Künstlerische Darstellung von BepiColombo vor dem Merkur
Künstlerische Darstellung von BepiColombo in Flugkonfiguration mit Merkur im Hintergrund. Während der gut sieben Jahre dauernden Reise zum innersten Planeten wird BepiColombo einmal an der Erde, zweimal an der Venus und sechsmal am Merkur vorbefliegen vor dem Eintritt in den Orbit. Das Merkur-Transfermodul ist hier mit aktiven Triebwerken und ausgeklappten, von Spitze zu Spitze 30 Meter messenden Sonnenkollektoren zusehen. Der siebeneinhalb Meter lange Sonnenkollektor des Mercury Planetary Orbiter in der Mitte zeigt nach oben. Der Mercury Magnetospheric Orbiter ist in dieser Darstellung im Inneren des Sonnenschutzes verborgen.
Nach dem erfolgreichen Start im Oktober 2018 vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou in Französisch-Guayana befindet sich die ESA-Mission BepiColombo derzeit auf ihrer nominal siebenjährigen Reise zum sonnennächsten Planeten. Die interplanetare Reise erhält durch insgesamt neun Nahvorbeiflüge – einmal an der Erde, zweimal an der Venus und sechsmal am Merkur – mehrere Gravitationsschübe. Der Erdvorbeiflug und der erste Venusvorbeiflug fanden im April und Oktober 2020 statt, der zweite Venusvorbeiflug im August 2021, gefolgt vom ersten Merkurvorbeiflug im November 2021, dem zweiten im Juni 2022 und dem dritten im Juni 2023. Mehrere Instrumente, darunter das von DLR-PF beigestellte Spektrometer MERTIS, konnten während einiger der Vorbeiflüge Daten sammeln. Im Jahre 2024 folgen zwei weitere Merkur-Nahvorbeiflüge, und das sechste und letzte Manöver erfolgt am 9. Januar 2025. Am 5. Dezember 2024 wird die Raumsonde in eine Merkurumlaufbahn gelenkt. Nach Erreichen der Merkur-Umlaufbahn wird das BepiColombo-Trägersystem zwei Orbiter für eine nominal einjährige wissenschaftliche Mission aussetzen, den Mercury Planetary Orbiter (MPO) der ESA und den Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) der JAXA. Der MPO wird mit elf Instrumenten die Oberfläche des Planeten, seinen inneren Aufbau , die Exosphäre und die Magnetosphäre untersuchen. Für den Bau und Betrieb von zwei der Instrumente, nämlich BELA (BepiColombo Laser Altimeter) und MERTIS (MErcury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) zeichnet das DLR-Institut für Planentenforschung verantwortlich.
BELA ist ein Laser-Höhenmesser, der die Topografie des Planeten global vermessen wird, darunter auch die ersten Höhenmessungen der südlichen Hemisphäre durchführen wird. Aus Entfernungen von bis zu 1400 Kilometern von der Merkuroberfläche werden zehnmal pro Sekunde Laserpulse zur Entfernungsmessung durchgeführt. In Verbindung mit Schwerefelddaten lassen sich daraus Erkenntnisse über die Prozesse gewinnen, die für die Bildung der Kruste und der Oberflächenstrukturen des Planeten ausschlaggebend waren. Messungen der Gezeitendeformation von Merkur könnten weitere Beweise für einen flüssigen äußeren Kern liefern und die Größe eines festen inneren Kerns eingrenzen. Leider kann BELA während der Reise zum Merkur nicht im vollen Wissenschaftsmodus betrieben werden. Im Mai beziehungsweise November 2022 wurden zwei regelmäßige BELA-Überprüfungen durchgeführt, bei denen die Funktionsfähigkeit des Instruments erfolgreich bestätigt wurde.
Das Spektrometer MERTIS dient der Kartierung der Mineralogie und der Untersuchung der Temperaturverteilung auf der Merkuroberfläche in noch nie dagewesener Detailgenauigkeit. Wissenschaftliche Ziele von MERTIS sind die Untersuchung der Zusammensetzung der Merkuroberfläche, die Erfassung gesteinsbildender Mineralien, die Kartierung der Oberflächenmineralogie sowie die Untersuchung der Oberflächentemperatur und der thermischen Trägheit. Beim Vorbeiflug am Erde-Mond-System am 10. April 2020 und bei den beiden Vorbeiflügen an der Venus am 15. Oktober 2020 und 10. August 2021 war der Einsatz des MERTIS-Instruments erfolgreich. Insgesamt erstellte MERTIS 1,2 Millionen Spektren des Mondes aus einer Entfernung von mehr als 700.000 Kilometern. Die Beobachtung der Venus begann beim ersten Vorbeiflug in einer Entfernung von mehr als 1,3 Millionen Kilometern, insgesamt wurden mehr als drei Millionen Spektren aufgenommen. Beim zweiten Venusvorbeiflug erfasste MERTIS Daten zum Zeitpunkt der größten Annäherung an den Planeten in einem Entfernungsbereich von 800 bis 1000 Kilometern. Beim Merkur wird MERTIS den Planeten aus Entfernungen zwischen 400 und 1500 Kilometern beobachten. Die Daten der Vorbeiflüge in Verbindung mit den erdnah erfassten Daten der Inbetriebnahme belegen, dass die Leistung von MERTIS die Anforderungen übertrifft. Im Jahr 2022 führte MERTIS eine regelmäßige Überprüfung durch, bei der die Instrumentleistung und die Testroutinen mit Blick auf die geplanten Merkur-Beobachtungen bei den Vorbeiflügen Ende 2023 und 2024 bestätigt wurden.
Hardware-Beteiligung des DLR-Instituts für Planetenforschung
BELA (BepiColombo Laser Altimeter) Co-PI: Hauke Hussmann
MERTIS (MErcury Radiometer and Thermal Infrared Spectrometer) Co-PI: Jörn Helbert
Wissenschaftliche Beteiligung des DLR-Instituts für Planetenforschung
BELA (BepiColombo Laser Altimeter)
MERTIS (MErcury Radiometer and Thermal Infrared Spectometer)
SIMBIO-SYS (Spectrometer and Imaging for MPO BepiColombo Integrated Observatory SYStem)
