ESA:n BepiColombo ohitti ensimmäisen kerran Merkuriuksen

Euroopan avaruusjärjestön BepiColombo luotain ohitti ensimmäisen kerran Merkuriuksen 1.10.2021 kello 23.34 UTC. Ohilento sujui suunnitellusti planeetan yöpuolelta, joten lähietäisyydeltä ei valokuvia voitu ottaa. Ensimmäiset kuvat luotain otti noin 5 minuuttia ohituksesta ja viimeisimmät noin 4 tunnin kuluttua.

BepiCombon ensimmäiset kuvat Merkuriuksesta otettiin valvontakameroilla, jolloin kuvissa näkyy myös luotaimen rakenteita. Kuva ESA.

Mitä kuvissa sitten näkyy? Kuvat otettiin matalaresoluutioisilla (1024 × 1024 px) ohjauskameroilla, joten Merkuriuksen lisäksi kuvissa näkyy luotaimen rakenteita. Kamerat ovat mustavalkoisia, mutta Merkurius itsessään on hyvin tumman harmaa, joten mustavalkoisuus ei kovinkaan paljoa haittaa tässä vaiheessa lentoa.

Kuva ESA.

 

BepiColombon on määrä asettua Merkuriusta kiertävälle radalle joulukuun 25. päivä vuonna 2025. Sillä on kuitenkin vielä liikaa nopeutta, joten ennen kiertoradalle asettumista sitä on saatava vähennettyä. Nopeuden hidastaminen ja radan muuttaminen tapahtuu sarjalla Merkuriuksen lähiohituksia. Jokaisella lähiohituksella luotaimen kineettinen energia vähenee ja kaikkien kuuden ohituksen suorittamisen jälkeen luotain on valmis siirtymään kiertoradalle. Nyt tapahtuneen ohilennon jälkeen Merkurius ohitetaan 23.6.2022, 20.6.2023, 5.9.2024, 2.12.2024 ja 9.1.2025.

BepiColombo laukaistiin matkalle Merkuriukseen 20.10.2018. Ensimmäisen kerran sen rataa muokattiin maapallon lähiohituksella 10.4.2020. Tämän jälkeen oli vuorossa kaksi Venuksen ohitusta: 15.10.2020 ja 10.8.2021. Tämän jälkeen päästiinkin jo Merkuriuksen lähelle ja sen ohitus siis tehtiin 1.10.2021. Kiertoradalla BepiColombon tehtävä jatkuu aina 1.5.2027 asti. Jos laitteistot pysyvät toimintakuntoisena, tehtävää voidaan jatkaa 1.5.2028 asti. Sen jälkeiseen aikaa ei vielä ole suunnitelmia tehty, mutta toimivaa laitteistoa avaruustutkimuksessa ei yleensä ole hylätty, vaan se pidetään toiminnassa aina siihen asti, kunnes laitteistoista valtaosa on sammunut.

Lähiohitusten avulla voidaan muokata planeettojen välisten lentojen ratoja ilman suurien polttoainemäärien käyttöä. Jos matkataan ulkoplaneetoille, lähiohituksilla siirretään planeettojen kineettistä energiaa luotaimille, jolloin niiden nopeus kasvaa jopa suhteellisen suureksi verrattuna lähtönopeuteen. Vastaavasti sisäplaneetoille mentäessä energiaa pitää luovuttaa luotaimelta, jotta haluttu rata saavutettaisiin ja asettuminen kiertoradalle olisi mahdollista. Jos nopeuden muutokset tehtäisiin polttoainetta kuluttamalla, sitä tarvittaisiin yleensä niin paljon, että varsinaisten tutkimuslaiteiden osuus luotaimen kokonaismassasta olisi hyvin vähäinen. Näin tieteelliset tavoitteet ja koko luotainlennon mielekkyys olisi kyseenalaista.

