A Monte-Carlo model of Mercury's exosphere density was developed to study if the proposed STROFIO instrument on board of ESA's BepiColombo Mercury Planetary Orbiter (MPO) will be able to detect and identify the exospheric composition along the planetary orbit. We study the exospheric densities by using a Monte-Carlo technique who has the advantage that different particle release processes from Mercury's surface can be modeled. Our model follows the trajectories of each particle by numerical integration until the particle hits Mercury's surface again or escapes from the calculation domain. From many of these trajectories bulk parameters of the exospheric gas are derived, e.g. particle densities for various atomic and molecular species. Our study suggests that STROFIO should be available to detect at least at MPO's periherm all particles, which are released from the surface.

 

Wir entwickeln ein Modell, welches den Einfall von Sonnenwindteilchen, den Sputterprozess der Oberflächenminerale und die Ausbildung der Exosphäre in einer konsistenten Behandlung verknüpft. Wir koppeln drei Modelle: i) Eine 3D Hybrid-Simulation dient der Wechselwirkung zwischen Sonnenwind und Merkurs Magnetosphäre als Grundlage für die Berechnung des Protonenflusses auf der Oberfläche dient; ii) die mineralogische Zusammensetzung und der TRIM-Sputtering Code liefern die relativen Produktionsraten von gesputterten Teilchen; iii) diese Sputterraten zusammen mit einer entsprechenden Geschwindigkeitsverteilung liefern den Input für die 3D Modellierung der Exosphäre. Zukünftige Studien sollen die Variation der Teilchendichte entlang der Trajektorien von MESSENGER und BepiColombo bei ruhiger und aktiver Sonne simulieren.