BepiColombo skyder nu på alle cylindre

BepiColombo, det fælles ESA/JAXA-rumfartøj på en mission til Merkur, affyrer nu sine thrustere for første gang under flyvning.

På søndag, BepiColombo udførte den første vellykkede manøvre ved hjælp af to af sine fire elektriske fremdrivningspropeller. Efter mere end en uges test, hvor hver thruster blev gennemgået individuelt og omhyggeligt, den frygtløse opdagelsesrejsende er nu et skridt tættere på at nå den inderste planet i solsystemet.

BepiColombo forlod Jorden den 20. oktober 2018, og efter de første par kritiske dage i rummet og de første uger med idriftsættelse i kredsløb, dets Mercury Transfer Module (MTM) sætter nu gang i de højteknologiske ion-thrustere.

Det mest kraftfulde og højtydende elektriske fremdriftssystem, der nogensinde er fløjet, disse elektriske blå thrustere var ikke blevet testet i rummet før nu.

Det er disse glødende kraftpakker, der vil drive de to videnskabelige kredsløb – Mercury Planetary Orbiter og Mercury Magnetospheric Orbiter – på det syv år lange krydstogt til den mindst udforskede planet i det indre solsystem.

"Elektrisk fremdriftsteknologi er meget ny og ekstremt delikat, " forklarer Elsa Montagnon, Spacecraft Operations Manager for BepiColombo.

"Det betyder, at BepiColombos fire thrustere skulle kontrolleres grundigt efter opsendelsen, ved langsomt at tænde hver, en efter en, og nøje overvåge deres funktion og effekt på rumfartøjet."

Testen fandt sted under et unikt vindue, hvor BepiColombo forblev i kontinuerlig udsigt over jordbaserede antenner, og kommunikationen mellem rumfartøjet og dem, der kontrollerer det, kunne konstant opretholdes.

Dette var den eneste mulighed for i detaljer at kontrollere funktionen af ​​denne grundlæggende del af rumfartøjet, som når rutinemæssig skydning begynder i midten af ​​december, rumfartøjets position vil betyde, at dets antenner ikke peger mod Jorden, gør det mindre synligt for operatører ved mission control.

Den første brand

Den 20. november kl. 11:33 UTC (12:33 CET), den første af BepiColombos thrustere gik i Thrust Mode med en kraft på 75 mN (millinewton). Med dette skød BepiColombo i rummet for allerførste gang.

Tre timer senere, den nyligt vækkede thruster blev virkelig sat igennem sine trin, da kommandoer fra missionskontrol fik den til at køre fuld gas, rampe op til 125mN – svarende til at holde et AAA-batteri ved havoverfladen.

Det lyder måske ikke af meget, men denne thruster arbejdede nu med det maksimale tryk, der var planlagt til at blive brugt under missionens levetid.

Thrust-tilstand blev opretholdt i fem timer, før BepiColombo gik tilbage til normal tilstand. Hele tiden, ESA's Malargüe-antenne i Argentina var i kommunikation med det nu glødende blå rumfartøj - farven på plasmaet, der blev genereret af thrusteren, da det brændte gennem xenon-drivmidlet.

Disse trin blev derefter gentaget for hver af de tre andre thrustere i løbet af de næste dage, har kun en lille effekt på BepiColombos overordnede bane.

De små effekter, der blev observeret, gjorde det muligt for Flight Dynamics-teamet at vurdere thrusterens ydeevne i præcise detaljer:analyse af de to første affyringer afslører, at rumfartøjet præsterede inden for 2% af dets forventede værdi. Analyse af de sidste to fyringer er i gang.

Toogtyve buer tilbage

"At se thrusterne arbejde for første gang i rummet var et spændende øjeblik og en stor lettelse. BepiColombos syv år lange tur til Mercury vil omfatte 22 ion-thrust-buer – og vi har absolut brug for sunde og velfungerende thrustere til denne lange tur, " forklarer Paolo Ferri, ESA's operationschef.

"Hver thruster-brændingsbue vil vare i længere perioder på op til to måneder, giver samme acceleration fra mindre brændstof sammenlignet med traditionelle, højenergiske kemiske forbrændinger, der varer i minutter eller timer."

Under hver langvarig forbrænding tager motorerne otte timers pauser, en gang om ugen, at tillade jorden at udføre navigationsmålinger under stille dynamiske forhold.

Den første rutinemæssige elektriske fremdriftstrykbue begynder i midten af ​​december, styre BepiColombo på sin interplanetariske bane og optimere dens kredsløb forud for dens sving forbi Jorden i april 2020.

Rejste omkring ni milliarder kilometer i alt, BepiColombo vil tage ni forbiflyvninger på Jorden, Venus og Merkur, sløjfe rundt om Solen 18 gange.

I slutningen af ​​2025 vil overførselsmodulets arbejde være færdigt:det vil adskille, tillader de to videnskabelige orbitere at blive fanget af Merkurs tyngdekraft, studere planeten og dens miljø, sammen med dens interaktion med solvinden, fra komplementære baner.

"Vi sætter vores lid til thrusterne, og de har ikke svigtet os. Vi er nu på vej til Mercury med elektromobilitet, " slutter Günther Hasinger, ESA direktør for videnskab.

"Dette bringer os et vigtigt skridt tættere på at låse op for hemmelighederne på den mystiske inderste planet og i sidste ende, dannelsen af ​​vores solsystem."