Evropsko-japonská sonda vyzkoušela dosud nejsilnější iontové motory

Mise BepiColombo Mercury začala teprve nedávno v říjnu a podílejí se na ní European Space Agency (ESA) a Japanese Aerospace Exploration Agency (JAXA) ve snaze studovat magnetické pole Merkuru i jeho celou magnetosféru, povrch a také vnitřní strukturu. Ve skutečnosti jde o dvě sondy, a sice Mercury Planetary Orbiter (MPO) a Mercury Magnetosphere Orbiter (MMO), které však budou cestovat spolu jako Mercury Transfer Module (MTM) a využijí dosud nejsilnější iontový pohon, jaký byl uveden do praxe. 

 

 

Nové iontové motory nyní byly vůbec poprvé vyzkoušeny v praxi, respektive v přípravě na zážeh, který proběhne v polovině tohoto měsíce a navede sondy BepiColombo na jejich další dráhu, na které využijí i gravitační manévry u Venuše a Země, aby nakonec až v roce 2025 dospěly k cíli po cestě dlouhé 9 miliard kilometrů. 

 

Jde tak o dlouhou misi, pro kterou přijdou vhod právě velice efektivní, i když i velice slabé iontové motory. Jde konkrétně o čtyři QinetiQ T6, které mají maximální společný tah 290 mN. Jak dobře víme, jeden Newton se rovná síle potřebné k akceleraci objektu o hmotnosti 1 kg na 1 m·s⁻². Oproti raketovým motorům tak jde o směšný až zanedbatelný výkon, jenomže ten je velice efektivní s ohledem na spotřebu paliva a zátěž, které to představuje. Iontové motory jsou také velice choulostivá zařízení, a tak obsluha přikročila nejdříve k jejich opatrnému otestování, než budou využity pro svůj účely. To znamená, že každý QinetiQ T6 byl samostatně zapnut nejdříve na minimální výkon, přičemž se pečlivě sledovat jeho stav i vliv na celý MTM. 

 

BepiColombo tak disponuje slabým a efektivním pohonem, z čehož vyplývá i to, že není možné jen tak doletět k Merkuru a "na pětníku" zabrzdit a uvést sondy na jejich oběžné dráhy a bude to chtít hned šest průletů kolem planety, než bude možné se u ní usídlit. Ostatně Merkur má obecně pro takové manévrování nejméně příhodnou orbitální charakteristiku, však kolem Slunce putuje rychlostí 47,9 km/s (Země 29,8 km/s a vzdálený Neptun pouze 5,43 km/s) a navíc má excentrickou orbitu. Dostihnout jej je tak složité, ať se použijí klasické raketové motory, nebo iontové. 

 

 

Jak ukazuje video popisující cestu BepiColombo k Merkuru, během prosince sonda využije své motory, aby narostla její apoapsida právě vzhledem ke Slunci (nejvzdálenější bod na oběžné dráze, nejbližší je periapsida). Dráha pak bude díky tomu taková, že během druhého oběhu Slunce v dubnu 2020 sonda opět dostihne Zemi, prolétne kolem ní a proběhne první gravitační manévr, který ji už navede do středu soustavy. 

 

Sonda přitom přirozeně díky gravitaci Slunce a mnohem kratší periapsidě zrychlí a dostihne Venuši, která její dráhu nejdříve jen mírně upraví a až při dalším setkání nám Venuše podobně jako dříve Země navede sondu opět blíže středu Sluneční soustavy a ta se poprvé dostane na úroveň Merkuru. Od té doby bude mít velice podobnou periapsidu právě jako Merkur, ale výrazně větší apoapsidu, takže i mnohem výstřednější oběžnou dráhu. Právě s využitím gravitačních manévrů u Merkuru si však BepiColombo začne svou apoapsidu snižovat (a vypadá to i na zapojení motorů). Vyžádá si to hodně oběhů, ale ve výsledku se sonda usídlí na téměř stejné oběžné dráze kolem Slunce jako Merkur, takže pak už budou stačit i slabé iontové motory k tomu, aby ji bylo možné na konci roku 2025 navést na orbitu kolem samotné planety.