spaziali. L'MPO fornisce all'MMO le risorse e i servizi necessari fino a quando non viene consegnato nella sua orbita di missione, quando JAXA assume il controllo.

Una sfida tecnologica
Con due veicoli spaziali, BepiColombo è una missione ampia e costosa, una delle "pietre angolari" del programma scientifico a lungo termine dell'ESA. La missione presenta sfide enormi ma entusiasmanti. Tutte le precedenti missioni interplanetarie dell'ESA sono state rivolte a parti relativamente fredde del Sistema Solare. BepiColombo sarà la prima esperienza dell'Agenzia di inviare un veicolo spaziale in una regione ancora più calda di Venere.
Anche il modo in cui verrà effettuato il viaggio dalla Terra a Mercurio sarà il primo. Dopo il lancio nell'orbita di fuga dalla Terra, l'MCS subirà una fase di messa in servizio vicino alla Terra. Lasciando la Terra diretta a Mercurio, l'astronave dovrà decelerare contro l'attrazione gravitazionale del Sole, che aumenterà man mano che si avvicinerà al Sole, all'opposto della necessità di un'accelerazione in fase di allontanamento dal Sole, come nel caso dei viaggi verso il Sistema Solare esterno. Inoltre il piano orbitale della nave spaziale dovrà essere cambiato con quello di Mercurio. BepiColombo realizzerà questa decelerazione e il cambiamento aereo facendo un uso intelligente della gravità della Terra, Venere e Mercurio stesso, e utilizzando la propulsione solare-elettrica (SEP). La missione tecnologica dell'ESA, SMART-1, ha dimostrato questa innovativa combinazione di propulsione spaziale a bassa spinta e assistenza gravitazionale.
Quando ci si avvicina a Mercurio, l'astronave utilizzerà la gravità del pianeta in combinazione con i convenzionali propulsori a bipropellente per inserirsi in un'orbita polare. Verrà impiegata una speciale tecnica denominata "weak stability boundary", conosciuto anche come "trasferimento a bassa energia" che consente alla navicella, seguendo una particolare traiettoria, di modificare la sua orbita utilizzando pochissimo carburante. Questo dà, quindi il MOSIF si separerà e il sistema di propulsione chimica porterà l'MPO nella sua orbita inferiore. La sequenza di distribuzione della missione è rappresentata schematicamente nella figura. Le osservazioni dall'orbita sono programmate per durare per un anno terrestre, con una possibile estensione di un anno.

Specifiche Tecniche
MERCURY PLANETARY ORBITER

Il Mercury Planetary Orbiter (MPO) è il contributo scientifico dell'ESA alla missione. L'Istituto di scienza spaziale e astronautica (ISAS) presso la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) sta fornendo l'altro veicolo spaziale scientifico, il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). L'ESA sta anche costruendo il Mercury Transfer Module (MTM), che porterà i due orbiteri a destinazione, e l'MMO Sunshield e Interface Structure (MOSIF), che fornisce protezione termica e le interfacce meccaniche ed elettriche per l'MMO. Il Mercury Composite Spacecraft (MCS) è composto da MPO, MMO, MTM e MOSIF. L'ESA è responsabile per la progettazione generale delle missioni, la progettazione, lo sviluppo e il test di MPO, MTM e MOSIF, l'integrazione e il test di MCS e il lancio.

