La sonde BepiColombo, qui doit rejoindre Mercure en 2025, est contrainte à plusieurs survols pour arriver à une allure suffisamment basse afin de se mettre en orbite autour de cette planète. Pour ralentir la vitesse de la sonde, le survol de Vénus réalisé hier est le plus important de la mission. Les explications d'Elsa Montagnon, responsable des Opérations de vol de BepiColombo vers Mercure au Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt de l'ESA (Esoc).

L'arrivée de BepiColombo autour de MercureMercure est prévue fin 2025, après un voyage de sept ans. La sonde a été lancée en octobre 2018. Pour atteindre la vitessevitesse requise afin d'être capturée en orbiteorbite par la gravité de Mercure, la sonde doit perdre 7 km/s, ce qui est très important. Ce freinage représente sept fois la poussée nécessaire pour rejoindre Mars. L'énergieénergie pour une mise en orbite autour de Mercure, à 58 millions de kilomètres du SoleilSoleil, est même bien plus élevée que pour expédier une sonde jusqu'à PlutonPluton, pourtant installée entre 4,4 et plus de 7 milliards de kilomètres.

BepiColombo réussira ce ralentissement en effectuant neuf manœuvres d'assistances gravitationnellesassistances gravitationnelles. Une autour de la Terre -- qui a surtout servi à modifier sa vitesse et courber sa trajectoire vers le centre du Système solaireSystème solaire à destination de Vénus --, deux autour de Vénus et six autour de Mercure. Ces survolssurvols sont nécessaires, sans quoi la sonde devrait embarquer énormément de carburant, ce qui rendrait la mission irréalisable. Dans le cas de BepiColomboBepiColombo, ils permettent d'économiser quelque 10 tonnes de carburant !

Le survol de Vénus que vient de réaliser la sonde BepiColombo, à seulement 552 kilomètres de la surface de Vénus, est le troisième de la mission « mais aussi le plus important », nous explique Elsa Montagnon, responsable des Opérations de vol de BepiColombo vers Mercure au Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt de l'ESAESA (Esoc). Cette opération a permis à la sonde de « décélérer sa vitesse de 5,7 kilomètres par seconde par rapport au Soleil ». Cette décélération obtenue est « énorme et même assez remarquable », tient-elle à préciser. Des neufs survols de la mission, celui réalisé hier est celui qui permet la « décélération la plus importante ».

Des opportunités trop rares pour observer le Système solaire interne

Lors de cette approche, les responsables de la mission ont profité de cette opportunité pour « réaliser quelques observations scientifiques en utilisant des instruments qui ne dépendent pas du pointage de la sonde ». Onze des sept instruments de la sonde ont été mis en route pour acquérir des données et réaliser une série de « mesures in situ, du plasma, du champ magnétiquechamp magnétique, des particules énergétiques et du vent solairevent solaire notamment ».

Ces observations in situ sont une véritable opportunité pour l'ESA qui, pendant très longtemps, ne disposait pas de satellite dans la partie interne du Système solaire. Aujourd'hui, elle compte plusieurs missions de sorte que le « Comité scientifique de l'ESA étudie avec grande attention les possibilités de faire des mesures coordonnées et multiples avec nos missions mais aussi celle de la NasaNasa (Solar Parker Probe, Stereo) et de la Jaxa (Akatsuki) ». Pour coordonner des observations simultanées, le Comité doit tenir compte de la « géométrie des sondes entre elles, et par rapport aux planètes et au soleil ».

Le Comité organise également des campagnes d'observation pendant les phases de croisière de BepiColombo et Solar OrbiterSolar Orbiter, « notamment pour obtenir des données sur le vent solaire et la météométéo spatiale ». Ces mesures simultanées, « depuis plusieurs endroits différents permettent de se faire une idée beaucoup plus précise des phénomène observés ». Certes, ce ne sont pas des campagnes d'observation qui durent longtemps, « mais elles ont tout de même un réel intérêt scientifique ».


