Gli esperimenti di radioscienza a bordo di sonde interplanetarie si sono rivelati uno strumento fondamentale per ottenere importanti risultati riguardo gravità e geodesia planetaria, fisica fondamentale e nascita ed evoluzione del sistema solare.
Tra tutti i pianeti del sistema solare, Mercurio riveste un ruolo di particolare interesse: la risonanza orbitale-rotazionale 3:2, la precessione anomala del perielio, l'alta densità media dei materiali superficiali, il suo inatteso campo magnetico, sono state tra le più grandi sfide dell'ultimo secolo nello studio del sistema solare.
I dati raccolti dagli esperimenti di radioscienza ospitati da missioni dirette verso Mercurio, hanno infatti permesso notevoli passi avanti nello studio della sua gravità, struttura interna e caratteristiche superficiali; hanno inoltre fornito dei risultati estremamente accurati riguardo fisica fondamentale, eliofisica e verifiche della relatività generale.
Obiettivo di questo studio è la verifica delle potenzialità di un'analisi congiunta dei dati ricavati da due missioni in orbita attorno Mercurio: la missione MESSENGER della NASA e i dati che verranno raccolti dalla missione BepiColombo dell'ESA.
MESSENGER è una missione della NASA lanciata nell'agosto 2004 che ha orbitato attorno Mercurio dal 2011 al 2015.
BepiColombo è una missione ESA/JAXA lanciata nell'ottobre 2018, che raggiungerà Mercurio nel dicembre 2025 per orbitare attorno al pianeta almeno un anno. L'esperimento MORE (Mercury Orbiter Radioscience Experiment) a bordo della sonda, sfrutta una strumentazione di radio-tracking estremamente avanzata per ottenere considerevoli miglioramenti rispetto i risultati ottenuti da MESSENGER.
Si prevede che l'analisi congiunta dei dati ottenuti da entrambe le missioni possa portare alle migliori accuratezze mai ottenute riguardo la stima di parametri legati alla fisica fondamentale, alla dinamica del sistema solare e a gravità e geodesia di Mercurio.
Per quanto riguarda il campo gravitazionale, come sottolineato precedentemente, la possibilità di ottenere una risoluzione elevata dalle misure dipende dalla quota a cui si trova lo strumento di misura. La fase finale della missione nel caso di MESSENGER ha raggiunto quote estremamente basse tanto da raggiungere un livello di risoluzione in alcune zone del polo Nord che difficilmente BepiColombo riuscirà a migliorare. Ad ogni modo, BepiColombo otterrà una risoluzione molto più soddisfacente sul resto della superficie planetaria, grazie alle caratteristiche della sua orbita. In base a queste osservazioni risulta facile intuire che unendo i dataset di entrambe le missioni si possa riuscire ad ottenere una mappa ad elevata risoluzione e sufficientemente uniforme su tutta la superficie del pianeta, sfruttando le geometrie dell'orbita di entrambe le missioni.
Per quanto riguarda il test di relatività generale, bisogna considerare che in questo caso i fenomeni dinamici che si vogliono rilevare hanno effetti secolari che diventano apprezzabili dopo molto tempo: si capisce dunque che il vantaggio dato dall'utilizzo dei dati di entrambe le missioni sta nel fatto che l'intervallo temporale analizzato crescerebbe notevolmente raggiungendo una durata di circa 15 anni, permettendo di osservare gli effetti relativistici in maniera decisamente più evidente rispetto a come sarebbe stato possibile tramite un'analisi delle singole missioni.
Inoltre, aldilà delle considerazioni fisiche che spiegano come in questo modo si trovino grandi vantaggi nel misurare certi effetti, bisogna tenere in conto del fatto che in generale un esperimento di radioscienza trae vantaggio dall'aumento del numero delle misure, riducendo (in maniera concorde al numero di misure in più che si hanno) l'incertezza che si ottiene sui parametri che si vogliono stimare.
L'unione di queste considerazioni fisiche, tecniche e matematiche definisce dunque il vantaggio che questo tipo di analisi può portare rispetto lo stato dell'arte su ciascuno degli effetti che si vuole misurare.