PROGETTO MECCANICO E TERMICO

Il design dell'MPO è ottimizzato per soddisfare le esigenze del carico utile quando la navicella è nella sua orbita operativa. I componenti del carico utile sono montati sul lato inferiore del veicolo spaziale, con alcuni strumenti o sensori posizionati direttamente sul radiatore principale, per ottenere basse temperature del rivelatore. Gli strumenti MERTIS e PHEBUS sono posizionati sul radiatore per fornire rispettivamente il loro campo visivo di calibrazione e il campo visivo rotatorio. I sensori SIMBIO-SYS e la testa ottica BELA si trovano su un banco ottico altamente stabile con inseguitori e giroscopi a stella, per fornire le prestazioni di puntamento richieste. L'ISA si trova abbastanza vicino al centro di massa - questa posizione è compatibile con i requisiti ISA. Il sensore MERMAG è montato su un braccio dispiegabile di 3,2 metri, dotandolo di uno sfondo magnetico adeguatamente basso.
La struttura del veicolo spaziale utilizza una configurazione a doppia H, progettata per armonizzarsi con il singolo piano del radiatore richiesto dall'orbita di Mercurio. Il calore generato dai sottosistemi di veicoli spaziali e dai componenti del carico utile, così come il calore che proviene dal Sole e da Mercurio mentre "filtra" attraverso le coperte nella navicella spaziale, viene trasportato al radiatore tramite tubi di calore incorporati nel pannello. Il design strutturale offre l'accesso gratuito a tutte le attrezzature e strumenti durante il programma di assemblaggio, integrazione e test (AIT). Il design è efficiente in termini di massa, con la struttura primaria che funge da superficie di montaggio per tutte le apparecchiature; rimarrà permanentemente assemblato durante l'AIT, evitando la necessità di staffe di connessione e prevenendo i disturbi di allineamento. L'MPO ha interfacce bullonate a quattro punti sia per il Mercury Transfer Module (MTM) che per l'MMO Sunshield e Interface Structure (MOSIF), che fornisce protezione termica e le interfacce meccaniche ed elettriche per l'MMO durante il viaggio verso Mercurio.
La configurazione e la progettazione termica forniscono un ambiente termico classico per le apparecchiature strumentali montate internamente - evitando costosi programmi di sviluppo mediante il riutilizzo dell'hardware disponibile - utilizzando tecnologie dedicate ad alta temperatura per elementi esterni quali antenne, array solari, sensori solari e Multi -Layer Insulation (MLI), che sono esposti al duro ambiente termico intorno a Mercurio.

PRODUZIONE DI ENERGIA

L'array solare è un design a un lato, che utilizza i Solar Solar Reflector (OSR) per il controllo della temperatura. L'array solare richiede una rotazione continua mantenendo il Sole ad un angolo di incidenza basso al fine di generare una potenza adeguata e allo stesso tempo limitare la temperatura. L'array a tre pannelli ha il suo asse di rotazione in una direzione ottimizzata, che pone l'occorrenza delle cosiddette "eclissi artificiali" (una condizione in cui il vettore Sun si trova lungo l'asse di rotazione dell'array solare, ovvero non è disponibile alcuna potenza ) a tempi accettabili durante l'anno di Mercurio. L'array solare fornirà fino a 1000 W di energia elettrica durante le fasi di piena attività scientifica. Durante le eclissi sia naturali che artificiali, la batteria dell'MPO fornirà energia elettrica al veicolo spaziale per consentire alle operazioni scientifiche di continuare senza interruzioni.

COMUNICAZIONI

L'MPO è dotato di due antenne Low-Gain fisse (LGA), un'antenna media-guadagno orientabile (MGA) e un'antenna high-Gain orientabile di un metro di diametro (HGA). I due LGA X-band forniranno copertura omnidirezionale a piccole distanze dalla Terra e possono anche essere utilizzati per il comando di emergenza a qualsiasi distanza. L'X-Band MGA verrà utilizzato principalmente durante la fase di crociera interplanetaria e in modalità sicura e di sopravvivenza. L'HGA fornirà comunicazioni uplink in uplink e downlink e in banda Ka per operazioni su astronavi e scienze. L'HGA verrà utilizzato anche durante la fase di crociera per migliorare le capacità di comunicazione e di scarico dei dati quando necessario.
La stazione di terra Cebreros di 35 metri dell'ESA è progettata per essere la principale struttura di terra per le comunicazioni durante tutte le fasi della missione. Le stazioni di terra a Kourou (LEOP), New Norcia (fasi critiche durante la crociera e la cattura del mercurio), Perth (LEOP), Usuda (backup) e Uchinoura (backup) saranno disponibili per il backup durante le fasi di volo critiche e / o durante campagne speciali.

SISTEMA DI CONTROLLO DI ATTITUDINE E ORBITA

L'apparecchiatura principale Attitude e Orbit Control System (AOCS) comprende:

