Eropa Meledakkan Merkurius - Apa yang Harus Diketahui Tentang Misi BepiColombo

Badan Antariksa Eropa (ESA) telah meluncurkan misi BepiColombo ke planet Merkurius dari pelabuhan antariksa di dekat khatulistiwa di Kourou, Guyana Prancis, pada tanggal 20 Oktober. Keterlibatan saya dalam misi ini berarti bahwa saya akan dengan cemas mengikuti perjalanan seperti yang dibawa oleh wahana antariksa tersebut. melakukan serangkaian manuver yang rumit, yang memuncak dalam pendekatan terakhirnya terhadap Merkurius pada tahun 2025.

Misi ini datang 25 tahun setelah sekelompok ilmuwan pertama kali mengusulkan ke ESA bahwa mereka harus mengirim penyelidikan ke Merkurius, dan 18 tahun setelah ESA menyetujui proyek tersebut sebagai misi "landasan". Ini adalah kategori misi kelas dunia, sangat baik secara ilmiah yang membutuhkan pengembangan teknologi baru yang signifikan. Misi landasan ESA sebelumnya termasuk misi komet Rosetta dan observatorium gelombang gravitasi LISA Pathfinder.

Tapi mengapa Merkurius? Ini adalah planet yang membingungkan. Pengorbit MESSENGER NASA (2011-2015) mengungkapkan banyak alasan mengapa para ilmuwan tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang hal itu. Ini termasuk inti planet yang tidak normal besar - kami tidak tahu mengapa itu masih cair dan mampu menghasilkan medan magnet, tidak seperti Mars atau Venus. Misteri lain adalah kelimpahan zat volatil (sebagian besar tidak dikenal) di permukaannya. Ini seharusnya tidak dimasukkan ke dalam sebuah planet yang terbentuk sangat dekat dengan matahari seperti Merkurius sekarang.

Ilmu Roket

Jalur awal BepiColombo setelah tiga hari mengorbit Bumi untuk checkout akan menjadi orbit elips tentang matahari. Ini akan dimulai dengan membawanya ke dalam orbit Bumi. Tetapi awal tahun 2019, itu akan melintas di luar itu untuk sebagian besar tahun. Kemudian akan pindah kembali ke dalam sebelum datang sangat dekat ke Bumi pada bulan April 2020.

Pada saat itu, itu akan membuat terbang "bantuan gravitasi" - menggunakan gravitasi Bumi untuk mengayunkan dirinya ke dalam ke arah Venus. Juga akan ada flyby bantuan gravitasi dari Venus ketika sampai di sana pada tahun 2020, diikuti oleh yang lain pada tahun 2021 untuk mengirimkannya ke Merkurius. Kemudian, akan ada serangkaian enam flybys serupa Merkurius pada tahun 2021-2025, yang diperlukan untuk memastikan bahwa pesawat ruang angkasa akhirnya mendekati target dengan kecepatan yang cukup lambat untuk ditangkap ke orbit di sekitarnya pada bulan Desember 2025.

Setiap flyby, yang ditunjukkan dalam animasi di atas, harus dieksekusi dengan sempurna. Segala sesuatunya bisa salah, terutama selama peluncuran, tetapi saya memiliki kepercayaan yang cukup pada kemampuan tim kontrol penerbangan ESA di Darmstadt, Jerman.

Pesawat Ruang Angkasa Susun

Misi tersebut, yang dinamai untuk mengenang Giuseppe (Bepi) Kolombo, yang pertama kali mengusulkan flybys bantuan gravitasi untuk pesawat ruang angkasa, adalah perusahaan patungan antara ESA dan mitra Jepangnya, JAXA.

