BepiColombo

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BepiColombo ist eine Raumsonde, die ursprünglich 2013 zum Merkur starten sollte. Jedoch dauert die Entwicklung diverser Komponenten länger als geplant, so dass der Starttermin zunächst auf Juli 2014, dann auf August 2015 verschoben wurde.[1][2] Aktuell ist der Start für Juli 2016 geplant.[3] Die Mission ist eine Kooperation zwischen der ESA und der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA.

BepiColombos Hauptaufgaben bestehen in der Untersuchung des Magnetfelds sowie der geologischen Zusammensetzung und Geschichte des sonnennächsten Planeten. Die Sonde ist nach dem Spitznamen des 1984 verstorbenen italienischen Mathematikers Giuseppe Colombo benannt, der sich um die Merkurerkundung besonders verdient gemacht hat.

Technik[Bearbeiten]

BepiColombo soll aus zwei getrennten Sonden und einer Transferstufe bestehen. Während des Fluges zum Merkur sind die beiden Sonden übereinander sitzend auf der Transferstufe befestigt: Oben sitzt unter einem Sonnenschild der MMO-Magnetosphärenorbiter (Mercury Magnetospheric Orbiter, drallstabilisiert, Kaltgastriebwerke), der nach Abwurf des Sonnenschildes in eine 400 km × 12.000 km polare Merkurumlaufbahn geht. Darunter sitzt der planetare MPO-Fernerkundungsorbiter (Mercury Planetary Orbiter, dreiachsenstabilisiert, Hydrazinantrieb), der in eine 400 km × 1.500 km polare Umlaufbahn einschwenken soll.

Alle Teile von BepiColombo zusammen wiegen vollgetankt beim Start etwa 4400 kg. Die Ariane 5 ECA soll BepiColombo mit einer hyperbolischen Exzessgeschwindigkeit von 3,36 km/s aussetzen.[4]

Der MPO ist der europäische Beitrag zu dem Unternehmen, während MMO unter japanischer Verantwortung entwickelt wird. MPO soll elf wissenschaftliche Instrumente tragen, davon zehn europäische und ein russisches:

  1. BepiColombo Laser Altimeter (BELA): Laser-Höhenmesser mit einer Ortsauflösung von 50 m
  2. Mercury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer (MERTIS): Infrarotdetektor und -spektrometer
  3. Ultra-Violet Spectrometer (PHEBUS): misst im Wellenlängenbereich von 55 nm bis 422 nm
  4. Spectrometer and Imagers for MPO BepiColombo Integrated Observatory System (SIMBIO-SYS): Kamerasystem für Stereo-, Hochauflösungs- und Multispektralaufnahmen
  5. Solar Intensity X-ray and particle Spectrometer (SIXS): Messung der Gamma- und Partikelstrahlung (Protonen, Elektronen) der Sonne
  6. Mercury Imaging X-ray Spectrometer (MIXS): Messung der Fluoreszenz-Röntgenstrahlung auf dem Merkur
  7. Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances (SERENA): Teilchendetektor und -spektrometer
  8. Mercury Magnetometer (MERMAG)
  9. Italian Spring Accelerometer (ISA): Beschleunigungsmesser, der in Verbindung mit MORE die allgemeine Relativitätstheorie überprüft
  10. Mercury Orbiter Radio-science Experiment (MORE): Ka-Band Transponder, siehe ISA
  11. Mercury Gamma and Neutron Spectrometer (MGNS): Detektor zum Nachweis von strahlungsinduzierten Sekundärneutronen und Gammastrahlung auf der Merkuroberfläche

MMO trägt fünf Instrumente – vier japanische und ein europäisches. Ursprünglich sollte auch ein Lander mitfliegen, der allerdings im November 2003 aus Kostengründen gestrichen wurde.