- tre Star Tracker (STR), ciascuno comprendente un'unità star tracker che ospita l'ottica e l'elettronica, un otturatore - che può essere chiuso in caso di un'anomalia di controllo di assetto importante - e un deflettore;
- due unità di misurazione inerziale (IMU), tra cui quattro giroscopi ad alta precisione e quattro accelerometri in configurazione tetraedrica, insieme all'elettronica di elaborazione;
- due set ridondanti di due sensori Fine Sun;
- quattro gruppi ruota di reazione, controllati da due gruppi di elettronica di azionamento della ruota;
- due gruppi ridondanti di quattro propulsori 22-Newton hydrazine / MON-3 (Ossidi misti di azoto, una miscela di tetrossido di azoto e 3% di ossido nitrico) per fornire il cambiamento di velocità (ΔV) necessario per la cattura dell'orbita e l'abbassamento dell'orbita verso le orbite operative di MMO e MPO;
- due gruppi ridondanti di quattro propulsori monopropellente 10-Newton (idrazina) per il controllo di assetto e il momento di scarico del momento della ruota di reazione.
- Le ruote di reazione sono montate in una configurazione tetraedrica; il controllo di assetto può essere ottenuto con quattro ruote che funzionano simultaneamente (lo scenario operativo nominale) o qualsiasi combinazione di tre ruote.

Durante le operazioni scientifiche, saranno utilizzate almeno due STR in combinazione. In caso di gravi anomalie del sistema sul veicolo spaziale e conseguente perdita di controllo dell'assetto, le persiane dedicate proteggeranno i percorsi ottici STR per prevenire danni dovuti a puntamento del Sole accidentale.

DECOLLO, VIAGGIO E ARRIVO A MERCURIO

Per il lancio e il viaggio verso Mercurio, l'MPO sarà trasportato con l'MMO come parte dell'MCS.
Durante la crociera interplanetaria, l'MMO è dormiente, ad eccezione dei controlli periodici. La navicella MPO comanda il MMO e MTM e comunica con la Terra. MTM fornisce energia elettrica per i suoi passeggeri, così come per il suo sistema di propulsione elettrica.
Poco prima dell'inserzione dell'orbita di Mercurio, l'MTM viene espulso dalla pila di veicoli spaziali. L'MPO fornisce quindi all'Omo le risorse e i servizi necessari fino a quando non viene consegnato nella sua orbita di missione, quando JAXA assume il controllo.
L'MPO viaggerà intorno a Mercurio in un'orbita polare con un periodo di circa 2,3 ore, una periemmia (periapsis) di 480 km e un apohermion (apoapsis) di 1500 km. L'orbita sarà complanare con quella dell'MMO, che avrà un periodo orbitale di circa 9,3 ore.

CARICHI SCIENTIFICI

Ci sono 11 suite di strumenti in totale, molte delle quali hanno sottosistemi multipli (come indicato nel grafico).

- BELA: altimetro laser BepiColombo, per studiare la morfologia superficiale di Mercurio, la topografia e mappare la superficie per creare un modello del terreno
- ISA: accelerometro a molla italiano, usato insieme ad altri set di dati per caratterizzare la struttura interna di Mercurio e testare la Teoria della relatività generale di Einstein.
- MPO-MAG: Mercury Planetary Orbiter Magnetometer, per sondare il campo magnetico e l'ambiente di Mercurio (la sua magnetosfera e come questo interagisce con il vento solare) ed esplorare come viene generato e sostenuto, e per estensione comprendere meglio la struttura e l'evoluzione del pianeta.
- MERTIS: Mercury Radiometer e Thermal Infrared Spectrometer (Radiometro a mercurio e spettrometro per immagini termiche), per studiare la composizione della superficie e la mineralogia di Mercurio (importante per modellare la formazione del pianeta)
- MGNS: Mercury Gamma-ray e Neutron Spectrometer (Spettrometro a raggi gamma), per raccogliere dati sulla composizione della superficie e del sottosuolo di Mercurio e cacciare depositi volatili attraverso il pianeta e nei suoi crateri polari in ombra (dove potrebbe esserci acqua ghiacciata).
- MIX: Mercury Imaging Spettrometro a raggi X (-C: collimatore; -T: telescopio), per mappare la composizione atomica della superficie di Mercurio ad alta risoluzione spaziale.
- ALTRO: Mercury Orbiter Radio-science Experiment, per caratterizzare la dimensione di Mercurio, la struttura interna e lo stato fisico del suo nucleo, e testare gli elementi della teoria della gravità.
- PHEBUS: Analisi dell'ecosfera eremita mediante spettroscopia ultravioletta, per comprendere la composizione, le dinamiche e le caratteristiche dell'esosfera di Mercurio e cercare il ghiaccio d'acqua nei crateri ai poli di Mercurio.
- SERENA: Ricerca di refluo esosferico ed abbondanza naturale emessa per studiare il modo in cui il gas interagisce all'interno e tra le varie regioni di Mercurio e il suo ambiente cosmico (la sua superficie, l'esosfera, la magnetosfera, il vento solare).
- SIMBIO-SYS: Spettrometro e Imager per MPO BepiColombo Integrated Observatory System, per analizzare e spettrare la geologia, l'età, la geofisica e la composizione della superficie di Mercurio ed esplorare il possibile vulcanismo e tettonica.
- SEI: Spettrometro a raggi X e particelle ad intensità solare, studiare continuamente l'ambiente di Mercurio e osservare le particelle che arrivano dal Sole (raggi X).



