I flyby di BepiColombo

Nei diagrammi qui sotto sono rappresentati i due modi con cui le sonde interplanetarie entrano nelle sfere d’influenza dei pianeti e acquistano o perdono (in ogni caso modificano) la velocità rispetto alla loro traiettoria interplanetaria.

Nel caso di BepiColombo, i flyby per perdere energia ed effettuare l’immissione nell’orbita del pianeta saranno ben nove: Uno con la Terra stessa, due con Venere e ben sei con Mercurio. 

Ogni passaggio ravvicinato servirà prima a rallentare e ridurre il semiasse maggiore dell’orbita della sonda attorno al Sole e poi per raggiungere l’orbita polare attorno a Mercurio in cui comincerà la missione ‘nominale’ di BepiColombo alla scoperta di questo pianeta. 

I flyby saranno anche un'importante opportunità per testare e calibrare la strumentazione di bordo in un ambiente conosciuto, come quello della Terra, oppure, come nel caso dei passaggi ravvicinati a Venere e poi a Mercurio, per produrre della vera e propria scienza.

Secondo Venus Flyby

A differenza del primo flyby con il pianeta Venere, stavolta si è avvicinato molto di più il pianeta (550 km di altitudine sopra la superficie). La sonda approccerà al pianeta da zone più esterne, entrando nella coda magnetica dalla parte in ombra, affiancando il pianeta dal suo fianco est sorvolando il terminatore e uscendo in direzione del Sole. 

L’interesse di questo secondo flyby risiede in due fattori fondamentali:

1. l’altitudine minima che raggiungerà, avvicinandosi molto alla misteriosa atmosfera di Venere

2. la concomitanza del flyby a Venere di un'altra missione ESA, Solar Orbiter, destinata a studi del Sole, che permetterà di fare studi coordinati del vento solare e della magnetosfera in tempi e posizioni assai vicine tra loro.

Timeline delle operazioni degli strumenti durante il secondo Flyby di BepiColombo a Venere. In basso è rappresententato anche il modo con cui la sonda vedrà l'illuminazione della superficie di Venere. Crediti: C. Magnafico - Valeria Mangano IAPS/INAF Roma

Anche stavolta la lista degli strumenti operativi è stata numerosa, e a quelli utilizzati nel primo flyby si sono aggiunti anche un sensore di micrometeoriti MDM a bordo del modulo giapponese MMO.

Per saperne di più, visita la pagina ESA cosmos (in inglese)

Primo Venus Flyby

La sonda operativa e funzionante ha centrato perfettamente la traiettoria prestabilita e acquisito correttamente i dati dagli strumenti accesidurante questa fase. 

La MCAM 2 (MTM Monitoring Camera 2), poche ore dopo il passaggio ha inviato a Terra questa foto del disco di Venere, scattata poco dopo aver superato il punto di minima distanza. 

credit: ESA http://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2020/10/BepiColombo_images_Venus_during_close_approach

La sonda si è trovata alla minima distanza di 10720 km sopra la sua superficie sorvolando il terminatore, il 15 Ottobre 2020 alle 03:58 UTC.

La traiettoria del primo flyby a Venere è mostrata qui sotto. La sonda si è avvicinata a Venere dalla direzione del Sole (sulla destra nell’immagine) con una velocità (rispetto a Venere) di 8.3 km/s, e ha raggiunto la minima distanza di 10720 km sopra la sua superficie quando si trovava sul suo fianco, sorvolando il terminatore di Venere (la sua 'sera'), il 15 Ottobre 2020 alle 03:58 UTC.

Più o meno alla stessa ora, la sonda ha attraversato il“bow shock” (ossia la zona in cui comincia l’interazione tra il vento solare e l’ambiente planetario), e di seguitola “magnetosheath” e le diverse zone di plasma planetario per entrare nella coda magnetica, elongata nella direzione anti-solare e dove è rimasta per tutto il giorno successivo per uscire, infine, nuovamente nel vento solare

Considerando la traiettoria di BepiColombo per questo passaggio a Venere, la strumentazione di bordo (ottimizzata, lo ricordiamo, per essere operativa nell’ambiente mercuriano, ben diverso da quello venusiano) ha raccolto dati importanti su due tematiche fondamentali riguardanti l’atmosfera e la magnetosfera di Venere:

• L’atmosfera: L’atmosfera di Venere, pur avendo caratteristiche molto più estreme di quelle terrestri per pressione e composizione, è in realtà meno estesa. La sua composizione chimica è molto complessa, comprende per lo più acido  e studi recenti hanno addirittura rilevato la presenza di fosfina molecola che in genere è associata ad attività biologica. 

• La magnetosfera (indotta): in assenza di un campo magnetico intrinseco che lo protegga, l’atmosfera di Venere interagisce direttamente con il vento solare, la radiazione e il campo magnetico interplanetario, e crea una complessa popolazione di particelle ionizzate e campi magnetici indotti.

Nei due grafici di seguito, si possono vedere invece le durate delle operazioni di misura per i diversi strumenti, nelle 2 ore e 30 minuti attorno al momento di ‘Closest Approach’ CA (in alto), e nei 6 giorni (in basso) attorno al CA, rispettivamente. Sono segnati anche (linee rosse verticali) i momenti attesi di attraversamento del ‘bow shock’ e dell’ ‘ion-composition boundary’.

La lista degli strumenti operativi ha riguardato quindi:

• per MPO: ISA, MERTIS, MGNS, MORE, MPO-MAG, PHEBUS, SERENA (PICAM and MIPA sensors), SIXS, BERM

• per MMO: MPPE, MGF, PWI

• per MTM: MCAM 2 ed MCAM 3

Per informazioni più approfondite (in inglese), visitate il sito ESA Cosmos Venus Flyby page

BepiColombo in breve

BepiColombo è la prima missione Europea diretta Mercurio. E’ stata lanciata ad Ottobre 2018 verso il più piccolo e meno esplorato pianeta del nostro Sistema Solare. Quando arriverà a Mercurio alla fine del 2025, affronterà temperature di più di 350°C e raccoglierà data durante un anno di missione ‘nominale’, con la possibilità che questa venga estesa per un secondo anno. La missione è costituita da due sonde distinte: il Mercury Planetary Orbiter (MPO) e il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) che, a Mercurio, orbiteranno su due orbite distinte. BepiColombo è una missione congiunta tra l’agenzia spaziale europea ESA e l’agenzia spaziale giapponese JAXA, a guida ESA.