La navicella spaziale ESA/NASA Solar Orbiter ha sorvolato Venere il 9 agosto a una distanza di 7995 km, mentre la missione ESA/JAXA BepiColombo è passata a soli 552 km dalla superficie del pianeta il 10 agosto. I sorvoli erano necessari per fornire alla navicella un aiuto gravitazionale per aiutarle a raggiungere le loro prossime destinazioni. BepiColombo effettuerà il primo di sei sorvoli a Mercurio durante la notte dell'1-2 ottobre, prima di entrare in orbita nel 2025. Solar Orbiter effettuerà un sorvolo ravvicinato della Terra il 27 novembre, prima che ulteriori fionde di Venere inclinino la sua inclinazione per ottenere il prima visione in assoluto dei poli del Sole.
I sorvoli di Venere hanno richiesto un lavoro di navigazione nello spazio profondo estremamente preciso, assicurando che il veicolo spaziale fosse sulle traiettorie di avvicinamento corrette accurate entro pochi chilometri a una distanza di 187,7 milioni di km dalla Terra.
Sentire il calore
Come previsto durante il sorvolo ravvicinato di BepiColombo, i moduli del veicolo spaziale hanno avvertito un rapido aumento di calore mentre passavano dal lato notturno al lato diurno del pianeta. Il JAXA Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), situato all'interno del parasole, ha registrato un aumento di 110 gradi Celsius su uno dei suoi otto pannelli solari, da -100ºC a +10ºC. All'interno della navicella stessa è stato osservato solo un aumento di 2-3 gradi, a dimostrazione dell'efficacia dell'isolamento.
Sull'European Mercury Transfer Module, è stato osservato un aumento della temperatura di 50 gradi sul radiatore della navicella spaziale, mentre il Mercury Planetary Orbiter (MPO) ha registrato una variazione di circa 20 gradi.
Gravity tug / Rimorchiatore per gravità
Sia Solar Orbiter che BepiColombo hanno anche sentito l'immensa attrazione gravitazionale del pianeta nel momento angolare delle loro ruote di reazione, che vengono utilizzate per mantenere l'assetto del veicolo spaziale, mantenendolo puntato sulla rotta.
L'accelerometro di primavera italiano (ISA) a bordo del BepiColombo MPO ha registrato le accelerazioni misurate dalla navicella con grande sensibilità. Il team ISA ha quindi tradotto i dati di accelerazione in frequenza per renderli udibili dall'orecchio umano. Il suono risultante è ricco di effetti interessanti dovuti alla gravità del pianeta che agisce sulla struttura del veicolo spaziale, alla risposta del veicolo spaziale ai rapidi cambiamenti di temperatura e alle ruote di reazione che stanno lavorando duramente per compensare questi effetti.
L'accelerometro ha anche avvertito gli effetti delle maree che agiscono sul veicolo spaziale mentre volava a diverse distanze oltre Venere. È stata rilevata la piccolissima differenza nell'attrazione gravitazionale tra il centro di massa di BepiColombo e l'ISA rispetto a Venere, la prima volta che un accelerometro ha registrato questo effetto su un altro pianeta. Il team sta analizzando questi preziosi dati e utilizzerà la misurazione come riferimento per mettere a punto lo strumento prima della fase scientifica a Mercurio.
Scienza multipunto
Molti degli strumenti scientifici erano accesi durante i sorvoli, sfruttando l'opportunità di raccogliere dati sull'ambiente magnetico, plasmatico e particellare venusiano attorno al veicolo spaziale. Inoltre, l'aspetto unico del doppio flyby è che i due set di dati possono essere confrontati da posizioni non solitamente campionate da un orbiter planetario.
I team di magnetometri di entrambi i veicoli spaziali riferiscono di aver visto gli effetti del sorvolo nei loro dati, consentendo uno sguardo raro sull'interazione del vento solare con l'atmosfera planetaria.
Il team del magnetometro #BepiColombo MPO ha creato una semplice sonificazione della variabilità del campo magnetico totale mentre sorvolavano Venere. L' audio cattura i rumori simili al vento a bassa frequenza causati dal vento solare e dalla sua interazione con Venere. L'improvvisa transizione della navicella nel vento solare molto calmo allo shock di prua (la posizione in cui la magnetosfera del pianeta incontra il vento solare) è chiaramente registrata.
Il team del magnetometro di Solar Orbiter descrive anche il campo magnetico che aumenta di magnitudo a causa della compressione del campo mentre viaggiano oltre i fianchi del pianeta, e poi un forte calo mentre attraversano di nuovo l'urto di prua nel vento solare.