MERCURY MAGNETOSPHERIC ORBITER

Il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), che viene fornito dall'Istituto di scienza spaziale e astronautica (ISAS) presso la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), è uno dei due veicoli spaziali che orbiteranno su Mercurio come parte della missione BepiColombo. L'altro veicolo spaziale, il Mercury Planetary Orbiter (MPO); il Mercury Transfer Module (MTM), che porterà i due orbiteri a destinazione; e l'MMO Sunshield e Interface Structure (MOSIF), che fornisce protezione termica e le interfacce meccaniche ed elettriche per l'MMO, sono forniti dall'ESA. Il Mercury Composite Spacecraft (MCS) è composto da MPO, MMO, MTM e MOSIF. L'ESA è responsabile per la progettazione generale delle missioni, la progettazione, lo sviluppo e il test di MPO, MTM e MOSIF, l'integrazione e il test di MCS e il lancio.

PROGETTO MECCANICO E TERMICO

La struttura primaria dell'MMO è un prisma ottagonale, che misura 1,8 metri tra le facce opposte e con un'altezza complessiva di 0,9 metri. La sua massa totale sarà di circa 275 kg, di cui gli strumenti costituiscono circa 45 kg. Un nucleo centrale circolare trasporta l'interfaccia di separazione a un'estremità e supporta il pilone per l'antenna ad alto guadagno all'altra. I pannelli 'superiore' e 'inferiore' sono incassati all'interno del corpo esterno ottagonale; strumenti e sottosistemi di veicoli spaziali montati all'esterno dei pannelli superiore e inferiore sono schermati dal sole dalle pareti dell'ottagono. Ciascuno degli otto pannelli laterali è dotato di celle solari; la capacità aggregata di generazione di energia sarà ~ 350 W. L'area dei pannelli non coperta da celle solari ha una finitura a specchio per riflettere la radiazione solare.
Un modello di prova del Mercury Magnetospheric Orbiter nel Large Space Simulator di ESTEC, in Olanda. Credito: ESA / Anneke Le Floc'h
L'MMO sarà stabilizzato per rotazione, con una velocità di rotazione di 15 RPM e un asse di rotazione quasi perpendicolare al piano orbitale di Mercurio attorno al Sole. Questa scelta dell'asse di rotazione garantisce che la parte superiore e inferiore della navicella non siano mai rivolte verso il Sole e consente di puntare verso terra l'antenna ad alto guadagno con un solo meccanismo di grado di libertà. L'effetto centrifugo dello spin consentirà lo sviluppo di quattro antenne a filo lunghe 15 metri per misure di campo elettrico e onde radio. L'orbiter sarà inoltre dotato di due alberi di cinque metri di lunghezza per fornire un ambiente adatto per le misurazioni del campo magnetico, senza l'influenza della struttura del veicolo spaziale e delle apparecchiature elettriche.
L'MMO viaggerà intorno a Mercurio in un'orbita polare con un periodo di circa 9,3 ore, una periemmia (periapsis) di 590 km e un apohermion (apoapsis) di 11 640 km. L'orbita sarà complanare con quella dell'OMP, che avrà un periodo orbitale di circa 2,3 ore.

