Merkur-Mission: Ümloop-Sonde "BepiColombo"

van Ludgerd Lüske


Merkur is dei binnenste Planet in use Sünnensystem. So duune an dei Sünne is dat Forschken an dissen Planet schwor. Dei hoge Sünnenstraohlung is hier för dei technischken Anlaogen uck ein ein Problem. Eine orig grote Laodung Driewstoff bruukt man dor tau'n Affbremsen van Ruumfohrtüge bi dat Inschwenken in den Merkur-Ümloop. Dat Affbremsen gaiht bi disse Mission aower dör eine komplexe Reise dör dat Planetensystem aohne väl Driewstoff.


Merkur. Foto: NASA / JHU Applied Physics Lab / Carnegie Inst. Washington

Disse Mission schall nao unklore Saoken äöwer den Merkur forschken (Binnen-Upbau, Magnetfeld un mehr). So will man rutkriegen, wie dei Planeten un use Sünnensystem entstünnen. An dei välen Missionsdaoten süht man, woväl Organisation un Kontrolle bi disse Mission nödig is.

Dortau befaotet wi us eiers maol mit eine van dei twei Sonden, dei an Bord van dei Maudersonde BepiColombo sünd.
Dei Start was an'n 20.Oktober 2018 up den Ruumfohrt-Baohnhoff in Kourou in Französisch-Guayana.


Dei ESA-JAXA BepiColombo-Mission nao den Merkur bi den Start in Kourou.
JAXA = Japan Aerospace Exploration Agency. Bild-Daoten: ESA


Dat BepiColombo Mercury Transfer Modul (MTM) hätt ein eierstet Kontroll-Bild ut den Weltruum trüggeschicket. Man kick an ein Solarpanel langers, dat utklappet wörd. Dei Sonde hätt dei Funktion meldet. Dei Struktur in dei neern lünken Ecke is ein Sünnensensor up dei MTM mit eine mehrlaogigen Isolation.


Dat Kontrollbild wieset: Dei Weltruum is dunkel, dei Sonde hett ein Sünnensegel. Kiene Aliens.
Dat wüssen wi alls längst. Bild-Daoten: ESA

Dei MÜS (Merkur Ümloop-Sonde) is eine van twei Merkur-Sonden bi dei BepiColombo Mission (dei tweide Sonde: MMS [Merkur Magentosphären Ümloop-Sonde]). Nao eine 7 Johre duuren Reise dör use Sünnensystem, wobi eine Riege "Swing-bys" vörkaomt (1x Eern, 2x Venus, 4x Merkur), schall dei MÜS 2023 in den Arbeitsümloop üm den Merkur inschwenken. Denn käönt dei 11 Bordinstrumente mit ehr Wätenschkup-Wark anfangen.


Bild-Daoten: DLR

Baoven kannst Biller van den Arbeitsümloop van dei MÜS sehn. Dei Ümloop un dei Merkur häbbt hierbi in den glieken Maotstock; gaut tau seihn is dat Periherm (lüttkeste Affstand tau dei Merkur-Baobensiete; 400 km) un dat Apoherm (gröttste Affstand tau dei Merkur-Baobensiete; 1508 km) up dat lünke Bild. Dat rechte Bild wiest den polaren Äöwerflug (äöwer dei +Z-Assen) van dei MÜS (Inklination = 90°).
(Inklination = Kippwinkel tau dei Horizontaole)

Dei Ümloop

För dei MÜS is ein Polar-Ümloop (Flüg äöwer dei Merkur-Pole) — dei schall eine Ellipsen-Form häbben — plaont. Dei Ümloop van Ruumsonden werd meist in Form van dei Keplerschken Baohnelemente angäben. In dei Tabelle neern finnt man dei. In dat Bild "Baohnelemente" werd dei Ruumlaoge dör dei Baohnprameter at Skizze nauer verklort.

Dei neumten Baohnelemente ännert sick mit dei Tied (f(t)) dör eine Riege Störungen: Gravitationspotential van den Merkur (Affwieken van eine ideaole Kugel mit sphärischk symmetrischke Massenverdeilung; tau'n Bispill dör Affplatten, Leegten, Barge, verschiedene Dichte), Gravitationspotential van annere naohe Himmelsobjekte (t. B. Sünne) un dei solare Straohlendruck (Photonen, dei ehren Impuls an dat Ruumschipp äöwerdräget). Eine annere Störgrötte, besünners för deip fleigen Satelliten, is eine affnähmen Geschwinnigkeit dör dei Riewung mit eine Atmosphäre. Bi den Merkur aohne Atmoshäre hät dit kien Bedüden.


MPO (Mercury Planetary Orbiter) = MÜS (Merkur Ümloop-Sonde). Bild-Daoten: ESA

Bild van den Merkur Planet Orbiter (MPO); achtertau is dei Merkur.
Achten mutt man bi dit Bild dorup, dat dei Siete van dei MÜS, wecker man hier süht, in den Normaolbedriew up dei Merkurbäöwersiete utrichtet ist.

