Quelle: ESA.

28. September 2021 – Nach dem letzten Vorbeiflug an der Venus im August steht am 1. Oktober um 23:34 Uhr UTC (2. Oktober um 01:34 Uhr MESZ) die nächste spannende Begegnung mit dem Merkur an. Die Raumsonde wird in einer Höhe von etwa 200 km an dem Planeten vorbeifliegen und dabei Bilder und wissenschaftliche Daten erfassen, die den Wissenschaftlern einen ersten Vorgeschmack auf die Hauptmission geben werden.

Die Mission besteht aus zwei wissenschaftlichen Orbitern, die im Jahr 2025 mit dem Merkur-Transfermodul in komplementäre Umlaufbahnen um den Planeten gebracht werden sollen. Der von der ESA geleitete Merkur-Planetenorbiter und der von der JAXA geleitete Merkur-Magnetosphären-Orbiter, Mio, werden alle Aspekte dieses geheimnisvollen inneren Planeten untersuchen, von seinen Prozessen im Kern bis zu seiner Oberfläche, dem Magnetfeld und der Exosphäre, um die Entstehung und Entwicklung eines Planeten in der Nähe seines Muttersterns besser zu verstehen.

BepiColombo wird insgesamt neun Vorbeiflüge an Planeten absolvieren: einen an der Erde, zwei an der Venus und sechs am Merkur, um zusammen mit dem solarelektrischen Antriebssystem der Sonde in die Merkurumlaufbahn zu gelangen.

Vorbereitung auf die Merkur-Mission
Vorbeiflüge unter Ausnutzung der Gravitation erfordern eine äußerst präzise Navigation im Weltraum, um sicherzustellen, dass sich die Sonde auf der richtigen Flugbahn befindet.

Eine Woche nach dem letzten Vorbeiflug von BepiColombo am 10. August wurde ein Korrekturmanöver durchgeführt, um die Sonde für diesen ersten Vorbeiflug am Merkur in einer Höhe von 200 km etwas besser auszurichten. Gegenwärtig wird der Vorbeiflug am innersten Planeten in 198 km Höhe vorhergesagt, und kleine Anpassungen können nach dem Vorbeiflug mit Hilfe des solarelektrischen Antriebs leicht vorgenommen werden.

Da BepiColombo mehr als 100 Millionen Kilometer von der Erde entfernt ist und das Licht 350 Sekunden (etwa sechs Minuten) braucht, um sie zu erreichen, ist es keine leichte Aufgabe, das Ziel bis auf zwei Kilometer genau zu treffen.

„Es ist unseren bemerkenswerten Bodenstationen zu verdanken, dass wir die Position unserer Sonde so genau kennen. Mit diesen Informationen weiß das Team für Flugdynamik im ESOC genau, wie viel wir manövrieren müssen, um an der richtigen Stelle für die Gravitationshilfe von Merkur zu sein“, erklärt Elsa Montagnon, Spacecraft Operations Manager für die Mission.

„Wie so oft wurde die Flugbahn unserer Mission so sorgfältig geplant, dass für den bevorstehenden Vorbeiflug keine weiteren Korrekturmanöver zu erwarten sind. BepiColombo ist auf Kurs.“

Erster Anblick von Merkur
Während der Vorbeiflüge ist es nicht möglich, hochauflösende Bilder mit der Hauptkamera aufzunehmen, da diese während des Vorbeiflugs durch das Transfermodul verdeckt wird. Zwei der drei Überwachungskameras (MCAMs) von BepiColombo werden jedoch ab etwa fünf Minuten nach dem Zeitpunkt der dichten Annäherung und bis zu vier Stunden danach Bilder aufnehmen. Da BepiColombo auf der Nachtseite des Planeten ankommt, sind die Bedingungen nicht ideal, um Bilder direkt bei der größten Annäherung aufzunehmen. Daher wird das nächste Bild aus einer Entfernung von etwa 1000 km aufgenommen.