DECOLLO, VIAGGIO E ARRIVO A MERCURIO

Per il lancio e il viaggio verso Mercurio, l'MMO sarà trasportato insieme all'MPO come parte dell'MCS. Durante la crociera interplanetaria, l'MMO è dormiente, ad eccezione dei controlli periodici. La navicella MPO comanda il MMO e MTM e comunica con la Terra. MTM fornisce energia elettrica per i suoi passeggeri, così come per il suo sistema di propulsione elettrica. Il modello di volo del BepiColombo Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) viene sollevato dalla base del suo contenitore di trasporto, ad ESTEC, Paesi Bassi, nell'aprile 2015. Il modello di protoflight del Mercury Transfer Module (MTM) è visibile sulla destra. Credito: ESA - Anneke Le Floc'h Poco prima dell'inserzione dell'orbita di Mercurio, l'MTM viene espulso dalla pila di veicoli spaziali. L'MPO fornisce quindi all'Omo le risorse e i servizi necessari fino a quando non viene consegnato nella sua orbita di missione, quando JAXA assume il controllo. L'MMO è dotato di un'antenna ad alto guadagno di 0,8 metri, che comunicherà con il Centro operativo spaziale Sagamihara di JAXA / ISAS attraverso l'antenna di 64 metri dell'Usuda Deep Space Center (UDSC) a Nagano, in Giappone. Un'antenna a guadagno medio è disponibile per le comunicazioni di backup.

CARICHI SCIENTIFICI

Il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) trasporterà cinque strumenti avanzati:

- MMO-MAG: Magnetometro al mercurio (MMO-MAG), per caratterizzare l'ambiente magnetico di Mercurio e le sue interazioni (campo magnetico, magnetosfera, vento solare).
- MPPE: Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), per esplorare il materiale all'interno della magnetosfera di Mercurio (particelle ad alta e bassa energia).
- PWI: Mercury Plasma Wave Instrument (PWI), per analizzare la struttura e le dinamiche della magnetosfera.
- MSASI: Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager, per studiare il contenuto di sodio nell'atmosfera di Mercurio (esosfera).
- MDM: Mercury Dust Monitor, per osservare la quantità e la distribuzione di polvere all'interno dell'orbita di Mercurio.

Fondamentalmente, entrambe le navicelle trasportano un magnetometro. Questi strumenti sono progettati per sondare ogni aspetto del magnetismo di Mercurio: la struttura, le proprietà e le dinamiche del campo magnetico generato internamente al pianeta e l'ambiente magnetico più ampio (la magnetosfera, la regione dello spazio influenzata dal campo magnetico di Mercurio) e come entrambi questi interagiscono con il flusso continuo di particelle cariche che si riversano verso Mercurio dal Sole (il vento solare).

Cronologia Missione
20-10-2018 BepiColombo: lancio dal Korou Space Center (GF)
13-04-2020 BepiColombo: Sorvolo della Terra
16-10-2020 BepiColombo: Sorvolo di Venere #1
11-08-2021 BepiColombo: Sorvolo di Venere #2
02-10-2021 BepiColombo: Sorvolo di Mercurio #1
23-06-2022 BepiColombo: Sorvolo di Mercurio #2
20-06-2023 BepiColombo: Sorvolo di Mercurio #3
05-09-2024 BepiColombo: Sorvolo di Mercurio #4
02-12-2024 BepiColombo: Sorvolo di Mercurio #5
09-01-2025 BepiColombo: Sorvolo di Mercurio #6
05-12-2025 BepiColombo: inserimento nell'orbita di Mercurio
Oggetti
  • Mercurio
    Pianeta

    Il pianeta più interno del Sistema Solare e il più vicino al Sole. La superficie di Mercurio sperimenta la maggiore escursione termica tra tutti i pianeti, con temperature che nelle regioni equatoriali vanno dai -173 °C della notte ai 427 °C durante il giorno.

  • Venere
    Pianeta

    Il pianeta più simile alla Terra per dimensione e massa. Ha un'atmosfera composta principalmente di anidride carbonica che crea un imponente effetto serra rendendolo il pianeta più caldo del Sistema Solare.

  • Terra
    Pianeta

    È il luogo primigenio degli esseri umani ed, essendo l'unico corpo planetario del sistema solare adatto a sostenere la vita come da noi concepita e conosciuta, è anche l’unico luogo nel quale vivono tutte le specie viventi conosciute.