Merkurius muistuttaa ulkoisesti hyvin paljon Kuuta. Merkuriuksen pinta on peittynyt kraattereihin ja Auringon paahtaman puolen lämpötila saattaa kohoaa jopa 400 °C lämpötilaan. Vastaavasti yöpuolella pintalämpötila putoaa jopa –200 °C lämpötilaan. Näin suuret lämpötilaerot johtuvat ilmakehän lähes täydellisestä puuttumisesta. Merkuriuksen ilmakehä onkin määritelty eksosfääri-ilmakehäksi, sillä se koostuu lähinnä yksittäisistä happi- , natrium- ja vetyatomeista. Vastaavat olosuhteet maapallon ilmakehässä saavutetaan noin 600 km korkeudessa.

Mielenkiintoinen yksityiskohta on Merkuriuksen magneettikenttä. Se ei ole kovinkaan voimakas, Mariner 10 luotaimen tekemien mittausten mukaan kenttävoimakkuus planeetan päiväntasaajalla on noin 300 nT (maapallon kenttävoimakuus on noin 50 000 nT).

Merkuriuksen magneettikentän synty on arvoitus, johon tutkijat toivovat saavansa varman vastauksen BepiColombon tekemien havaintojen avulla. Magneettikentän olemassaoloon on kaksi vaihtoehtoa: se on joko remanenssikenttä tai se syntyy sähköjohtavan ytimen pyörimisessä.

Magneettikenttä voi olla remanenssikenttä (jäännöskenttä) aikaisemmin vallinneista magneettisista olosuhteista. Tällöin paikallisesti magneettikentän voimakkuus voi vaihdella, riippuen kunkin kohdan kallioperän rautapitoisuudesta.

Magneettikenttä on dipolikenttä, ja sen magneettiset navat ovat pyörimisakselin napojen suunnassa, joten voi olla, että magneettikenttä syntyykin sulan ytimen pyörimisestä. Merkurius on kuitenkin niin pieni, että se olisi jäähtynyt jo aikoja sitten liian kylmäksi sulaytimen ylläpitämiseksi. Sulaydin voi kuitenkin saada lisäenergiaa vuorovesivoimien synnyttämän sisäisen kitkasta. 

Merkurius kiertää Auringon ympäri noin 88 vrk:ssa ja pyörähtää itsensä ympäri noin 56 vuorokaudessa. Näistä muodostuu (synodisen) vuorokauden pituudeksi 116 vrk. Pyöriminen ja Auringon aiheuttama vuorovesivoima voi olla juuri ja juuri riittävä sulaytimen ylläpitoon ja heikon magneettikentän synnyttämiseen.

Merkuriuksen pyöriminen ja kiertoaika muodostavat mielenkiintoisen ilmiön, jos olet planeetan ekvaattorilla sellaisella pituuspiirillä, jossa Aurinko on zeniitissä ja planeetta itse on ratansa perihelissä. Tällöin keskipäivällä Aurinko näyttää ohittavan zeniitin, mutta pysähtyy ja palaa jonkin matkaa takaisin zeniitin yli. Jonkin ajan kuluttua suunta vaihtuu ja tällä kertaa Aurinko näyttää siirtyvän zeniitin yli ja laskee aikanaan horisonttiin.

Jos tutkimusmatkaaja kumppanisi on asettunut myös ekvaattorille, mutta hänen sijaintinsa pituuspiiri poikkeaa omastasi 90°. Jos hän on havaintopaikastasi itään, niin hän voi kokea mielenkiintoisen auringonlaskun. Aurinko kyllä laskee aluksi aivan normaalisti horisonttiin, mutta hetken kulutta se nouseekin jonkin matkaa horisontin yläpuolelle, mutta laskee sen jälkeen horisonttiin, eikä enää palaa. Jos taas toinen tutkimusmatkaajakumppanisi on sijoittunut asemastasi 90 ° länteen, hän kokee vastaavan kaksinkertaisen auringonnousun. Tätä ilmiötä voit tutkia sellaisella tähtikarttaohjelmalla, jossa voit valita havaintopaikaksi Merkuriuksen pinnan.