Impression d’artiste de BepiColombo volant vers Mercure. Le vaisseau spatial effectue neuf manœuvres d’assistance gravitationnelle (une de la Terre, deux de Vénus et six de Mercure) avant d’entrer en orbite autour de la planète la plus intérieure du système solaire en 2025. Crédit : ESA/ATG medialab
L’ESA/JAXA BepiColombo mission is gearing up for its second close flyby of Mercury on June 23, 2022. ESA’s spacecraft operation team is guiding BepiColombo through six gravity assists of the planet before entering orbit around it in 2025.
Like its first encounter last year, this week’s flyby will also bring the spacecraft to within about 200 km (124 miles) altitude above the planet’s surface. Closest approach is anticipated at 09:44 UT (11:44 CEST).
Key moments during BepiColombo’s second Mercury flyby on June 23, 2022. The spacecraft will skim the surface at an altitude of about 200 km (124 miles) at its closest approach, at 09:44 UTC (11:44 CEST). Credit: ESA
The primary purpose of the flyby is to use the planet’s gravity to fine-tune BepiColombo’s trajectory. Having been launched into space on an Ariane 5 from Europe’s Spaceport in Kourou in October 2018, BepiColombo is making use of nine planetary flybys: one at Earth, two at Venus, and six at Mercury, together with the spacecraft’s solar electric propulsion system, to help steer into Mercury orbit against the enormous gravitational pull of our Sun.
Even though BepiColombo is in ‘stacked’ cruise configuration for these brief flybys, meaning many instruments cannot yet be fully operated, it can still grab an incredible taste of Mercury science to boost our understanding and knowledge of the Solar System’s innermost planet. A sequence of snapshots will be taken by BepiColombo’s three monitoring cameras showing the planet’s surface, while a number of the magnetic, plasma, and particle monitoring instruments will sample the environment from both near and far from the planet in the hours around close approach.
BepiColombo captured this view of Mercury on October 1, 2021, as the spacecraft flew past the planet for a gravity assist maneuver. The image was taken at 23:41:12 UTC by the Mercury Transfer Module’s Monitoring Camera 2 when the spacecraft was 1410 km (876 miles) from Mercury. Credit: ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO
“Even during fleeting flybys these science ‘grabs’ are extremely valuable,” says Johannes Benkhoff, ESA’s BepiColombo project scientist. “We get to fly our world-class science laboratory through diverse and unexplored parts of Mercury’s environment that we won’t have access to once in orbit, while also getting a head start on preparations to make sure we will transition into the main science mission as quickly and smoothly as possible.”
A unique aspect of the BepiColombo mission is its dual spacecraft nature. The ESA-led Mercury Planetary Orbiter and the JAXA-led Mercury Magnetospheric Orbiter, Mio, will be delivered into complementary orbits around the planet by a third module, ESA’s Mercury Transfer Module, in 2025. Working together, they will study all aspects of this mysterious inner planet from its core to surface processes, magnetic field, and exosphere, to better understand the origin and evolution of a planet close to its parent star. Dual observations are key to understanding solar wind-driven magnetospheric processes, and BepiColombo will break new ground by providing unparalleled observations of the planet’s magnetic field and the interaction of the solar wind with the planet at two different locations at the same time.
The Mercury Planetary Orbiter (inner orbit) and the Mercury Magnetospheric Orbiter (outer orbit), in their elliptical polar orbits around Mercury. The Mercury Planetary Orbiter will operate in a 2.3 hour orbit from an altitude of 480 x 1500 km above the planet’s surface; the Mercury Magnetospheric Orbiter will take 9.3 hours to orbit the planet in its 590 x 11640 km orbit. Credit: ESA/ATG medialab
On course for slingshot
Gravitational flybys require extremely precise deep-space navigation work, ensuring that a spacecraft passes the massive body that will alter its orbit at just the right distance, from the correct angle, and with the right velocity. All of this is calculated years in advance but has to be as close to perfect as possible on the day.
Getting into orbit around Mercury is a challenging task. First BepiColombo had to shed the orbital energy it was ‘born’ with as it launched from Earth, which meant it first flew in a similar orbit to our home planet – and shrinking its orbit down to a size more similar to Mercury’s. BepiColombo’s first flybys of Earth and Venus were thus used to ‘dump’ energy and fall closer to the center of the Solar System, while the series of Mercury flybys are being used to lose more orbital energy, but now with the purpose of being captured by the scorched planet.