Pesawat ruang angkasa bertumpuk membawa dua orbital. ESA adalah unit sepanjang dua meter, yang memiliki massa lebih dari satu ton, disebut sebagai Mercury Planetary Orbiter, MPO. Saya menduga bahwa setelah itu mulai mengorbit Merkurius, itu akan mewarisi nama BepiColombo, atau mungkin hanya Bepi. Pengorbit Jepang lebih kecil, dan massanya sekitar seperempat dari pengorbit ESA. Awalnya bernama Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO, pada bulan Juni dianugerahi nama Mio, yang di Jepang membawa konotasi navigasi yang aman. Selama pelayaran ke Merkurius, Mio akan ditempatkan di dalam sunshield dan melekat pada satu sisi pengorbit Eropa.

Di sisi lain pengorbit adalah Modul Transfer Merkuri, MTM. Ini dioperasikan oleh ESA, dan menyediakan tenaga untuk membawa pesawat ruang angkasa bertumpuk sampai ke orbit Merkurius. Ini memiliki "sayap" panel surya sepanjang 7,5 meter, yang tugasnya mengubah sinar matahari menjadi listrik untuk menyalakan "penggerak ion" -nya. Ini adalah perangkat penggerak yang menciptakan daya dorong dengan mempercepat gas xenon yang telah diisi daya positif (oleh melucuti atom elektronnya). Teknik ini dapat memberikan daya dorong lebih banyak per massa bahan bakar daripada roket kimia konvensional.

Gravitasi matahari yang sangat besar berarti bahwa lebih banyak energi diperlukan untuk memasuki orbit stabil tentang Merkurius daripada yang dibutuhkan untuk mengirim pesawat ruang angkasa yang sama ke Pluto yang jauh lebih jauh. Karena itu, penggerak ion akan dioperasikan pada interval sekitar setengah durasi jelajah, sebagian besar untuk memperlambat pesawat ruang angkasa.

Sayangnya, konfigurasi yang ditumpuk dari wahana antariksa gabungan menghambat kemampuannya untuk melakukan sains selama flyball planetary. Beberapa data ilmiah akan dikumpulkan, tetapi gambar terbaik yang mungkin kami dapatkan selama flybys akan berasal dari kamera selfie yang terpasang pada MTM.

Tiba di Mercury

Setibanya di Mercury pada akhir Desember 2025, modul transfer akan dilepas. Mio, berputar pada 15 putaran per menit untuk stabilitas, kemudian akan dibebaskan ke orbit yang sangat elips tentang Merkurius. Segera setelah ini terjadi, JAXA akan mengambil alih operasi Mio dan membimbingnya melalui tugasnya, mempelajari medan magnet planet dan lingkungan luar angkasa yang terkait.

Pengorbit ESA kemudian akan membuang sunshield, rintangan terakhirnya, dan menggunakan pendorong kimianya sendiri untuk mencapai orbit yang lebih dekat, lebih melingkar, tentang Merkurius. Dari sana ia akan mempelajari permukaan planet dengan menggunakan bermacam-macam kamera dan instrumen lainnya. Ini harus menunjukkan komposisi dan sejarah geologi dengan lebih baik daripada MESSENGER yang lebih kecil dan lebih kompleks. Pengorbit juga akan membawa magnetometer sehingga baik itu dan Mio akan dapat melaporkan kondisi magnetik di dua tempat secara bersamaan - yang penting pertama untuk misi luar angkasa yang harus mengajarkan kepada kita tentang kecepatan di mana gangguan berjalan melalui medan magnet planet.

Sangat menarik untuk berpikir bahwa BebiColombo dapat mengubah pengetahuan kita tentang Merkurius hanya dalam beberapa tahun. Dan sementara Anda menunggu, mulai 23 Oktober, Anda akan dapat mendengarkan musik indah dan menggugah yang diilhami planet ini sebagai bagian dari proyek Planet 2018. Ini didirikan untuk memperingati ulang tahun keseratus dari Suite Planet Gustav Holst dengan musik yang terinspirasi oleh ilmu planet-planet.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh David Rothery. Baca artikel asli di sini.