El coet Ariane 5 s'ha enlairat aquest dissabte del Port Espacial Europeu de Kurú, a la Guaiana Francesa, rumb a Mercuri, convertint-se en el primer satèl·lit llançat per la Agència Espacial Europea (ESA), juntament amb l'Agència Japonesa d'Exploració Aeroespacial (JAXA), al planeta més proper al sol.

La missió BepiColombo té per objectiu descobrir molts dels secrets que encara guarda gelosament Mercuri. BepiColombo serà la tercera sonda en visitar Mercuri després de la de Mariner 10, llançada a mitjans dels 70, i Messenger, que en va operar entre 2011 i 2015, ambdues de la NASA (BepiColombo es basarà en els descobriments i les qüestions plantejades per aquesta missió).

Els dos orbitadors científics són: l'Orbitador Planetari a Mercuri (MPO o 'Bepi'), de l'ESA, i l'Orbitador Magnetosférico de Mercurio (MMO o 'Mio'), de la JAXA. El Mòdul de Transferència a Mercuri (MTM), construït per l'ESA, transportarà ambdós fins a Mercuri fent servir una combinació de propulsió solar-elèctrica i maniobres d'assistència gravitatòria.

El MPO observarà el planeta des de la seva òrbita, estudiant composició, topografia i morfologia de la seva superfície i el seu interior, mentre que el MMO se centrarà en l'estudi de l'entorn del planeta i la seva magnetosfera. Serà la primera vegada que dos orbitadors realitzin observacions coordinades i simultànies des de punts diferents de l'entorn de Mercuri.

En concret, BepiColombo intentarà resoldre com es va originar Mercuri i com va evolucionar des d'aleshores fins a l'actualitat. Per a això, estudiarà la seva superfície i el seu interior, la composició i la dinàmica de la seva exosfera, l'estructura i la dinàmica de la seva magnetosfera i l'origen del seu camp magnètic. A més, es realitzaran experiments per provar la teoria de la relativitat general d'Einstein.

Així mateix, ajudarà els científics a comprendre millor la formació i evolució del Sistema Solar, contribuint així a entendre com els planetes més interiors d'altres sistemes extrasolars es formen i evolucionen.

La missió també buscarà confirmació de l'existència de gel d'aigua i si procedeix d'impactes de cometes, mentre intentarà respondre a per què el seu camp magnètic es troba allunyat 400 quilòmetres respecte al centre del planeta.

BepiColombo tardarà més de set anys a arribar fins a la seva destinació. Durant aquests anys, la missió sobrevolarà una vegada la Terra, dues vegades Venus i sis vegades Mercuri, abans d'entrar en òrbita, fet previst per al març de 2026.

Segons ha informat el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), el Grup de Dispositius i Sistemes de Potència de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona del CSIC ha desenvolupat i fabricat un dels components electrònics "més crítics" de la missió BepiColombo.

En concret, es tracta dels díodes de protecció de les cel·les fotovoltaiques dels panells solars. El CSIC ha explicat que aquests components (700 en total, entre les dues sondes que orbitaran Mercuri) estan situats al costat dels panells solars per protegir-los en cas de fallar una de les cel·les, i estaran exposats a temperatures molt extremes (300ºC durant l'exposició directa al Sol i 150ºC baix zero en la fase d'eclipsi darrere del planeta).

Les dues sondes són el Mercury Planetary Orbiter (MPO) i el Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), cada una amb el seu propi panell solar.

Perquè els dispositius puguin resistir aquestes condicions extremes, l'equip liderat pel professor Philippe Godignon ha desenvolupat els díodes amb carbur de silici, un nou semiconductor que està reemplaçant al silici en moltes aplicacions de l'electrònica de potència com, per exemple, el cotxe elèctric. En aquest projecte ha participat també ALTER Technology de Madrid, realitzant els tests i qualificació per a l'espai dels díodes.

L'agència estatal adscrita al Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats ha indicat que el repte era desenvolupar un dispositiu semiconductor capaç de suportar temperatures extremes i preservar el funcionament dels panells solars. "Els panells solars de la nau estaran disposats en línies horitzontals connectades. Cal aconseguir que, encara que falli una, les altres continuïn funcionant", ha assenyalat Godignon.

Per això, cada una d'aquestes línies de cel·les solars tindrà un díode d'alta tensió en sèrie, un component electrònic que permetrà desconnectar la línia defectuosa i assegurar que el funcionament de les cel·les adjacents continuï garantit.

Condicions extremes

Mercuri és el planeta més proper al sol (arriba a aproximar-se a poc més de 46 milions de quilòmetres durant el seu periheli) i també és el més petit del Sistema Solar. Aquestes circumstàncies comporten que el seu estudi amb sondes espacials sigui més complicat del que sol ser habitual en aquest tipus de missions.

De fet, un dels principals reptes de la missió és l'enorme gravetat del Sol, que dificulta la posada de les naus en una òrbita estable al voltant de Mercuri, per la qual cosa es necessita encara més energia que per enviar una missió a Plutó.

Després del llançament, i una vegada fora del "pou gravitatori" de la Terra, BepiColombo haurà de frenar constantment contra l'atracció gravitacional del Sol. Els propulsors iònics del MTM subministraran la baixa propulsió necessària durant la llarga fase de creuer, fent servir tecnologies demostrades prèviament a la missió GOCE de l'ESA per a l'estudi de la gravetat terrestre i la missió SMART-1 a la Lluna.

A més, en tractar-se del planeta més proper al sol, haurà de suportar uns canvis de temperatura extremes, que van des dels -170º als 450º C, però també una radiació solar deu vegades més intensa, un flux infraroig 20 vegades més alt que a la Terra, una radiació ultraviolada molt intensa i el vent solar bufant a una velocitat de 400 quilòmetres per segon, entre d'altres.

De fet, l'entorn del planeta va obligar a redissenyar molts components de BepiColombo, sobretot dels panells solars i del seu aïllant tèrmic. A més, fa servir també una propulsió elèctrica solar que és inèdita per a missions d'exploració del Sistema Solar de l'ESA.