Au cours de son voyage de sept ans vers Mercure, la mission euro-japonaise BepiColombo profite de la gravité de la Terre, de Vénus et de Mercure pour ajuster sa trajectoire et atteindre son orbite finale. Lancé en 2018, le vaisseau spatial effectue globalement neuf manœuvres de survol avec assistance gravitationnelle (illustrées dans cette animation), avant d’entrer en orbite autour de la planète la plus intérieure du système solaire en décembre 2025.
Pour le deuxième de ces six survols, BepiColombo doit passer devant Mercure à une distance de 200 km seulement de sa surface, à une vitesse relative de 7,5 km/s (4,7 mi/s). Ce faisant, la vitesse de BepiColombo par rapport au Soleil sera ralentie de 1,3 km/s (0,8 mi/s), ce qui la rapprochera de l’orbite de Mercure.
“Nous avons trois créneaux disponibles pour effectuer des manœuvres de correction depuis le centre de contrôle de mission ESOC de l’ESA à Darmstadt, en Allemagne, afin d’être précisément au bon endroit au bon moment pour utiliser la gravité de Mercure comme nous en avons besoin “, explique Elsa Montagnon, responsable de mission pour BepiColombo.
“Le premier créneau de ce type a été utilisé pour régler l’altitude de survol souhaitée de 200 km au-dessus de la surface de la planète, afin d’éviter que le vaisseau spatial ne soit sur une trajectoire de collision avec Mercure. Grâce au travail méticuleux de nos collègues de la dynamique de vol, cette première correction de trajectoire s’est exécutée très précisément, de sorte que d’autres créneaux n’ont pas été nécessaires.”
Le selfie-cam est parti
Pendant les survols, il n’est pas possible de prendre des images à haute résolution avec la caméra scientifique principale car elle est protégée par le module de transfert lorsque le vaisseau spatial est en configuration de croisière. Cependant, les trois caméras de surveillance (MCAM) de BepiColombo prendront des photos.
Comme l’approche la plus proche de BepiColombo se fera du côté nuit de la planète, les premières images où Mercure sera illuminée devraient être prises environ cinq minutes après l’approche rapprochée, à une distance d’environ 800 km (497 miles).
Le module de transfert de Mercure de la mission BepiColombo est équipé de trois caméras de surveillance (M-CAM), qui fournissent des clichés en noir et blanc d’une résolution de 1024 x 1024 pixels. Les positions des trois caméras sont indiquées par les icônes orange, et des exemples de champs de vision sont illustrés. M-CAM 1 regarde vers le bas du panneau solaire étendu du MTM, tandis que M-CAM 2 et 3 regardent vers l’orbiteur planétaire de Mercure (MPO). L’antenne à gain moyen et le mât magnétométrique du MPO sont visibles sur M-CAM 2, une fois déployés. M-CAM 3 a la possibilité de voir l’antenne à gain élevé du MPO. Comme toutes les parties déployables de l’engin spatial sont rotatives, on peut voir une gamme d’orientations dans les images réelles. Crédit : ESA
Les caméras fournissent des instantanés en noir et blanc d’une résolution de 1024 x 1024 pixels et sont positionnées sur le module de transfert de Mercure de manière à capturer également les panneaux solaires et les antennes du vaisseau spatial. Lorsque le vaisseau spatial changera d’orientation pendant le survol, on verra Mercure passer derrière les éléments structurels du vaisseau.
Les premières images seront mises en ligne quelques heures après l’approche la plus proche ; la première devrait être disponible pour le public dans l’après-midi du 23 juin. Les images suivantes seront diffusées pendant le reste de la journée et une deuxième diffusion d’images, comprenant plusieurs nouvelles images, est attendue pour vendredi matin. Il est prévu que toutes les images soient diffusées au public dans l’après-midi du 23 juin. Planetary Science Archive le lundi 27 juin.
Pour les images les plus proches, cela devrait êtreIl sera possible d’identifier de grands cratères d’impact et d’autres caractéristiques géologiques importantes liées à l’activité tectonique et volcanique, telles que des cicatrices, des crêtes de rides et des plaines de lave à la surface de la planète. La surface fortement cratérisée de Mercure témoigne d’une histoire de 4,6 milliards d’années de bombardements d’astéroïdes et de comètes, qui, associée à des curiosités tectoniques et volcaniques uniques, aidera les scientifiques à percer les secrets de la place de la planète dans l’évolution du système solaire.
