BepiColombo é uma missão conjunta da Agência Espacial Européia (ESA) e da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) para o planeta Mercury.  A missão compreende dois satélites lançados juntos: o Mercury Planetary Orbiter (MPO) e o Mio (Mercury Magnetospheric Orbiter, MMO).
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A missão realizará um estudo abrangente de Mercúrio, incluindo a caracterização de seu campo magnético, magnetosfera e estrutura interna e superficial.
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Foi lançado em um foguete Ariane 5 em 20 de outubro de 2018 às 01:45 UTC, com uma chegada a Mercúrio planejada para dezembro de 2025, após um sobrevôo da Terra, dois sobrevôos de Vênus e seis sobrevoos de Mercúrio. A missão foi aprovada em novembro de 2009, após anos de proposta e planejamento como parte do programa Horizon 2000+ da Agência Espacial Européia, é a última missão do programa a ser lançada.

A Missão

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BepiColombo leva o nome de Giuseppe “Bepi” Colombo (Foto acima) (1920-1984), cientista, matemático e engenheiro da Universidade de Pádua, Itália, que implementou a manobra interplanetária de auxílio à gravidade durante a missão Mariner 10 de 1974, uma técnica agora comumente usada por sondas planetárias.

A missão envolve três componentes, que serão separados em espaçonaves independentes na chegada a Mercury.

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Módulo de Transferência de Mercúrio (MTM) para propulsão, construído pela ESA
Mercury Planetary Orbiter (MPO) construído pela ESA
Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) ou Mio construído pela JAXA
Durante a fase de lançamento e cruzeiro, esses três componentes são unidos para formar o Mercury Cruise System (MCS).

O principal contratante da ESA é a Airbus Defence and Space. A ESA é responsável pela missão global, o design, montagem e teste de desenvolvimento dos módulos de propulsão e MPO e o lançamento. Os dois orbitadores foram lançados em conjunto em 20 de outubro de 2018, no voo VA245 da Ariane. A espaçonave terá um cruzeiro interplanetário de sete anos para Mercúrio usando propulsão solar-elétrica (propulsores de íons) e assistências gravitacionais da Terra, Vênus e eventual captura de gravidade em Mercúrio.  A estação terrestre de 35 metros Cebreros da ESA está planejada para ser a principal instalação terrestre para comunicações durante todas as fases da missão.

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Chegando à órbita do mercúrio em 5 de dezembro de 2025, os satélites Mio e MPO irão separar e observar Mercúrio em colaboração por um ano, com uma extensão possível de um ano. Os orbitadores estão equipados com instrumentos científicos fornecidos por vários países europeus e pelo Japão. A missão irá caracterizar o núcleo de ferro sólido e líquido (3⁄4 do raio do planeta) e determinar o tamanho de cada um. A missão também completará os mapeamentos de campo gravitacional e magnético. A Rússia forneceu espectrómetros de raios gama e de nêutrons para verificar a existência de gelo em crateras polares que estão permanentemente à sombra dos raios solares.

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O mercúrio é muito pequeno e quente para a sua gravidade reter qualquer atmosfera significativa durante longos períodos de tempo, mas tem uma “exosfera limitada de superfície tênue” contendo hidrogênio, hélio, oxigênio, sódio, cálcio, potássio e outros oligoelementos . Sua exosfera não é estável, pois os átomos são continuamente perdidos e reabastecidos a partir de uma variedade de fontes. A missão estudará a composição e dinâmica da exosfera, incluindo geração e fuga.

Os principais objetivos da missão são:

Estudar a origem e a evolução de um planeta próximo de sua estrela-mãe
Estudar a forma, o interior, a estrutura, a geologia, a composição e as crateras de Mercúrio
Investigar a exosfera, composição e dinâmica de Mércurio incluindo geração e fuga
Estudar o envelope magnetizado de Mercúrio  (magnetosfera) – estrutura e dinâmica
Investigar a origem do campo magnético de Mercúrio
Verificar a teoria da relatividade geral de Einstein medindo os parâmetros gama e beta do formalismo pós-newtoniano parametrizado com alta precisão.

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Órbitas planejadas para os satélites Mio e MPO, as duas sondas da missão BepiColombo
A espaçonave  levará sete anos para posicionar-se para entrar na órbita de Mercúrio. Durante este tempo, ele utilizará a propulsão solar-elétrica e nove assistências gravitacionais, voando além da Terra e da Lua em abril de 2020, Vênus em 2020 e 2021 e seis sobrevôos de mercúrio entre 2021 e 2025.