Das erste Bild, das per Downlink gesendet wird, wird etwa 30 Minuten nach der größten Annäherung aufgenommen und wird voraussichtlich am Samstagmorgen gegen 08:00 Uhr MESZ für die Öffentlichkeit verfügbar sein. Die Bilder der dichten Annäherung und die nachfolgenden Bilder werden im Laufe des Samstagmorgens nacheinander übertragen.

Die Kameras liefern Schwarz-Weiß-Schnappschüsse in einer Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln und sind auf dem Merkur-Transfermodul so positioniert, dass sie auch die Solaranlagen und Antennen der Raumsonde erfassen. Da die Sonde während des Vorbeiflugs ihre Ausrichtung ändert, wird der Merkur hinter den Strukturelementen der Sonde vorbeiziehen.

Grundsätzlich wird MCAM-2 in Richtung der nördlichen Hemisphäre des Merkurs zeigen, während MCAM-3 in Richtung der südlichen Hemisphäre zeigen wird. Während der halben Stunde nach der dichten Annäherung werden die Bilder abwechselnd von den beiden Kameras aufgenommen. Später werden die Aufnahmen von MCAM-3 gemacht.

Bei den Aufnahmen aus nächster Nähe sollte es möglich sein, große Einschlagkrater auf der Oberfläche des Planeten zu erkennen. Die Oberfläche von Merkur ist mit Kratern übersät, ähnlich wie der Erdmond, was die 4,6 Milliarden Jahre alte Geschichte des Planeten belegt. Die Kartierung der Merkuroberfläche und die Analyse ihrer Zusammensetzung werden den Wissenschaftlern helfen, mehr über seine Entstehung und Entwicklung zu erfahren.

Obwohl BepiColombo für die Vorbeiflüge eine „aufeinander gesteckte“ Flugkonfiguration hat, werden einige der wissenschaftlichen Instrumente auf beiden Planetenorbitern betrieben werden können, was einen ersten Eindruck von der magnetischen, Plasma- und Teilchenumgebung des Planeten vermitteln wird.

„Wir freuen uns sehr auf die ersten Ergebnisse aus Messungen, die so nahe an der Oberfläche des Merkurs durchgeführt wurden“, sagt Johannes Benkhoff, Projektwissenschaftler für BepiColombo bei der ESA. „Als ich im Januar 2008 meine Arbeit als Projektwissenschaftler an BepiColombo aufnahm, nahm die NASA-Mission MESSENGER ihren ersten Vorbeiflug an Merkur vor. Jetzt sind wir an der Reihe. Das ist ein fantastisches Gefühl!“

Zur Feier des Namensgebers von BepiColombo
Der bevorstehende erste Merkurvorbeiflug fällt auf den 101. Geburtstag von Giuseppe „Bepi“ Colombo (2. Oktober 1920 – 20. Februar 1984), einem italienischen Wissenschaftler und Ingenieur, nach dem die BepiColombo-Mission benannt ist. Colombo erkannte, dass die Schwerkraft eines Planeten durch die sorgfältige Wahl des Vorbeiflugpunkts einer Raumsonde beim Vorbeiflug an einem Planeten dieser zu weiteren Vorbeiflügen verhelfen kann. Seine interplanetaren Berechnungen ermöglichten es der NASA-Raumsonde Mariner 10, drei Vorbeiflüge am Merkur statt einem durchzuführen, indem sie einen Vorbeiflug an der Venus nutzte, um die Flugbahn der Sonde zu ändern. Dies war die erste von vielen Raumsonden, die ein solches Manöver, das von der Schwerkraft unterstützt wurde, nutzten.

Nach der Mission von Mariner 10 in den Jahren 1974-75 flog die NASA-Raumsonde MESSENGER in den Jahren 2008-09 dreimal am Merkur vorbei und umkreiste den Planeten vier Jahre lang (2011-2015). Die BepiColombo-Mission wird auf den Erfolgen ihrer Vorgänger aufbauen und das bisher beste Verständnis des innersten Planeten des Sonnensystems liefern.