Obiettivi

BepiColombo è stato progettato per fornire le misurazioni necessarie per studiare e comprendere la composizione, la geofisica, l'atmosfera, la magnetosfera e la storia di Mercurio. In particolare, la missione ha i seguenti obiettivi scientifici:

- Indagare l'origine e l'evoluzione di un pianeta vicino alla stella madre
- Studiare Mercurio come un pianeta: la sua forma, la struttura interna, la geologia, la composizione e i crateri
- Esaminare l'atmosfera vestigiale di Mercurio (esosfera): la sua composizione e la sua dinamica
- Sondare l'involucro magnetizzato di Mercurio (magnetosfera): la sua struttura e la sua dinamica
- Determinare l'origine del campo magnetico di Mercurio
- Indagare sui depositi polari: la loro composizione e origine
- Eseguire un test della teoria della relatività generale di Einstein

CARATTERIZZAZIONE DEL MAGNETISMO DI MERCURIO

Una delle scoperte più sorprendenti di Mariner 10 è stata che Mercurio ha un campo di dipolo magnetico simile alla Terra. Il campo magnetico terrestre è generato dai movimenti di zangolatura del metallo fuso nel nucleo della Terra, a volte descritto come una "dinamo planetaria". Date le piccole dimensioni e la rotazione lenta di Mercurio, gli scienziati ritengono che il suo nucleo si sia raffreddato molto tempo fa e che ora sia composto di ferro solido, e quindi incapace di generare alcun movimento simile alla dinamo.
Tuttavia, il rilevamento di Mariner 10 di un campo magnetico a Mercurio è stato confermato da MESSENGER, che ha caratterizzato questo campo, trovandolo anch'esso come un dipolo, generalmente stabile ma irregolare, significativamente più forte nell'emisfero settentrionale che meridionale, e che facilita la fuga di materiale in alcune aree, in altre parole, "perdite" nello spazio.
Rispetto alla Terra, il campo magnetico di Mercurio è debole (100-150 volte più debole). Mentre alcuni fenomeni noti per aver luogo nella magnetosfera terrestre sono stati osservati anche in Mercurio, i due sembrano essere molto diversi in termini di forza e dinamica.
Queste differenze sono uno dei punti focali principali di MPO e MMO. Come differiscono le due magnetosfere e i campi? Perché il campo di Mercurio è molto più debole di quello che fa la Terra nello spazio? Quali dinamiche e fenomeni avvengono nel campo Hermeano? Come è strutturato il campo magnetico di Mercurio e come si comporta nel tempo? Quando si è formato e come si genera oggi?
Alcune di queste domande richiedono diverse serie di osservazioni indipendenti per avere delle risposte. MMO e MPO orbiteranno in diverse aree della magnetosfera di Mercurio in tempi e periodi temporali differenti, consentendo loro di misurare contemporaneamente diverse caratteristiche spaziali e temporali dello stesso sistema globale.
Combinando i dati, i due magnetometri possono essere utilizzati per descrivere la struttura, la dinamica e la forza della magnetosfera di Mercurio attraverso lo spazio e il tempo.
Questo approccio è cruciale per distinguere tra le varie fonti di magnetismo (dinamo interna, magnetismo di superficie residua da fonti antiche, interazione con il vento solare, etc.), capendolo su scala planetaria (piuttosto che in piccole aree localizzate occupate da un singolo veicolo spaziale), e caratterizzando l'ambiente intenso e duro esistente vicino al Sole.

UNA COOPERAZIONE COSMICA

Lo stesso concetto vale per gran parte del carico utile di MPO e MMO.
Ad esempio, il pacchetto MPO / SERENA di strumenti per la ricerca di particelle sarà in grado di lavorare a stretto contatto con gli esperimenti del plasma (MPPE) di MMO per comprendere meglio il gas e il plasma esistenti nell'orbita di Mercurio e attorno ad esso.
Gli strumenti volti ad esplorare la struttura interna e il magnetismo di Mercurio trarranno vantaggio dal confronto e dalla combinazione dei loro dati con altri esperimenti. Tale collaborazione permetterà loro di distinguere, per esempio, quali parti del campo magnetico di Mercurio sono statiche o generate internamente, e che sono variabili e prodotte esternamente dall'interazione con il vento solare.
Le due sonde di BepiColombo avranno un grande vantaggio rispetto alle navicelle singole, lavorando insieme per esplorare il pianeta e il suo ambiente su scala globale, qualcosa che non è mai stato fatto prima su Mercurio.

Notizie

  • BepiColombo è pronto per la lunga crociera
    05 aprile 2019

    Dopo una serie di test condotti nello spazio negli ultimi cinque mesi, la missione ESA-JAXA BepiColombo ha completato con successo la sua fase di preparazione ed è ora pronta per le operazioni che si svolgeranno durante la crociera e, infine, per gli studi e le indagini scientifiche su Mercurio.