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欧州宇宙機関（ESA）は10月20日、フランス領ガイアナのクールルにある赤道近くの宇宙港から惑星マーキュリーへのBepiColomboミッションを開始しました。 2025年に水星へのその最終的なアプローチで最高潮に達した一連の巧妙な操作を締め出しました。
このミッションは、科学者グループが最初にESAにMercuryに調査を送信するように提案した25年後、およびESAがプロジェクトを「基本」ミッションとして承認した18年後に行われました。これは、重要な新技術開発を必要とする世界クラスの科学的に優れた任務のカテゴリーです。これまでのESAの礎石ミッションには、ロゼッタ彗星ミッションとLISA Pathfinder重力波観測所が含まれています。
しかし、なぜ水星？それは不可解な惑星です。 NASAのMESSENGERオービター（2011-2015）は、科学者がそれについてもっと知りたがっている多くの理由を明らかにしました。これらは惑星の異常に大きいコアを含みます - 火星や金星のそれとは異なり、なぜそれがまだ溶けていて磁場を生成することができるのか私たちは知りません。もう1つの謎は、その表面に豊富に存在する（大部分が未同定の）揮発性物質です。これらは現在の水星のように太陽の近くに形成された惑星に組み込まれてはいけませんでした。
ロケット科学
チェックアウトのために3日間地球を周回した後のBepiColomboの最初のコースは太陽の周りの楕円軌道です。これは地球の軌道の中にそれを持っていくことから始まります。しかし、2019年の初めには、ほとんどの年の間、それはそれの外で交差するでしょう。それはそれから2020年4月に地球に非常に近づく前に中に戻ります。
その時、それは「重力補助」フライバイを作るでしょう - 地球の重力を使ってそれ自身を金星に向かって内側に振るのです。それが2020年にそこに着くとき、金星の重力支援フライバイもまたあります、そしてそれに続いて2021年に水星にそれを送るために。その後、2021年から2025年にかけて、一連の6つの類似した水星の飛行が予定されており、2025年12月に周回軌道に捕捉されるのに十分遅い速度で宇宙船が最終的に目標に近づくことを保証します。
上のアニメーションで示されている各フライバイは完全に実行されなければなりません。特に打ち上げ中は問題が発生する可能性がありますが、ドイツのダルムシュタットにあるESAの航空管制チームの能力には自信があります。
積み上げ宇宙船
宇宙船用の重力補助フライバイを最初に提案したジュゼッペ（ベピ）コロンボを記念して命名されたこの任務は、ESAとその日本のカウンターパートであるJAXAとの合弁事業です。
積み重ねられた宇宙船は2つの軌道を運びます。 ESAは長さ2メートルのユニットで、1トン以上の質量があり、MPO（Mercury Planetary Orbiter）と呼ばれています。私は、それが水星を周回し始めた後、それはBepiColomboの名前、あるいは単にBepiを継承するだろうと思います。日本のオービターはもっと小さく、その質量はESAのオービターの約4分の1です。もともとは水星磁気圏オービター（MMO）と呼ばれていましたが、6月にはMioという名前が付けられました。これは日本語では安全な航法の意味を持ちます。水星へのクルーズの間に、Mioは日よけの中に収容されて、ヨーロッパのオービターの片側に取り付けられるでしょう。
オービターの反対側には、マーキュリートランスファーモジュール（MTM）があります。これはESAによって運営されていて、そして積み重ねられた宇宙船をその水星軌道にずっと連れて行く推進力を提供します。長さ7.5メートルのソーラーパネルがあり、その仕事は太陽光を電気に変えて「イオンドライブ」に電力を供給することです。これは、正電荷を帯びたキセノンガスを加速することによって推進力を生み出す推進装置です。その原子の電子を取り除く）。この技術は、従来の化学ロケットよりもはるかに多くの燃料質量当たりの推力を提供することができる。
太陽の巨大な重力は、同じ宇宙船をはるかに遠い冥王星に送るのに必要であるより多くのエネルギーが水星について安定した軌道に入るのに必要であることを意味します。このため、イオンドライブは、主に宇宙船を減速させるために、巡航時間の約半分に相当する間隔で操作されます。
残念なことに、複合宇宙船の積み重ね構成は、惑星飛行中に科学を行う能力を妨げる。いくつかの科学的データが集められるでしょう、しかし我々がflybysの間に得るであろう最も良い写真はMTMに取り付けられたselfie-camからでしょう。
水星に到着
2025年12月下旬にマーキュリーに到着すると、転送モジュールは取り外されます。安定性のために毎分15回転で回転しているMioは、水星の周りの強い楕円軌道に解放されます。これが起こるとすぐに、JAXAは惑星の磁場と関連する宇宙環境を研究しながら、Mioの作戦を引き継いでその任務を通してそれを導くでしょう。
ESAのオービターは、最後の障害であるサンシールドを投棄し、独自の化学スラスタを使用して、水星についてより周回性の高い周回軌道を実現します。そこから、さまざまなカメラやその他の器具を使って地球の表面を調べます。これは、より小さくより複雑ではないMESSENGERよりもはるかに詳細に組成と地質学的歴史を突き止めるはずです。オービターはまた2つの場所で同時に磁気状態を報告することができるように磁力計を携帯するでしょう - 惑星の磁場を通って移動する速度について私たちに教えるべきである深宇宙ミッションのための重要な最初のもの。
BebiColomboが私たちのマーキュリーの知識をほんの2、3年のうちに変える可能性があることを考えるのは非常に刺激的です。そしてあなたが待っている間に、10月23日から、あなたは惑星が惑星2018プロジェクトの一部として奮い立たせたある美しい、刺激的な音楽を聴くことができるでしょう。これは惑星の科学に触発された音楽でグスタフホルストのプラネットスイートの100周年を記念するために設立されました。
この記事は、もともとDavid RotheryによるThe Conversationに掲載されたものです。ここで元の記事を読んでください。