Миссия BepiColombo совершила сближение с Меркурием: лучшие фотографии и проблемы

Совместная миссия Европейского и Японского космических агенств (ESA и JAXA соответственно) BepiColombo, состоящая из трёх соединённых аппаратов, совершила четвёртое сближение со своей целью — Меркурием, пролетев на расстоянии всего 165 км от поверхности планеты.

Также теперь BepiColombo летит по новой траектории, из-за которой он выйдет на орбиту Меркурия почти на год позже, чем планировалось. Но почему пришлось менять траекторию движения миссии? Об этом в конце статьи.

Сближение состоялось в ночь с 4 на 5 сентября 2024 года, минимальное расстояние до Меркурия было достигнуто в 00:48 по московскому времени. BepiColombo приблизился к Меркурию с ночной стороны планеты, ближе к северному полюсу, постепенно охватывая освещённую часть по мере движения. Во время пролёта аппарат сделал ряд снимков с трёх камер M-CAM, одна из которых будет продолжать периодически получать снимки в течение 24 часов после сближения.

Миссия BepiColombo состоит из трёх аппаратов, соединённых вместе на время полёта к Меркурию: перелётного модуля Mercury Transfer Module (создан ESA), а также исследовательских модулей Mercury Planetary Orbiter (тоже ESA) и Mercury Magnetospheric Orbiter (создан JAXA). После достижения планеты модули разъединятся и выйдут на свои рабочие орбиты. На исследовательских модулях установлено суммарно 16 научных приборов, 4 из которых, кстати, созданы российскими учёными.

BepiColombo — третья миссия человечества к Меркурию после зондов NASA Mariner 10 и MESSENGER, работа которых уже давно завершена.

Миссия BepiColombo была запущена 20 октября 2018 года и движется по очень сложной траектории, которая включает сразу 9 гравитационных манёвров: 1 у Земли, 2 у Венеры и 6 у Меркурия. Почему так много? Если коротко, то так аппарат сбрасывает энергию для уменьшения орбиты вокруг Солнца и выхода на орбиту Меркурия с минимальными затратами топлива, а точнее рабочего тела своих ионных двигателей — ксенона. При старте с Земли BepiColombo обладал большим объёмом полной механической энергии (сумма кинетической и потенциальной энергий), поэтому орбита аппарата лишь немногим отличалась от орбиты Земли. Эту энергию надо сбросить, чтоб выйти на орбиту Меркурия. Это можно сделать либо с помощью двигателей, что быстро, но требуется огромный объём топлива, либо с помощью гравитационных манёвров, что требует много времени. Конечно, небольшие манёвры с помощью двигателей все ещё необходимы, но расход ксенона для них будет намного меньше, чем при торможении без гравитационных манёвров. Отметим, что такую же проблему сброса энергии решал путём гравитационных манёвров, например, зонд NASA Parker Solar Probe, но ему нужно было сближаться с Солнцем для его исследования.

Сближение с Меркурием не означает выход на его орбиту, потому что на данный момент BepiColombo всё ещё двигается слишком быстро. Но такие пролёты используются для сброса энергии.

Увы, не всё прошло гладко. Весной текущего года миссия BepiColombo не смогла полностью выполнить очередной манёвр коррекции траектории на пути к Меркурию из-за недостаточной тяги ионных двигателей. Тщательный анализ выявил проблемы в системе распределения энергии от солнечных батарей. Изменение режимов работы позволило восстановить работу двигателей, но лишь частично. Единственное спасение для BepiColombo — изменение траектории полёта для компенсации недостатка тяги. Так и было сделано, но теперь миссия выйдет на орбиту Меркурия не в декабре 2025 года, как первоначально планировалось, а лишь в ноябре 2026. Впрочем, лучше уж так, чем потеря BepiColombo.