E mentre Solar Orbiter ha attraversato la coda della magnetosfera ed è uscito dall'urto di prua nel vento solare, BepiColombo era "a monte", quindi le squadre conosceranno le condizioni del campo magnetico in ingresso durante l'incontro per vedere come Venere ha influenzato il vento solare a valle. Ci vorranno molte settimane per fare un'analisi dettagliata dei due set di dati.
I sensori di BepiColombo MPO e MMO stavano anche monitorando gli ioni che circolano nella magnetosfera e nelle immediate vicinanze di Venere. Le particelle seguono i campi elettromagnetici e sono anche fortemente correlate ai processi nella ionosfera e nell'atmosfera. Ad esempio, il rivelatore di particelle ioniche SERENA/PICAM su MPO ha chiaramente misurato un picco nella densità degli ioni idrogeno durante l'avvicinamento più ravvicinato. SERENA è la suite di strumenti per la ricerca di ricarica esosferica ed abbondanza naturale emessa e PICAM è la fotocamera planetaria a ioni.
Con l'incontro ravvicinato, il MErcury Radiometer e lo spettrometro per immagini termiche a infrarossi (MERTIS) di MPO potrebbero catturare gli spettri dell'atmosfera di Venere mentre il pianeta riempiva completamente il suo campo visivo. Spettri di Venere così ad alta risoluzione non sono stati ottenuti dalla missione Venera 15 nei primi anni '80. Una prima occhiata ai dati di MERTIS mostra la banda prevista di anidride carbonica e accenni a caratteristiche più spettrali. L'analisi dettagliata che rivelerà la struttura termica nell'atmosfera e la potenziale abbondanza di anidride solforosa richiederà molte settimane. Oltre al valore scientifico di questi dati, servirà anche a verificare la calibrazione dello strumento in preparazione delle prime osservazioni termiche all'infrarosso di Mercurio da parte di un veicolo spaziale.
Fotobomba di Venere
Non è stato possibile acquisire immagini ad alta risoluzione di Venere con le telecamere scientifiche a bordo di entrambe le missioni, ma entrambe potevano utilizzare altri strumenti per acquisire immagini in bianco e nero.
L'imager #SoloHI di Solar Orbiter ha osservato il lato notturno di Venere nei giorni precedenti al massimo avvicinamento. SoloHI di solito prende immagini del vento solare - il flusso di particelle cariche costantemente rilasciato dal Sole - catturando la luce diffusa dagli elettroni nel vento. Nei giorni precedenti il sorvolo di Venere, il telescopio ha catturato il bagliore drammatico del lato diurno del pianeta. Il filmato mostra Venere che si muove attraverso il campo visivo da sinistra, mentre il Sole è fuori campo in alto a destra. Il lato notturno del pianeta, la parte nascosta dal Sole, appare come un semicerchio oscuro circondato da una luminosa mezzaluna di luce.
Le tre telecamere di monitoraggio di BepiColombo hanno catturato una serie di istantanee in bianco e nero, a partire dall'avvicinamento sul lato notturno, attraverso l'avvicinamento più ravvicinato e nei giorni successivi mentre il pianeta scompariva dalla vista. La serie completa di immagini del flyby è disponibile nell'Archivio di Scienze Planetarie .
Dove il prossimo?
Solar Orbiter e BepiColombo hanno entrambi un altro sorvolo quest'anno.
Nella notte tra l'1 e il 2 ottobre BepiColombo vedrà per la prima volta la sua destinazione, effettuando il primo di sei sorvoli di Mercurio a una distanza di soli 200 km. I due orbiter planetari saranno consegnati nell'orbita di Mercurio alla fine del 2025, con il compito di studiare tutti gli aspetti di questo misterioso pianeta interno dal suo nucleo ai processi di superficie, campo magnetico ed esosfera, per comprendere meglio l'origine e l'evoluzione di un pianeta vicino al suo stella madre.
Il 27 novembre, Solar Orbiter effettuerà un ultimo sorvolo della Terra a 460 km, dando il via alla sua missione principale. Continuerà a effettuare sorvoli regolari di Venere per aumentare progressivamente la sua inclinazione dell'orbita per osservare al meglio le regioni polari inesplorate del Sole, che è la chiave per comprendere il ciclo di attività di 11 anni del Sole.
BepiColombo è una partnership tra ESA e JAXA.
Solar Orbiter è una partnership tra ESA e NASA.