A espaçonave e deixou a Terra com uma velocidade de excesso hiperbólica de 3.475 km / s (2.159 mi / s). Inicialmente, a nave é colocada em uma órbita semelhante à da Terra. Depois que tanto a espaçonave quanto a Terra completarem uma órbita e meia, ela retorna à Terra para realizar uma manobra de assistência à gravidade e é defletida em direção a Vênus. Dois vôos consecutivos em Vênus reduzem o periélio quase à distância de Mercúrio, quase sem necessidade de empuxo. Uma sequência de seis voos de mercúrio reduzirá a velocidade relativa para 1,76 km / s (1,09 mi / s). Após a quarta órbita em  Mercúrio a nave estará em uma órbita semelhante à de Mercúrio e permanecerá na vizinhança geral de Mercúrio. Quatro arcos de empuxo finais reduzem a velocidade relativa até o ponto em que Mercúrio “capturará”  a espaçonave em 5 de dezembro de 2025 em órbita polar. Apenas uma pequena manobra é necessária para colocar a nave em uma órbita ao redor de Mercúrio com um apocentro de 178.000 km. Os orbitadores então se separam e ajustam suas órbitas usando propulsores químicos.

A tecnologia que não existia

Mais de 80 empresas de 12 países desenvolveram a tecnologia de ponta necessária para a missão.

“Não existia a tecnologia para sobreviver às condições extremas de Mercúrio, especialmente para as temperaturas”, explica Santa Martínez, coordenadora de processamento científico da BepiColombo.

E não são apenas as temperaturas que são extremas. “A radiação solar no planeta tem dez vezes a intensidade da radiação solar que temos na Terra”, diz Martínez. “As radiações infravermelha e ultravioleta também são muito elevadas e há ventos solares que podem chegar a 400 km por segundo.”

Estudar o planeta a partir da Terra é muito difícil. “As observações a partir da Terra são quase impossíveis, porque Mercúrio está tão próximo do Sol que a estrela o oculta totalmente”.

A viagem a Mercúrio demoraria seis meses se fosse feita sem escalas, mas a BepiColombo fará uma série de manobras e vai demorar 7 anos para chegar ao planeta.

“Se fizéssemos um voo direto, chegaríamos tão rápido que não seríamos capazes de colocar os satélites em órbita ao redor do planeta”, afirma Sara de la Fuente, coordenadora de planejamento científico e de operações da BepiColombo.

As primeiras missões não chegaram tão perto quanto a BepiColombo deve chegar.

A Mariner 10 passou por Mercúrio, mas não chegou a orbitá-lo.

A Messenger foi lançada em 2004, chegou ao planeta em 2011 e o orbitou até 2015, quando, então, acabou seu combustível. O satélite ficou a uma distância de 15 mil km de Mercúrio.

Já a BepiColombo deve conseguir explorar outras regiões do planeta a uma distância bem mais próxima: de 1,5 mil km.

Para poder colocar os satélites em órbita, a missão vai precisar fazer manobras de sobrevoo usando as gravidades dos planetas. Serão nove sobrevôos: um da Terra, dois de Vênus e seis de Mercúrio.

Planeta Desconhecido

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Tamanho de Mercúrio em relação a Terra.

Mercúrio é um dos planetas menos conhecidos do Sistema Solar. Os pesquisadores esperam que a BepiColombo ajude a decifrar alguns dos muitos mistérios em torno do planeta.

“É um planeta muito peculiar. Como está muito perto do Sol, tem características que os outros planetas do Sistema Sola não têm”.

Ele tem, por exemplo, um campo magnético, como a Terra, que não existem Marte ou em Vênus. Isso significa que a estrutura interna do planeta tem características que se pensava não serem compatíveis com a proximidade com o Sol, porque precisa de um componente líquido que não achávamos que existia”, afirma a cientista.

O campo magnético de Mercúrio é muito pequeno, só 1% do da Terra, e é deslocado em relação ao centro do planeta, algo que não acontece no nosso planeta, segundo Casale.

A missão Messenger detectou a presença de gelo nos polos de Mercúrio. Uma das tarefas de BepiColombo será confirmar esses depósitos e determinar sua quantidade e composição, além de descobrir se eles vêm de cometas ou se têm outra natureza.

Porque Mercúrio

“Há muitas outras características de Mercúrio que são muito especiais. É um planeta que encolheu, que perdeu parte do seu tamanho ao esfriar”, afirma Casale. “Pense em um planeta em sua forma inicial como uma bola de fogo que pouco a pouco esfriou e perdeu parte de seu volume. É algo que ainda não entendemos bem.”

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“Também detectamos uma quantidade de material volátil que parece ser incompatível com a proximidade de Mercúrio ao Sol. Isso parece indicar que o planeta se formou em um lugar muito mais longe do Sol e depois se movimentou de forma misteriosa ao local onde está atualmente. Tudo isso deve ser pesquisado.”

O estudo de Mercúrio é também a chave para entender a evolução do Sistema Solar e de seus planetas, incluindo a Terra.

“E podemos extrapolar esse conhecimento para o que passa nos planetas fora do Sistema Solar, já que há muitos que estão a uma distância de seu sol muito parecida com a de Mercúrio e o Sol”, afirma Casale.

“O fato de que Mercúrio ter um campo magnético é fundamental para procurar por planetas onde possa haver vida como a conhecemos, porque esse campo magnético é o único mecanismo que nos protege do vento solar.”

A missão tem um custo estimado de cerca de 1,65 bilhões de euros (R$ 7 bilhões) e vai ser concluída com a colisão dos módulos em Mercúrio em 2027 ou 2028