  1. Solarpanel tau dei Energieversorgung (Solarzellen); duune an dei Sünne kummp man mit dei recht lüttke Fläche ut.
  2. MGA (Middelsarke Antenne, X-Band).
  3. MERMAG Sensoren (Magnetometer).
  4. Radiator (rippt) tau dat Reguleiern van den Thermalhuushalt (Warmteaffgaobe).
  5. Sternesensoren ("star trackers") för dei Laogebestimmung van dei MÜS.
  6. Ein Poor von 8 einkelne (an jede Ecke immer ein Poor) 10N-Stüerdriew-Warke för dei Laogereglung ("attitude control") dei MÜS.
  7. HGA (Hochstarke Antenne, KA- und X-Band).
  8. Eine van acht (poorwiese anbawt) 22N-Driewwarke för dei Ümloop-Kontrolle ("orbit control") van dei MÜS.
  9. MIXS (Röntgen Straohlungs Spektrometer).
  10. BELA (Laser Altimeter); lünks (grötteret Lock) dei Ingang van den Empfänger ("receiver"), rechts dei Laser (Sender;" transmitter"). Mehr äöwer BELA: hier
  11. SYMBIO-SYS (optischke Kameras).
  12. MERTIS (Infrarot-Spektrometer)

Kepler-Baohnelemente van dei MÜS

Mehr hier: Wikipedia un hier un Ümloop-Baohn


Baohnelemente. Bild-Daoten: DLR, affännert

Dei rümlicke Orientierung van einen Ümloop (Orbit) kann man immer äöwer dei Angaobe van drei Winkels beschriewen:

  • Dei Inklination i beschriff den Winkel tüschkenen den Äquator-Plaon un den Baohn-Plaon van den Ümloop.
  • Dei Rektaszension van den upstiegen Knüppen Ω mätt den Winkel tüschken dei x-Assen (bi dei Eern is dit dei Richtung tau den Frühlingspunkt in dat Johr 2000) un den Knüppenstreek.
  • Dat Argument des Perizentrums ω is dei Winkel tüschken Knüppenstreek un Perizentrum (lüttkeste Afstand: Ümloop - Massenzentrum van dat ümloopen Objekt [Planet, Sünne, Asteroid usw.])

Dör dei Baohnelemente grote Halfassen a und Exzentrizität ε werd dei Form van dei Baohn nau fasteleggt (bi dei MÜS Endümloop: Ellipse). Meist werd dei grote Halfassen un dei Exzentrizität uck dör dei Baohnelemente: Perizentrums- (lüttkeste Affstand: Ümloop — Planet-Bäöwersiete) un Apozentrumsaffstand (gröttste Affstand: Ümloop — Planet-Bäöwersiete) angäben.

Dei 6 Baohnelemente werd nich immer dör dei baoben neumten beschräben. Anstäe van eine Middel-Anomalie kann man dei Winkels van dei wohren Anomalie off dei exentischke Anomalie bruuken. För dei Form van den Ümloop finnt man uck faoken anstäe van dei hier neumten Exzentrizität un dei groten Halfassen dei Werte van dei Perizentrumshöchte (lüttkeste Affstand: Ümloop — Planet-Bäöwersiete) un dei Apozentrumshöchte (gröttste Affstand: Ümloop — Planet-Bäöwersiete).

För dei allgemeinen Angaoben Apozentrum (gröttste Affstand: Ümloop — Planet-Massenmiddelpunkt) un Perizentrum (lüttkeste Affstand: Ümloop — Planet-Massenmiddelpunkt) nimmp man in dei Ruumfohrt meist för dat Wort "Zentrum" dei grie-chischken Kort-Teiken för dei Planeten. För eine Ruumsonde üm den Merkur sünd dit dat Apoherm un Periherm (Hermes = Merkur).

Dei Geschwinnigkeit van künstlicke Satelliten üm masserieke Himmelsobjekte at den Merkur sünd orig grot. För den baoben neumten Ümloop van dei MÜS is dei minnste Geschwinnigkeit in dat Apoherm 2,2 km/s (= 7920 km/h), dei gröttste in dat Periherm 3,0 km/s (= 10800 km/h). Dei Ümloopduur ligg bi 2,3 Stünnen.

Instrument BELA

Dat Instrument BELA kiekt wi us hier nauer an.

BELA schall dei Struktur, dei Topographie un dei Morphologie van Merkur mäten un dorstel-len. Et werd dei affsolute Höchte un dei Position faoten, dei werd up ein Merkur-Koordinatensystem äöwerdraogen. So krigg man ein digitaolet Geländemodell, womit man dei Geologie un dei Tektonik quantitativ naoforschken un dat Öller van dei Merkur-Bäöwersiete rutfinnen kann. In dat Tausaomespill mit dei Stereokamera krigg man mehr Künne äöwer dei Merkur-Geologie (t. B. Bäöwersietenstruktur, Tektonik, Vulkaonismus) un dei Evolution van Merkur.


Bild-Daoten: DLR, affännert

  1. Schutzwand van dat Teleskop: Dat is ein Schutz gägen infallen Streilecht un direkte Sünneninstraohlung.
  2. Teleskop (Empfänger): In dat Teleskop werd dei van Merkur reflekteierte Laserstraohl bunnen un van eine APD ("Avalanche Photo Diode") upnaohmen.
  3. APD-Wandler: Kummp Lecht (Photonen) dorup, werd eine Riege van Photonen mit proportionaol mätboren Strom freisettet.
  4. Elektronikdeil van den Detektor
  5. Elektronikdeil
  6. Laser-Elektronikdeil
  7. Nd:YAG-Laser (Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat-Laser), dat is dei Sender (süh Wikipedia, süh uck hier)
  8. Straohl-Expander: Hier werd dei Laserstraohl upwiedet un dornao parallel maoket.
  9. Schutzwand van den Laser

Originaol-Artikel: DLR
Dei NASA-Messenger-Sonde ünnersöchde den Merkur van 2011 bit 2015
noch mehr Infos: süh hier
SO-Platt: Ludgerd Lüske


31.10.2018


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