20 октября 2018 года в 01:45:28 GMT (или 04:45:28 мск) с космодрома Куру успешно стартовала ракета-носитель «Ариан-5», которая вывела в космос аппараты европейско-японской миссии «БепиКоломбо» по исследованию Меркурия. В научной программе проекта принимают непосредственное участие российские исследователи; четыре прибора в составе комплексов научной аппаратуры были полностью или частично созданы в России.

Старт ракеты-носителя «Ариан-5» с аппаратами миссии «БепиКоломбо» 20.10.2018 (с) 2018 ESA-CNES-Arianespace

Радиосигнал от «БепиКоломбо», подтверждающий, что запуск был успешным, был принят в 02:21 GMT (05:21 мск).

Ян Вёрнер (Jan Woerner), генеральный директор Европейского космического агентства, поздравил всех участников с успешным запуском и подчеркнул значимость проекта для сотрудничества ЕКА и Японского аэрокосмического исследовательского агентства (JAXA), а также для развития международного сотрудничества в целом. В проекте также принимают участие партнеры из США и России.

В Институте космических исследований РАН создан один из научных приборов — Меркурианской гамма- и нейтронный спектрометр (МГНС). Он предназначен для регистрации гамма-излучения и нейтронов, которые рождаются в грунте Меркурия под действием космических лучей. По этой информации можно восстановить состав поверхности Меркурия до глубины примерно 2 метра, а также определить, есть ли в грунте летучие соединения, в первую очередь водяного льда. Хотя планета находится очень близко к Солнцу, в вечно затенённых областях полярных кратеров могут сохраняться молекулы воды или водяной лёд, попавший туда из-за падений комет.  Научный руководитель эксперимента — д.ф.-м.н. Игорь Митрофанов, руководитель отдела ядерной планетологии ИКИ.

Ещё три прибора: ультрафиолетовый спектрометр ФЕБУС (PHEBUS), камера наблюдения в лучах натрия МСАСИ (MSASI) и плазменный комплекс СЕРЕНА (SERENA) — созданы с участием российских исследователей. В отделе физики планет были созданы входной оптический блок с системой наведения прибора в заданном направлении для прибора ФЕБУС и блок оптико-механической развертки для получения изображения для камеры МСАСИ; научный со-руководитель этих экспериментов с российской стороны — член-корреспондент РАН Олег Кораблёв, руководитель отдела. В комплекс СЕРЕНА включен Панорамный энерго-масс-спектрометр положительно заряженных ионов ПИКАМ, также созданный с участием ИКИ. Руководитель эксперимента с российской стороны д.ф.-м.н. Олег Вайсберг, главный научный сотрудник отдела физики космической плазмы.

«БепиКоломбо» — третья специальная миссия к Меркурию в истории человечества после аппаратов НАСА Mariner–10 (пролёты Меркурия в 1974–75 гг.) и MESSENGER (работал на орбите планеты в 2011–2015 гг.). Её задачи — всесторонне изучить саму планету, её поверхность, внутреннюю структуру, атмосферу и экзосферу, а также магнитное поле и его взаимодействие с солнечным ветром. Эти данные помогут ответить на вопросы, как образовался Меркурий и почему он во многом сильно отличается от других планет земной группы.

Чтобы провести такие комплексные исследования, в миссию было включено два аппарата с немного разными задачами. Первый, более тяжёлый, — Меркурианский планетный орбитальный аппарат (Mercury Planetary Orbiter, MPO) разработки ЕКА. Он будет находиться на достаточно низкой орбите и почти всегда «смотреть» на поверхность планеты. Второй — Меркурианский магнитосферный орбитальный аппарат (Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO), созданный в JAXA. MMO нацелен на исследования магнитосферы Меркурия и его плазменного окружения; его орбита более вытянута и пересекает различные области магнитосферы, а также выходит за её пределы, в область солнечного ветра.

Сложность полёта и работы у Меркурия определяется в первую очередь его близостью к Солнцу. «БепиКоломбо» придётся специально замедляться, чтобы выйти на стабильную орбиту вокруг планеты. Для этого будут использоваться ионные двигатели — одна из технологических «новинок» миссии. Другая трудность — поток солнечной радиации около Меркурия гораздо больше, чем у Земли. Чтобы не дать аппаратуре перегреться, используются специальные покрытия. Кроме этого, солнечные батареи MPO будут периодически «отворачиваться», а аппарат MMO будет постоянно вращаться, чтобы не перегреть одну из сторон.

Во время запуска и на этапе перелёта оба аппарата соединены в единую конструкцию с помощью меркурианского перелётного модуля MTM (Mercury Transfer Module) разработки ЕКА. От перегрева во время перелёта MMO защищает тепловой экран MOSIF (MMO Sunshield and Interface Structure), который будет отброшен после разделения аппаратов у Меркурия.

Сейчас «БепиКоломбо» находится на околоземной орбите, проходит тестирование его аппаратуры. Через три дня ожидается выведение на траекторию межпланетного перелёта, который займёт семь лет и потребует девять гравитационных манёвров у Земли, Венеры и самого Меркурия. Предположительно, во время гравитационных манёвров у Венеры часть приборов «БепиКоломбо» будут включены, чтобы исследовать и вторую планету от Солнца.

***

«БепиКоломбо» (BepiColombo) — совместный проект Европейского космического агентства (ЕКА) и Японского аэрокосмического агентства (JAXA) при ведущей роли ЕКА по изучению Меркурия с орбиты его искусственного спутника.

Проект получил название в честь итальянского математика и инженера, профессора университета Падуи Джузеппе Коломбо (Giuseppe Colombo, 1920–84), имя которого неразрывно связано с историей изучения Меркурия. Джузеппе, или, как его называли, «Бепи», Коломбо математически объяснил, почему вращение Меркурия синхронизировано с его обращением вокруг Солнца таким образом, что за два прохода по орбите (два меркурианских года) он делает три оборота вокруг своей оси. Именно он предложил НАСА использовать гравитационные манёвры у Венеры в проекте Mariner 10 по изучению Меркурия с пролётной траектории (три пролёта в 1974–75 гг.).

Российские ученые принимают участие в научной программе миссии; четыре прибора в составе научной аппаратуры обоих аппаратов создаются при участии или полностью в Институте космических исследований РАН, российские исследователи выступают как руководители и со-руководители экспериментов.