La missione planetaria europeo-giapponese BepiColombo è decollata dallo spazioporto europeo nella Guyana francese alle 03:45 ora legale dell'Europa centrale il 20 ottobre 2018 (22:45 il 19 ottobre ora locale), a bordo di un veicolo di lancio Ariane 5. "Non solo la missione è progettata per indagare sul pianeta Mercurio, fornirà anche nuove informazioni sul Sistema Solare, " spiega Walther Pelzer, Membro del comitato esecutivo per l'amministrazione spaziale presso il Centro aerospaziale tedesco (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR). "Di nuovo, raccogliendo questa immensa sfida, Il Giappone si sta dimostrando un partner aerospaziale affidabile per l'Europa." Il viaggio cosmico della navicella attraverso il Sistema Solare interno durerà circa sette anni.

Due veicoli spaziali indagheranno insieme su Mercurio

BepiColombo è il progetto europeo più completo per esplorare un pianeta nel Sistema Solare fino ad oggi. La missione consiste in due orbite che circonderanno Mercurio:il Mercury Planetary Orbiter (MPO) e il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Mentre MPO è progettato per studiare la superficie e la composizione del pianeta, MMO analizzerà la sua magnetosfera. Altri obiettivi della missione includono lo studio del vento solare, la struttura interna e l'ambiente planetario di Mercurio, così come la sua interazione con l'ambiente più vicino al Sole. Gli scienziati sperano che ciò fornisca anche nuove informazioni sulla formazione del Sistema Solare.

Durante il viaggio, entrambi gli orbiter viaggeranno a bordo del Mercury Composite Spacecraft (MCS), che fornirà loro energia e, grazie a uno speciale scudo – il MMO Sunshield and Interface Structure (MOSIF) – li proteggono dalle temperature estreme che variano tra i 430 gradi Celsius sul lato diurno del pianeta e i meno 180 gradi Celsius sul lato notturno.

MERTIS e BELA – Utilizzo di sensori in condizioni estreme

Dei 16 strumenti a bordo delle due navicelle spaziali, tre sono stati sviluppati principalmente in Germania:BELA (BepiColombo Laser Altimeter), MPO-MAG (MPO Magnetometer) e MERTIS (Mercury Radiometer e Thermal Infrared Spectrometer). MERTIS è uno spettrometro e radiometro per immagini a infrarossi con due sensori di radiazione che opereranno nella regione della lunghezza d'onda da sette a 40 micrometri. Una volta in orbita, MERTIS studierà la superficie e l'interno di Mercurio a bordo dell'MPO. Con una risoluzione spaziale di 500 metri, identificherà i minerali che formano la roccia sulla superficie nella gamma del medio infrarosso.

La conoscenza della composizione mineralogica consente agli scienziati di fare affermazioni sull'evoluzione del pianeta. Inoltre, un microradiometro integrato fornirà dati sulla temperatura superficiale e sulla conduttività termica di Mercurio. Grazie ad un innovativo concetto di strumento, MERTIS è estremamente compatto ed efficiente dal punto di vista energetico. "Entrambi i sensori MERTIS sono unici, " afferma il responsabile dell'esperimento DLR Jörn Helbert e aggiunge:"Il canale di imaging utilizza un cosiddetto microbolometro non raffreddato - il primo ad essere qualificato spaziale in Europa - utilizzando un sensore che misura solo tre per un millimetro, che è stato fatto da un pezzo di silicio e funge anche da fessura per lo spettrometro. Queste sono solo due delle numerose tecnologie innovative sviluppate appositamente per questo esperimento." Il team è guidato da scienziati dell'Università di Münster e del DLR Institute of Planetary Research. L'esperimento è gestito dal DLR Institute of Optical Sensor Systems, che ha progettato e sviluppato MERTIS. L'operazione è svolta sotto la direzione del DLR Institute of Planetary Research, mentre la valutazione scientifica dei dati viene effettuata con l'Università di Münster.

