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Después de casi ocho años viajando por el Sistema Solar interior, la misión BepiColombo de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) llegó a Mercurio y está a punto de iniciar la maniobra de inserción que finalmente la colocará en órbita alrededor del planeta. La secuencia comenzará el 3 de septiembre: la sonda se desprenderá del Mercury Transfer Module (MTM), el módulo que proporcionó propulsión y energía durante todo el viaje interplanetario. La separación marcará el comienzo de una fase de llegada que se extenderá durante varios meses e incluirá la inserción orbital en noviembre, la separación de los dos orbitadores científicos en diciembre y una serie de maniobras hasta alcanzar las órbitas definitivas antes del inicio de las operaciones científicas en abril de 2027.
La misión BepiColombo se lanzó el 20 de octubre de 2018 a bordo de un cohete europeo Ariane 5 desde el Centro Espacial de Guayana, en Kourou, Guayana Francesa. Desde entonces, siguió una trayectoria muy compleja con varias asistencias gravitatorias o «fly-bys» para reducir progresivamente su velocidad respecto del Sol.
Un camino complejo y 9 «fly-bys»
Llegar a Mercurio es, paradójicamente, mucho más difícil que enviar una nave hacia el exterior del Sistema Solar. Al aproximarse al Sol, cualquier objeto se acelera debido a su enorme gravedad. Por eso, la sonda debe frenar o eliminar una gran cantidad de energía para evitar pasar de largo frente al planeta.
BepiColombo resolvió ese problema combinando propulsión eléctrica solar con nueve asistencias gravitatorias, una alrededor de la Tierra, dos en Venus y seis en Mercurio. Durante gran parte del viaje utilizó cuatro propulsores iónicos T6 instalados en el MTM, que emplean electricidad de los paneles solares para ionizar xenón y expulsarlo a gran velocidad. Producen un empuje pequeño, pero pueden funcionar durante largos períodos y modificar gradualmente la trayectoria con una eficiencia mucho mayor que un motor químico convencional. El último período de propulsión eléctrica terminó el 15 de junio de 2026, dejando a la nave preparada para comenzar su llegada definitiva.
La llegada a Mercurio y la compleja secuencia de inserción orbital
La secuencia que comienza ahora es muy delicada porque BepiColombo todavía viaja como un conjunto de varias naves acopladas.
El 3 de septiembre, la sonda se separará del MTM y el control de la trayectoria pasará a los propulsores químicos del Mercury Planetary Orbiter (MPO) de la ESA. El 21 de noviembre, el MPO y el orbitador japonés Mio o Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), todavía unidos, realizarán la maniobra que permitirá que la gravedad de Mercurio los capture en una órbita polar. A partir de allí comenzará una secuencia de múltiples encendidos para modificar progresivamente esa órbita.
Entre el 9 y el 10 de diciembre, el MPO liberará a Mio en su órbita científica elíptica, que tendrá 590 kilómetros de altura en su punto más cercano y 11.640 kilómetros en el más lejano, con un período de 9,3 horas. El 16 de diciembre se desprenderá además el MOSIF, la estructura y escudo térmico que protegió a Mio durante el viaje.
MPO continuará realizando maniobras hasta alcanzar, alrededor del 10 de marzo de 2027, su propia órbita polar de 480 por 1.500 kilómetros y 2,3 horas de período. Esta previsto que la fase científica conjunta comience el 6 de abril de 2027.
La ESA señala que la inserción y el descenso orbital implicarán en total una secuencia de numerosos encendidos que se prolongará durante varios meses, en lugar de una única maniobra de llegada.
¿Qué esperan Europa y Japón aprender de Mercurio con BepiColombo?
Una vez separados, los dos orbitadores estudiarán Mercurio desde perspectivas complementarias.
El MPO, construido por la ESA, lleva 11 experimentos científicos destinados a investigar la superficie, composición, topografía, estructura interna, exosfera y campo magnético del planeta. Sus instrumentos incluyen cámaras y espectrómetros para cartografiar minerales y elementos químicos, un altímetro láser para reconstruir el relieve, espectrómetros de rayos X, rayos gamma y neutrones, un magnetómetro y experimentos de radio que permitirán estudiar la gravedad y la estructura interior de Mercurio.
Por su parte, Mio, desarrollado por JAXA, está especializado en el entorno espacial que rodea al planeta. Cuenta con cinco grandes conjuntos de instrumentos para medir el campo magnético, plasma, partículas energéticas, ondas electromagnéticas, sodio presente en la tenue exosfera y polvo interplanetario.
El uso simultáneo de dos naves permitirá medir fenómenos en distintos lugares al mismo tiempo. Esto es especialmente importante para separar los cambios propios de la magnetosfera de las variaciones producidas por el viento solar. Entre las principales preguntas científicas están cómo se formó el enorme núcleo metálico de Mercurio, por qué el planeta conserva un campo magnético, cuál es la composición exacta de su superficie, cómo interactúa directamente con el viento solar y cómo pueden existir depósitos de hielo dentro de cráteres permanentemente en sombra pese a encontrarse tan cerca del Sol.
Una sonda que operará en un entorno extremadamente hostil
La llegada también pondrá a prueba tecnologías diseñadas para operar en uno de los entornos más extremos explorados por una misión europea. Cerca de Mercurio, la intensidad de la radiación solar puede alcanzar diez veces la recibida por una nave situada a la distancia de la Tierra. En paralelo, las superficies expuestas pueden superar los 450 °C.
MPO utiliza revestimientos térmicos especiales, un gran radiador y un panel solar diseñado para evitar el sobrecalentamiento. Aproximadamente el 30% de su superficie está compuesto por reflectores ópticos en lugar de células solares y el panel trabaja fuertemente inclinado respecto del Sol para generar electricidad sin absorber calor innecesario. Mio, por su parte, girará a unas 15 revoluciones por minuto para distribuir la carga térmica sobre su superficie.
BepiColombo será la segunda misión de la historia en entrar en órbita alrededor de Mercurio. La primera fue MESSENGER de la NASA, que operó entre 2011 y 2015. Pero será la primera en estudiar simultáneamente el planeta y su entorno con dos orbitadores especializados.
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