Den Vorbeiflug verfolgen
Folgen Sie auf dem Kurznachrichtendienst Twitter @Esaoperations und @bepicolombo zusammen mit @ESA_Bepi, @ESA_MTM und @JAXA_MMO für Updates.

Das erste Bild wird voraussichtlich am frühen Samstagmorgen des 2. Oktober (wahrscheinlich um 08:00 Uhr MESZ) veröffentlicht; weitere Bilder können im Laufe des Tages am Samstag und/oder Montag, dem 4. Oktober, veröffentlicht werden. In der Woche nach dem Vorbeiflug werden möglicherweise zusätzliche wissenschaftliche Kommentare veröffentlicht werden. Die Zeiten können sich je nach den tatsächlichen Ereignissen auf der Raumsonde und der Verfügbarkeit der Bilder ändern.

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Quelle: ESA.

12. August 2021 – Das Bildmaterial stammt von allen drei Monitoring-Kameras (MCAM) an Bord des Merkur-Transfermoduls, die schwarz-weiße Aufnahmen mit einer Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln liefern. Während der sogenannten Flybys ist es nicht möglich, mit der High Resolution Imaging Camera zu arbeiten. Die Bilder wurden leicht bearbeitet, um den Kontrast zu erhöhen und den vollen Dynamikbereich zu nutzen. In den Ecken einiger Bilder ist eine leichte optische Vignettierung zu erkennen.

Das erste Bild stammt von MCAM 1 und wurde um 13:41:02 UTC aufgenommen, also kurz vor der Annäherung. Die Raumsonde befand sich noch auf der Nachtseite des Planeten, aber die Tagseite ist gerade noch zu erkennen. Auch ein Teil des Sonnensystems der Raumsonde ist zu sehen.

Das zweite Bild wurde von MCAM 2 um 13:51:56 UTC aufgenommen, zwei Sekunden nach der geringsten Entfernung. Da die Venusoberfläche nur 552 km entfernt war, füllt der Planet das gesamte Bildfeld aus. Die Kamera ist nicht in der Lage, Details der Venusatmosphäre abzubilden. Auf dem Bild sind zudem die Medium-Gain-Antenne und der Magnetometerausleger des Mercury Planetary Orbiters zu sehen.

Der Rest der Sequenz stammt von MCAM 3, während die Sonde auf die Venus gerichtet war und sich dann allmählich aus dem Blickfeld zurückzieht. Sie deckt den Zeitraum von 13:53:56 UTC am 10. August bis 12:21:26 UTC am 11. August ab. Die High-Gain-Antenne des Mercury-Planetary Orbiters ist ebenfalls bei ihrer Ausrichtung auf die Erde zu sehen.

Die musikalische Untermalung der Zusammenstellung wurde von Anna Phoebe speziell für diesen Anlass komponiert.

Die Bilder wurden während des letzten von zwei Venusvorbeiflügen und des dritten von insgesamt neun Vorbeiflügen aufgenommen. Bei den Vorbeiflügen handelt es sich um Schwerkraftunterstützungsmanöver, die notwendig sind, um die Raumsonde auf Kurs zum Merkur zu bringen. Während seiner siebenjährigen Reise zum kleinsten und innersten Planeten des Sonnensystems macht BepiColombo einen kurzen Vorbeiflug an der Erde, zwei Vorbeiflüge an der Venus und sechs Vorbeiflüge am Merkur, um sich der Merkur-Umlaufbahn zu nähern. Der erste Vorbeiflug am Merkur wird am 1. und 2. Oktober 2021 bei einer Entfernung von nur 200 km stattfinden.

BepiColombo, das aus dem Mercury Planetary Orbiter der ESA und dem Mercury Magnetospheric Orbiter der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) besteht, soll 2025 seine Zielbahn um den kleinsten und innersten Planeten des Sonnensystems erreichen. Die Raumsonden werden sich trennen und in ihre jeweiligen Umlaufbahnen einschwenken, bevor sie Anfang bei 2026 ihre wissenschaftliche Mission beginnen.

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