L'altimetro laser BELA fornisce informazioni sulla forma globale, rotazione e topografia del pianeta più vicino al Sole. Ogni secondo invia 10 impulsi laser verso Mercurio e riceve il segnale riflesso dalla superficie in una frazione di secondo. Più in alto si trova un punto paesaggistico, minore è il tempo necessario all'impulso laser per raggiungere la superficie e da lì al sensore di BELA. Dalla durata di milioni di impulsi laser, nel corso della missione emergerà un modello 3D dell'intera superficie di Mercurio. "Inoltre, possiamo usare la forma degli impulsi riflessi per determinare la rugosità superficiale, che ci aiuta a comprendere meglio i processi fisici e geologici che modellano il pianeta, " spiega Hauke ​​Hußmann, responsabile del progetto scientifico di BELA. Le sofisticate misurazioni protettive e la protezione completa dal calore e dalla luce impediscono il surriscaldamento dello strumento o il verificarsi di danni da radiazioni a causa delle temperature estreme del pianeta. BELA è stato sviluppato e realizzato da DLR in collaborazione con l'Università di Berna, l'Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare, the Instituto de Astrofísica de Andalucía and industry. The operation and scientific evaluation of the data takes place under the direction of the DLR Institute of Planetary Research.

The MPO-MAG experiment is a high-resolution digital magnetometer. As already discovered by the Mariner 10 probe, Mercury is surrounded by a magnetic field with a strength that corresponds to one percent of the Earth's magnetic field. In MPO-MAG, two sensors are used on one of the MPO's arms to investigate Mercury's magnetic field. One of the goals is also the exploration of the internal structure of Mercury. Karl-Heinz Glaßmeier from the Institute for Geophysics and Extraterrestrial Physics (IGEP) of the Technical University of Braunschweig is scientifically responsible.

The long journey through space

It will take BepiColombo approximately seven years to reach Mercury. Durante questo periodo, the spacecraft will perform several swing-by manoeuvres past Earth and Venus and even six at Mercury itself before being directed into its final orbital trajectory at its destination planet. During these swing-by manoeuvres, the spacecraft uses the gravitational force of celestial bodies to gather momentum for its continued travel through space, o, and also, to decelerate. For an orbit to be achieved, the probe must not only greatly reduce its velocity at Mercury, but also counteract the Sun's enormous gravitational pull. MERTIS will already be performing measurements during the swing-bys of Earth and Venus. Once it has arrived at Mercury, BepiColombo will collect data for approximately one year.

Mercury – Our 'unknown' neighbour in the Solar System

Mercury is more than just the smallest planet. With a diameter of 4878 kilometres it is barely larger than the Moon. It is also the least researched of the Solar System's Earth-like planets in our solar system. Soprattutto, this is due to the fact that it is the closest neighbour to the Sun, which blasts the surface with radiation six times higher than on Earth, causing temperatures to rise to as high as 430 degrees Celsius during the day, before cooling down to even minus 180 degrees Celsius at night. Only two spacecraft have visited Mercury in the past:NASA's Mariner 10 performed three fly-bys past Mercury in 1974 and 1975, while the NASA probe MESSENGER performed three fly-bys and circled our neighbour while approaching the northern hemisphere of our planetary neighbour on an exploratory mission between 2011 and 2015. BepiColombo will complement the Messenger mission perfectly, as the southern hemisphere can now be captured accurately as well. Allo stesso tempo, completely new investigations will be carried out. No instruments on MESSENGER observed the planet in the mid-infrared range. Perciò, MERTIS will supply a completely new dataset.

Close European-Japanese cooperation

ESA is responsible for the overall mission, and the agency was also responsible for developing and building the Mercury Planetary Orbiter. The Japanese space agency JAXA contributed the Mercury Magnetospheric Orbiter. The German part of the BepiColombo mission was coordinated and largely financed by DLR Space Administration using funds provided by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi). The two instruments BELA and MERTIS, which were largely developed by the DLR Institutes of Planetary Research and Optical Sensor Systems in Berlin-Adlershof, were essentially financed from means provided by DLR Research and Technology. The mission also received support from the Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Göttingen, the University of Münster and TU Braunschweig. A European industrial consortium led by the firm Airbus Defence and Space is contributing the industrial part of the spacecraft.