ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Институт Космических исследований
Российской Академии Наук

БЕПИКОЛОМБО / BEPICOLOMBO
К первой планете

«БепиКоломбо» (BepiColombo) — совместный проект Европейского космического агентства (ESA) и Японского аэрокосмического агентства (JAXA) при ведущей роли ESA по изучению Меркурия с орбиты его искусственного спутника.

Российские ученые принимают участие в научной программе миссии; четыре прибора в составе научной аппаратуры создаются при участии или полностью в Институте космических исследований РАН, российские исследователи выступают как руководители и со-руководители экспериментов.

Участие России в проекте «БепиКоломбо» зафиксировано в Федеральной космической программе.

Научные задачи

  • исследовать происхождение и эволюцию планеты, находящейся вблизи «родительской» звезды;
  • изучить Меркурий как планету: его форму, внутреннее строение, геологические особенности, состав, кратеры;
  • исследовать остаточную атмосферу Меркурия (экзосферу), её состав и динамику;
  • непосредственно зондировать плазменную оболочку — магнитосферу Меркурия, её структуру и динамику;
  • установить источник магнитного поля Меркурия и исследовать его параметры;
  • исследовать действие экзо- и эндогенных процессов на поверхность: изучить происхождение кратеров, тектонику, вулканизм, состав и происхождение отложений на полюсах планеты;
  • провести эксперименты по проверке общей теории относительности Эйнштейна.

Миссия

Проект получил название в честь итальянского математика и инженера, профессора университета Падуи Джузеппе Коломбо (Giuseppe Colombo, 1920–84), имя которого неразрывно связано с историей изучения Меркурия. Джузеппе, или, как его называли, «Бепи», Коломбо математически объяснил, почему вращение Меркурия синхронизировано с его обращением вокруг Солнца таким образом, что за два прохода по орбите (два меркурианских года) он делает три оборота вокруг своей оси. Именно он предложил НАСА использовать гравитационные манёвры у Венеры в проекте Mariner 10 по изучению Меркурия с пролётной траектории (три пролёта в 1974–75 гг.).

Создатели миссии надеются получить ответы на многочисленные вопросы о происхождении Солнечной системы, особенностях формирования Меркурия, его строения, взаимодействии с солнечным ветром, понять, как на таком малом расстоянии от Солнца на поверхности планеты могут сохраняться летучие вещества, в том числе водяной лёд; попытаться использовать положение Меркурия вблизи Солнца, чтобы проверить предсказания общей теории относительности с ещё большей точностью, чем до сих пор.

Состав

Миссия включает два космических аппарата, работающих на разных орбитах, и два вспомогательных элемента конструкции, объединённых в блок:

  1. Меркурианский планетный орбитальный аппарат / Mercury Planetary Orbiter (МПО / MPO). Головное агентство ESA, основная задача — картографирование поверхности Меркурия с полярной орбиты высотой 480х1500 км, период 2,3 часа. Комплекс научной аппаратуры включает 11 приборов
  2. Меркурианский магнитосферный орбитальный аппарат / Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Головное агентство JAXA, основная задача — исследование магнитосферы Меркурия на полярной орбите с высотой 590х11 640 км, период 9.3 часа. Комплекс научной аппаратуры включает 5 приборов
  3. На этапе перелёта оба аппарата будут соединены с помощью меркурианского перелётного модуля MTM (Mercury Transfer Module) разработки ESA
  4. Во время перелёта и манёвров вблизи Меркурия аппараты будут защищены с помощью теплового экрана MOSIF (MMO Sunshield and Interface Structure, «Конструкция, включающая солнечный экран и интерфейс MMO»)