Gestartet und zum Merkur geflogen werden MPO und MMO aufeinander montiert auf dem Mercury Transfer Module (MTM), einer im Auftrag der ESA zu entwickelnden Transferplattform mit solar-elektrischem und chemischem Antrieb sowie eigenem, durch den Computer des MPO gesteuerten Solargenerator. Der solar-elektrische Antrieb ist für den interplanetaren Flug, der chemische für das Erreichen des Mondes (erstes Swing-by-Manöver), für das Entsättigen der Reaktionsräder während der Mission und das Einbremsen in die Umlaufbahnen zuständig.

Am Ziel angekommen, werden die Sonden Temperaturen von deutlich über 300 °C ausgesetzt sein. Dabei wird nicht nur die direkte Sonneneinstrahlung den Sonden zusetzen, sondern auch die vom bis zu 470 °C heißen Merkur abgestrahlte Infrarotstrahlung.[5]

Im Januar 2008 erhielt das auf die Entwicklung und den Bau von Satelliten spezialisierte Unternehmen Astrium in Friedrichshafen offiziell den Projektauftrag. Das Auftragsvolumen beträgt 350,9 Millionen Euro. Die Gesamtkosten inklusive Start und Betrieb bis 2020 werden auf 665 Millionen Euro geschätzt.[6]

Inzwischen wurde der japanische MMO in einem speziell modifizierten Weltraumsimulator der ESA, im ESTEC, mit der Bestrahlung von 10 Solarkonstanten, wie sie in der Merkurumlaufbahn herrschen, getestet. Seine Außenhaut musste dabei über 350 °C aushalten.[7] Zwischen dem 12. September 2011 und dem 6. Oktober 2011 folgten Tests des MPO im Weltraumsimulator. Die Vorbereitungen für die Tests begannen jedoch schon am 31. August 2011, als er in den Simulator gebracht wurde. Nach dem Ende der Tests konnte er ihn am 8. Oktober 2011 wieder verlassen.[8]

Flugplan[Bearbeiten]

Um Treibstoff zu sparen, sind auf der sechs Jahre langen Reise acht Swing-by-Manöver an Venus, Erde, Mond und Merkur geplant. Dazwischen sind mehrere Brennphasen des Ionenantriebes vorgesehen. Vor dem endgültigen Erreichen der Merkurumlaufbahn im Januar 2024 wird das MTM abgetrennt und die beiden aufeinandersitzenden Sonden treten mit dem konventionellen chemischen Antrieb des MPO in die Zielumlaufbahn des MMO ein. Dann wird der MMO abgetrennt und der MPO anschließend vom chemischen Antriebsmodul in seine Umlaufbahn gebracht.[3][9] Die Missionsdauer nach dem Erreichen der Merkurumlaufbahnen ist für die Orbiter auf ein Jahr veranschlagt, mit der Möglichkeit einer Verlängerung um ein weiteres Jahr. [2]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: BepiColombo – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. BepiColombo Mercury mission to be launched in 2015, in ESA Science & Technology, Datum: 28. Februar 2012, Abgerufen: 6. März 2012
  2. a b Stephen Clark: ESA says BepiColombo will stay on budget despite delay in Spaceflight Now, Datum: 5. März 2012, Abgerufen: 6. März 2012
  3. a b Mission Operations - Getting to Mercury (englisch) 6. Dezember 2013. Abgerufen am 15. April 2014.
  4. Arianespace to launch BepiColombo spacecraft on first European mission to Mercury Datum: 15. September 2011, Abgerufen: 15. September 2011
  5. ESA gives go-ahead to build BepiColombo
  6. BepiColombo industrial contract signed. ESA, 18. Januar 2008, abgerufen am 14. August 2012 (englisch).
  7. ESA’s Mercury mapper feels the heat Datum: 18. Januar 2011, Abgerufen 19. Januar 2011 (engl.)
  8. Mercury Planetary Orbiter takes a simulated trip to the innermost planet Datum: 12. Oktober 2011, Abgerufen 14. Oktober 2011 (engl.)
  9. Schaubild der Missionsschritte