Simulação de plasma de BepiColombo
Quando o Módulo de Transferência de Mercúrio da missão BepiColombo dispara os seus propulsores de propulsão elétrica, é extraído um feixe de iões. Isto é criado através da ionização do propelente de xénon, produzindo as partículas carregadas que podem ser aceleradas através de um campo elétrico.
Juntamente com os voos aproximados assistidos pela gravidade da Terra, Vénus e Mercúrio, o impulso do feixe de iões fornece os meios para viajar até ao planeta mais interno.
Depois de escapar à força da gravidade da Terra, com o lançador Ariane 5, a aeronave está numa órbita ao redor do Sol. O módulo de transferência, em seguida, tem de usar os seus propulsores para combater a poderosa força da gravidade do Sol. Também tem de ajustar a forma da sua órbita, para fazer uma série de nove voos aproximados assistidos pela gravidade nos planetas, antes de, finalmente, entregar as duas aeronaves científicas da missão na órbita de Mercúrio.
Esta imagem é um excerto de uma simulação do supercomputador que modela o fluxo de plasma ao redor da aeronave, logo após o feixe de iões de alta energia ser ativado. Um esboço da aeronave composta, com suas matrizes solares estendidas, é incluído aqui para referência.
A simulação rastreia as partículas no feixe, bem como aquelas que se difundem ao redor da aeronave, que são criadas pela interação dos iões do feixe de alta energia com os átomos de xénon neutros, que também fluem para fora do propulsor. A imagem mostra a densidade do plasma fluindo ao redor da aeronave e a sua evolução: vermelho representa alta densidade, azul é baixa densidade (veja a animação para uma escala detalhada).
Embora a animação tenha durado vários segundos, esta foi retardada, representando apenas oito milissegundos de tempo real - o tempo necessário para que o plasma atinja um estado estacionário.
A simulação foi realizada para demonstrar que o plasma produzido pelo propulsor não é prejudicial à aeronave: os seus materiais, incluindo matrizes ou instrumentos solares, por exemplo, ou ao próprio sistema de propulsão elétrica. As simulações também confirmaram que não há eventos de carregamento artificiais ou perigosos.
As medições a bordo verificarão os resultados da simulação e ajudarão a melhorar as formas pelas quais as interações geradas por plasma, espaçonave e ambiente espacial podem ser melhor modeladas.
O BepiColombo é um empreendimento conjunto entre a ESA e a JAXA. Após a sua jornada interplanetária de sete anos, as duas sondas científicas - o Mercury Planetary Orbiter e o Mercury Magnetospheric Orbiter - começarão a sua missão principal de fornecer o estudo mais aprofundado, até hoje, do misterioso Mercúrio.
A aeronave começou a transferência para o porto espacial da Europa, em Kourou, esta semana, onde um período intensivo de preparativos preparará a missão para o lançamento ainda este ano.
As simulações foram realizadas por Félicien Filleul, como parte do programa Young Graduate Trainee da ESA.