BepiColombo

Raumsonde, die im Rahmen einer von der ESA in Kooperation mit der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA konzipierten Mission 2018 zum Planeten Merkur startete. Ihre Hauptaufgaben bestehen in der Untersuchung des Magnetfelds sowie der geologischen Zusammensetzung und Geschichte des sonnennächsten Planeten. Sie ist nach dem Spitznamen des 1984 verstorbenen italienischen Mathematikers Giuseppe Colombo benannt, der sich um die Merkurerkundung besonders verdient gemacht hat.

MCS: Mercury Composite Spacecraft Die Raumsonde der BepiColombo Mission MCS (Mercury Composite Spacecraft) besteht auf ihrem Weg zum Merkur aus drei Modulen: MTM (Mercury Transfer Module): Beinhaltet die zum Transfer nötigen Triebwerke (4 Ionentriebwerke SEP, 24 chemische Triebwerke). Wird bei Erreichen der endgültigen Orbits des MPO und MMO abgetrennt. MPO (Mercury Planetary Orbiter): Orbiter (ESA) mit insgesamt 11 wissenschaftlichen Instrumenten. MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter): Orbiter (JAXA) mit 5 wissenschaftlichen Instrumenten. Eine weitere Komponente ist das sogenannte MOSIF (MMO Sunshield and Interface Structure); eine Kombination aus Interface und Sonnenschutz für den MMO. Der MOSIF wird nach dem Einschuss des MMO in den Endorbit abgetrennt. Quelle: DLR

BepiColombo besteht aus drei Modulen: je einem europäischen und japanischen Orbiter sowie einem Antriebsmodul, das die beiden Sonden in knapp 7 Jahren zum Merkur transportiert. Die gesamte Einheit ist etwa sechs Meter hoch und wiegt ca. vier Tonnen. Rund ein Drittel davon ist Treibstoff. Airbus D&S Deutschland ist für das komplette dreiteilige Raumfahrzeug verantwortlich. In Großbritannien ist Airbus D&S für den Bau des elektrischen und chemischen Antriebssystems sowie für die gesamte Struktur aller drei Module verantwortlich. Airbus D&S in Spanien wiederum hat die Struktur für das Transfermodul - auf Basis der  neuesten Kohlefasertechnologie - entwickelt und gebaut. Airbus D&S in Frankreich entwickelte die on-board Software auf der Basis der schon im Weltall fliegenden Sonden Rosetta, Mars Express und Venus Express.

Die wissenschaftlichen Nutzlasten befinden sich auf dem MPO (Mercury Planetary Orbiter) und dem MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), die den Merkur auf elliptischen polarnahen Bahnen umkreisen werden. Die Mission dient dazu, bisher ungeklärte Fragen über den Merkur zu beantworten (innerer Aufbau, Magnetfeld u. a.) und Rückschlüsse auf die Entwicklung des Planeten und die Entstehung unseres Sonnensystems zu ziehen.

Die wissenschaftlichen Ziele hinter BepiColombo ergeben sich unter Berücksichtigung der folgenden 12 Fragen:

1. Was können wir von Merkur lernen über die Zusammensetzung des Sonnensystems, Nebel und die Bildung des Planetensystems?
2. Warum ist Merkurs normalisierte Dichte deutlich höher als die aller anderen terrestrischen Planeten, inklusive Mond?
3. Ist der Kern des Merkur flüssig oder fest?
4. Ist Merkur heute tektonisch aktiv?
5. Warum besitzt solch ein kleiner Planet nicht ein intrinsisches Magnetfeld, während Venus, Mars und der Mond keins haben?
6. Warum yeigen spektroskopische Beobachtungen nicht das Vorkommen von Eisen, während dieses Element den Hauptbestandteil von Merkur bilden sollte?
7. Enthalten die dauerhaft beschatteten Krater der Polarregionen Schwefel oder Wassereis?
8. Was sind die Produktions-Mechanismen der Exosphäre?
9. In Ermangelung einer Ionosphäre, wie funktioniert das Magnetfeld in Interaktion mit dem Sonnenwind?
10. Ist Merkurs magnetisierte Umgebung durch Merkmale gekennzeichnet die erinnern an Polarlichter, Strahlungsgürtel und Magnetosphärische Stürme - wie man sie auf der Erde beobachtet?
11. Die Progression des Merkur-Perihel wurde durch die Raum-Zeit-Krümmung erklärt. Können wir den Vorteil der Sonen-Nähe nutzen, um die Allgemeine Relativitätstheorie mit verbesserter Genauigkeit zu testen? (MPS)

MCS: Missionsprofil der BepiColombo Mission Bei der BepiColombo Mission wird zwischen 5 Missionsphasen unterschieden: Start und frühe Orbit Phase (launch and early orbit phase, LEOP) (2) Nahe Erd- und Testphase (near Earth commisioning phase, NECP) (2) Interplanetare Phase (interplanetary cruise phase) (3) Merkur Annäherungs Phase (Mercury approach phase) (4) Merkur Orbit Phase (Mercury orbit phase) (5) (1) zeigt das MCS (Mercury Composite Spacecraft) in der Startkonfiguration (launch configuration) mit der angedeuteten Nutzlastverkleidung  sowie das schematisch dargestellte Interface zur ARIANE 5 ECA. Quelle: DLR

Eine Ariane 5 Rakete brachte BepiColombo am 20. Oktober 2018 vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou aus zunächst auf eine interplanetare Flugbahn. Für den insgesamt fast 7 Jahre dauernden Flug zum Merkur werden sowohl die elektrische Antriebssysteme als auch einige planetarische Swingby-Manöver um die Erde, die Venus und den Merkur selbst genutzt. Dabei fliegt er sechsmal an dem kleinen Planeten vorbei, um zu entschleunigen und nicht auf die nahe Sonne zu fallen.

Weitere Informationen:

• BepiColombo (ESA Science and Technology)
• BepiColombo (ESA Space Science)
• BepiColombo - Mission zum Merkur (DLR)
• BepiColombo - Mission zum Planeten Merkur (DLR)
• BepiColombo Mission (eoPortal Directory)
• Ungelöste Rätsel am Merkur (Sterne und Weltraum)