BEPICOLOMBO: La misión de la ESA a MERCURIO
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La Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó su misión BepiColombo al planeta Mercurio desde su puerto espacial cerca del ecuador en Kourou, Guayana Francesa, el 20 de octubre. Mi participación en la misión significa que seguiré ansiosamente el viaje mientras la nave espacial realiza una serie de maniobras difíciles, que culminaron en su acercamiento final a Mercurio en 2025.
La misión se produce 25 años después de que un grupo de científicos propusiera por primera vez a la ESA que enviara una sonda a Mercury, y 18 años después de que la ESA aprobara el proyecto como una misión "fundamental". Esta es la categoría de misiones de clase mundial y científicamente excelentes que requieren un desarrollo de tecnología nueva e importante. Las misiones de piedra angular anteriores de la ESA incluyen la misión del cometa Rosetta y el observatorio de ondas gravitacionales LISA Pathfinder.
Pero ¿por qué Mercurio? Es un planeta desconcertante. El orbitador MESSENGER de la NASA (2011-2015) reveló muchas razones por las cuales los científicos están interesados en aprender más sobre esto. Estos incluyen el núcleo anormalmente grande del planeta, no sabemos por qué todavía está fundido y es capaz de generar un campo magnético, a diferencia de Marte o Venus. Otro misterio es la abundancia de sustancias volátiles (en gran parte no identificadas) en su superficie. Estos no deberían haber sido incorporados en un planeta que se formó tan cerca del Sol como lo está ahora Mercurio.
La ciencia del cohete
El curso inicial de BepiColombo después de tres días de orbitar alrededor de la Tierra para ver la salida será una órbita elíptica sobre el sol. Esto comenzará por llevarlo dentro de la órbita de la Tierra. Pero a principios de 2019, cruzará afuera durante casi todo el año. Luego regresará al interior antes de acercarse mucho a la Tierra en abril de 2020.
En ese momento, realizará un sobrevuelo de "asistencia por gravedad", utilizando la gravedad de la Tierra para girar hacia adentro hacia Venus. También habrá un sobrevuelo de asistencia de gravedad de Venus cuando llegue allí en 2020, seguido de otro en 2021 para enviarlo hacia Mercurio. Luego, habrá una serie de seis sobrevuelos similares de Mercurio en 2021-2025, necesarios para garantizar que la nave espacial finalmente se acerque a su objetivo a una velocidad lo suficientemente lenta como para ser capturada en órbita a su alrededor en diciembre de 2025.
Cada sobrevuelo, que se muestra en la animación anterior, debe ejecutarse perfectamente. Las cosas podrían salir mal, especialmente durante el lanzamiento, pero tengo mucha confianza en las habilidades del equipo de control de vuelo de la ESA en Darmstadt, Alemania.
Nave espacial apilada
La misión, que lleva el nombre en memoria de Giuseppe (Bepi) Colombo, quien propuso por primera vez los sobrevuelos de asistencia por gravedad para naves espaciales, es una empresa conjunta entre la ESA y su homólogo japonés, JAXA.
La nave espacial apilada lleva dos orbitadores. La ESA es una unidad de dos metros de largo, con una masa de más de una tonelada, conocida como el Mercury Planetary Orbiter, MPO. Sospecho que después de que comience a orbitar Mercury, heredará el nombre de BepiColombo, o tal vez solo Bepi. El orbitador japonés es más pequeño y su masa es aproximadamente una cuarta parte del orbitador de la ESA. Originalmente llamado Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO, en junio recibió el nombre de Mio, que en japonés tiene connotaciones de navegación segura. Durante el crucero a Mercurio, Mio se alojará dentro de un parasol y se unirá a un lado del orbitador europeo.
En el otro lado del orbitador se encuentra el Módulo de transferencia de mercurio, MTM. Esto es operado por la ESA, y proporciona la propulsión para llevar la nave espacial apilada hasta su órbita de Mercurio. Tiene un "ala" de paneles solares de 7,5 metros de largo, cuyo trabajo es convertir la luz solar en electricidad para alimentar su "unidad iónica". Este es un dispositivo de propulsión que genera empuje al acelerar el gas de xenón que ha sido cargado positivamente (por despojando a sus átomos de electrones). Esta técnica puede proporcionar mucho más empuje por masa de combustible que los cohetes químicos convencionales.
La enorme gravedad del sol significa que se necesita más energía para entrar en una órbita estable sobre Mercurio que la que se necesitaría para enviar la misma nave espacial a Plutón mucho más distante. Debido a esto, la unidad de iones se operará a intervalos de aproximadamente la mitad de la duración del crucero, principalmente para reducir la velocidad de la nave espacial.
Desafortunadamente, la configuración apilada de la nave espacial combinada impide su capacidad para hacer ciencia durante los sobrevuelos planetarios. Se recopilarán algunos datos científicos, pero las mejores imágenes que probablemente obtengamos durante los sobrevuelos provendrán de las autofotos montadas en el MTM.
Llegando a mercurio
A su llegada a Mercury a fines de diciembre de 2025, el módulo de transferencia se separará. Mio, girando a 15 revoluciones por minuto para la estabilidad, será liberado en una órbita fuertemente elíptica sobre Mercurio. Tan pronto como esto suceda, JAXA asumirá las operaciones de Mio y lo guiará a través de sus tareas, estudiando el campo magnético del planeta y el entorno espacial asociado.
El orbitador de la ESA desechará el protector solar, su último impedimento, y utilizará sus propios propulsores químicos para lograr una órbita más cercana y circular sobre Mercurio. A partir de ahí, estudiará la superficie del planeta utilizando una variedad de cámaras y otros instrumentos. Esto debería precisar la composición y la historia geológica con mucho mejor detalle que el MENSAJERO más pequeño y menos complejo. El orbitador también llevará un magnetómetro para que tanto él como Mio puedan informar las condiciones magnéticas en dos lugares simultáneamente, un primer paso importante para una misión en el espacio profundo que debería enseñarnos sobre la velocidad a la que las perturbaciones viajan a través del campo magnético del planeta.
Es emocionante pensar que BebiColombo puede transformar nuestro conocimiento de Mercury en unos pocos años. Y mientras espera, a partir del 23 de octubre, podrá escuchar una música hermosa y evocadora que el planeta ha inspirado como parte del proyecto Planets 2018. Este fue creado para conmemorar el centenario de la Suite de Planetas de Gustav Holst con música inspirada en la ciencia de los planetas.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por David Rothery. Lee el artículo original aquí.
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