Российские приборы в составе миссии

  • МГНС / MGNS (Mercury Gamma-ray and Neutron Spectrometer) — Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр для изучения элементного состава вещества поверхности Меркурия, что позволит уточнить представления об образовании и эволюции планеты; измерения отношения калия к торию и сопоставление этой величины с тем, что известны о других планетах земной группы; изучение полярных районов Меркурия и сопоставление их с полярными районами Луны. Прибор разработан в отделе ядерной планетологии ИКИ РАН. Научный руководитель эксперимента MGNS: д.ф.-м.н. Игорь Георгиевич Митрофанов (ИКИ РАН). Аппарат: MPO
  • ФЕБУС / PHEBUS (Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy) — Ультрафиолетовый спектрометр для исследования состава и динамики экзосферы Меркурия. Головной разработчик — Национальный центр космических исследований Франции (Centre national d’etudes spatiales, CNES). Разработка отдела физики планет ИКИ РАН — входной оптический блок с системой наведения прибора в заданном направлении, разработка отдела физики планет ИКИ РАН. Научный соруководитель с российской стороны: член-корреспондент РАН Олег Игоревич Кораблев (ИКИ РАН). Аппарат: MPO
  • МСАСИ / MSASI (Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager) — Камера наблюдения в лучах натрия для определения причин появления натрия в экзосфере Меркурия. Прибор разрабатывается в кооперации России и Японии. Российский вклад — блок оптико-механической развертки для получения изображения, разработка отдела физики планет ИКИ РАН. Научный соруководитель с российской стороны: член-корреспондент РАН Олег Игоревич Кораблев (ИКИ РАН). Аппарат: MMO
  • ПИКАМ / PICAM (Planetary Ion Camera) — Панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов, который входит в состав плазменного комплекса SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances). Цели эксперимента: определить химический состав грунта, изучить физические процессы выброса с поверхности нейтральных частиц и измерить потоки магнитосферных ионов, которые возвращаются на поверхность; понять, существует ли у Меркурия ионосфера и каким образом происходит конвекция плазмы вблизи него, прояснить структуру магнитосферы и особенности её взаимодействия с солнечным ветром. Плазменный комплекс SERENA — совместная разработка ученых Австрии, Франции и России. Вклад ИКИ РАН — разработка электронно-оптической схемы, отдел физики космической плазмы ИКИ РАН. Научный соруководитель с российской стороны прибора SERENA: д.ф.-м.н. Олег Леонидович Вайсберг (ИКИ РАН). Аппарат: MPO

Программа перелёта к Меркурию

Продолжительность полета до Меркурия составит чуть более 7 лет. За это время блок аппаратов совершит девять гравитационных маневров: вокруг Земли, дважды вокруг Венеры и шесть раз вокруг Меркурия. Прибытие к Меркурию запланировано на декабрь 2025 г.

Ожидаемый срок работы аппаратов на орбите вокруг планеты: 1 земной или 4 меркурианских года с возможностью продления на такой же срок.

10.04.2020 гравитационный манёвр у Земли
16.10.2020 первый гравитационный манёвр у Венеры
11.08.2021 второй гравитационный манёвр у Венеры
02.10.2021 первый гравитационный манёвр у Меркурия
23.06.2022 второй гравитационный манёвр у Меркурия
20.06.2023 третий гравитационный манёвр у Меркурия
05.09.2024 четвертый гравитационный манёвр у Меркурия
02.12.2024 пятый гравитационный манёвр у Меркурия
09.01.2025 шестой гравитационный манёвр у Меркурия
05.12.2025 прибытие к Меркурию
14.03.2026 выход аппарата MPO на рабочую орбиту
01.05.2027 окончание основной (номинальной) миссии
01.05.2028 окончание продлённой миссии

Головные организации и руководители

  • Европейское космическое агентство (European Space Agency, ESA)
  • Японское аэрокосмическое агентство (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA)

Статус: работающий

Запуск: 20.10.2018, 04:45 мск, космодром Куру (Французская Гвиана), РН «Ариан-5»

Головное космическое агентство: ESA, JAXA

SCN: 43653

NSSDC ID: 2018-080A

Основной сайт: http://sci.esa.int/bepicolombo/