El Solar Orbiter de la ESA y la nave espacial BepiColombo hicieron un histórico sobrevuelo de Venus a principios de esta semana. pasando por el planeta con una diferencia de 33 horas entre sí y capturando imágenes y datos únicos durante el encuentro.

La nave espacial Solar Orbiter de la ESA / NASA sobrevoló Venus el 9 de agosto a una distancia de 7995 km, mientras que la misión ESA / JAXA BepiColombo pasó a tan solo 552 km de la superficie del planeta el 10 de agosto. Los sobrevuelos eran necesarios para dar a la nave espacial una asistencia de gravedad para ayudarla a llegar a sus próximos destinos. BepiColombo realizará el primero de seis sobrevuelos en Mercury durante la noche del 1 al 2 de octubre. antes de entrar en órbita en 2025. Solar Orbiter realizará un sobrevuelo cercano a la Tierra el 27 de noviembre, antes de que más tirachinas de Venus inclinen su inclinación para obtener las primeras vistas de los polos solares.

Los sobrevuelos de Venus requirieron un trabajo de navegación en el espacio profundo extremadamente preciso, asegurándose de que la nave espacial estuviera en las trayectorias de aproximación correctas con una precisión de unos pocos kilómetros a una distancia de 187,7 millones de kilómetros de la Tierra.

Sintiendo el calor

Como se esperaba durante el sobrevuelo cercano de BepiColombo, los módulos de la nave espacial sintieron un rápido aumento de calor al pasar del lado nocturno al lado diurno del planeta. El orbitador magnetosférico de mercurio JAXA (MMO), situado dentro del parasol, registró un aumento de 110 grados Celsius en uno de sus ocho paneles solares, de -100ºC a + 10ºC. Dentro de la propia nave espacial solo se observó un aumento de 2-3 grados, demostrando la efectividad del aislamiento.

En el módulo europeo de transferencia de mercurio, se observó un aumento de temperatura de 50 grados en el radiador de la nave espacial, mientras que el Mercury Planetary Orbiter (MPO) registró un cambio de unos 20 grados.

Tirón de gravedad

Tanto Solar Orbiter como BepiColombo también sintieron la inmensa atracción gravitacional del planeta en el momento angular de sus ruedas de reacción. que se utilizan para mantener la actitud de la nave espacial, manteniéndolo apuntando en curso.

El acelerómetro de resorte italiano (ISA) a bordo del BepiColombo MPO registró las aceleraciones medidas por la nave espacial con gran sensibilidad. Luego, el equipo de ISA tradujo los datos de aceleración en frecuencia para hacerlos audibles para el oído humano. El sonido resultante es rico en efectos interesantes debido a la gravedad del planeta que actúa sobre la estructura de la nave espacial. la respuesta de la nave espacial a los rápidos cambios de temperatura, y las ruedas de reacción que están trabajando duro para compensar estos efectos.

El acelerómetro también sintió los efectos de las mareas que actúan sobre la nave espacial mientras volaba a diferentes distancias más allá de Venus. Se pudo detectar la muy pequeña diferencia en la atracción gravitacional entre el centro de masa de BepiColombo y el ISA en relación con Venus, la primera vez que un acelerómetro registró este efecto en otro planeta. El equipo está analizando estos valiosos datos y utilizará la medición como referencia para ajustar el instrumento antes de la fase científica en Mercurio.

Ciencia multipunto

Muchos de los instrumentos científicos estaban encendidos durante los sobrevuelos, aprovechando la oportunidad de recopilar datos sobre el magnético venusiano, ambiente de plasma y partículas alrededor de la nave espacial. Es más, el aspecto único del sobrevuelo dual es que los dos conjuntos de datos se pueden comparar desde ubicaciones que normalmente no son muestreadas por un orbitador planetario.

Los equipos de magnetómetros de ambas naves espaciales informan que vieron los efectos del sobrevuelo en sus datos, permitiendo una rara visión de la interacción del viento solar con una atmósfera planetaria.

El equipo del magnetómetro BepiColombo MPO creó una simple sonificación de la variabilidad del campo magnético total a medida que pasaban por Venus. El audio captura ruidos similares al viento de baja frecuencia causados ​​por el viento solar y su interacción con Venus. Se registra claramente la transición repentina de la nave espacial al viento solar muy tranquilo en el arco de choque (el lugar donde la magnetosfera del planeta se encuentra con el viento solar).

The Solar Orbiter magnetometer team also describes the magnetic field increasing in magnitude due to the compression of the field as they traveled past the flanks of the planet, and then a sharp drop as they crossed the bow shock back into the solar wind again.

And while Solar Orbiter crossed through the tail of the magnetosphere and out of the bow shock into the solar wind, BepiColombo was 'upstream, " so the teams will know the input magnetic field conditions throughout the encounter to see how Venus has affected the solar wind downstream. It will take many weeks to make a detailed analysis of the two datasets.

Sensors on both BepiColombo MPO and MMO were also monitoring for ions circulating in the magnetosphere and in the close vicinity of Venus. Particles follow electromagnetic fields, and are also strongly related to processes in the ionosphere and atmosphere. Por ejemplo, the SERENA/PICAM ion particle detector on MPO clearly measured a peak in hydrogen ion density during the closest approach. SERENA is the Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances instrument suite and PICAM is the Planetary Ion Camera.

With the close encounter, MPO's MErcury Radiometer and Thermal infrared Imaging Spectrometer (MERTIS) could capture spectra of the Venus atmosphere while the planet completely filled its field of view. Such high resolution spectra of Venus have not been obtained since the Venera 15 mission in the early 1980s. A first look at the MERTIS data shows the expected band of carbon dioxide and hints of more spectral features. The detailed analysis revealing the thermal structure in the atmosphere and potentially sulfur dioxide abundance will take many weeks. Apart from the scientific value of this data, it will also help to verify the instrument calibration in preparation for the first thermal infrared observations of Mercury by a spacecraft.

Venus photobomb

It was not possible to take high-resolution imagery of Venus with the science cameras onboard either mission, but both could use other instruments to capture black-and-white imagery.

Solar Orbiter's SoloHI imager observed the nightside of Venus in the days before closest approach. SoloHI usually takes images of the solar wind—the stream of charged particles constantly released from the sun—by capturing the light scattered by electrons in the wind. In the days leading up to the Venus flyby, the telescope caught the dramatic glare of the planet's dayside. The footage shows Venus moving across the field of view from the left, while the sun is off camera to the upper right. The planet's nightside, the part hidden from the sun, appears as a dark semicircle surrounded by a bright crescent of light.

BepiColombo's three monitoring cameras captured a series of black-and-white snapshots, starting from the approach over the nightside, through closest approach and in the days after as the planet faded from view.

Where to next?

Solar Orbiter and BepiColombo both have one more flyby this year.

During the night of 1-2 October BepiColombo will see its destination for the first time, making its first of six flybys of Mercury at a distance of just 200 km distance. The two planetary orbiters will be delivered into Mercury orbit in late 2025, tasked with studying all aspects of this mysterious inner planet from its core to surface processes, magnetic field, and exosphere, to better understand the origin and evolution of a planet close to its parent star.

On 27 November, Solar Orbiter will make a final flyby of Earth at 460 km, kicking off the start of its main mission. It will continue to make regular flybys of Venus to progressively increase its orbit inclination to best observe the sun's uncharted polar regions, which is key to understanding the sun's 11 year activity cycle.