BepiColombo va frôler Vénus cette après-midi

Article d'Adrien CoffinetAdrien Coffinet publié le 10 août 2021

Après Solar Orbiter lundi matin, c'est au tour ce mardi de BepiColombo de survoler celle que l'on surnomme l'« étoile du berger », visible en ce moment à la tombée de la nuit.

La sonde Solar Orbiter, développée par l'Agence spatiale européenne (ESA) avec une participation de la Nasa, est passée à 7.995 kilomètres de Vénus ce 9 août à 4 h 42 UTCUTC (6 h 42 heure de Paris). L'observatoire spatial, lancé le 10 février 2020, a pour objectif principal d'étudier les processus à l'origine du vent solaire, du champ magnétique héliosphérique, des particules solaires énergétiques, des perturbations interplanétaires transitoires ainsi que du champ magnétique du Soleil.

Ce 10 août, à 13 h 48 UTC (15 h 48 heure de Paris), seulement 33 heures après la sonde solaire, ce sera au tour de BepiColombo de survoler l'« étoile du berger », pour sa part à une altitude de seulement 550 kilomètres. La sonde, partenariat entre l'ESA et l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (Jaxa), fut lancée le 19 octobre 2018. Les deux orbiteurs qui composent la mission -- à savoir l'Européen Mercury Planetary Orbiter (MPO) et le Japonais Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) -- doivent se placer en orbite autour de Mercure en décembre 2025, le premier pour étudier l'intérieur, la surface et l'exosphère de Mercure ; le second pour étudier son champ magnétique, son exosphère ainsi que les ondes et particules situées dans l'environnement immédiat de la planète. Un troisième module, le Mercury Transfer Module (MTM), dont le maître d'œuvremaître d'œuvre est l'ESA, prend en charge la propulsion de MPO et MMO jusqu'à l'orbite de Mercure.

Moments clés lors du survol de Vénus par <em>Solar Orbiter</em> et <em>BepiColombo</em>. Les heures sont données en UTC ; ajoutez deux heures pour l'heure de Paris. © ESA
Moments clés lors du survol de Vénus par Solar Orbiter et BepiColombo. Les heures sont données en UTC ; ajoutez deux heures pour l'heure de Paris. © ESA

L'occasion d'étudier Vénus à moindres frais

Les deux sondes ont besoin d'assistance gravitationnelle pour perdre de l'énergie orbitaleorbitale afin d'atteindre leurs destinations vers le centre du système solaire. Ce double survol offre une occasion sans précédent pour étudier l'environnement de Vénus à partir de différents endroits en même temps et, de plus, des endroits qui ne sont généralement pas visités par un orbiteur planétaire dédié.

Malheureusement, il n'est pas possible de prendre des images haute résolutionrésolution de Vénus avec les caméras scientifiques à bord : Solar Orbiter doit rester face au Soleil, tandis que la caméra principale à bord de BepiColombo est protégée par le module de transfert. Cependant, deux des trois caméras de surveillance de BepiColombo prendront des photos, en noir et blanc, et avec une résolution de 1.024 x 1.024 pixelspixels, au moment de l'approche et dans les jours qui suivront. La première image devrait être disponible dans la soirée du 10 août et la majorité, le lendemain. L'imageur SoloHI de Solar Orbiter, qui prend généralement des images du vent solaire en capturant la lumièrelumière diffusée par les électronsélectrons dans le vent, a par ailleurs eu la possibilité d'observer le côté nocturnenocturne de Vénus au cours de la semaine précédant l'approche.

Vue d'artiste de <em>Solar Orbiter</em> survolant Vénus. © ESA/ATG medialab
Vue d'artiste de Solar Orbiter survolant Vénus. © ESA/ATG medialab

Accessoirement, les deux sondes, qui ne s'approchent pas à moins de 575.000 kilomètres l'une de l'autre (l'équivalent d'une fois et demie la distance Terre-Lune), ne peuvent pas se photographier l'une l'autre.

Solar Orbiter acquiert des données de manière quasi constante depuis son lancement avec ses quatre instruments in situ qui mesurent l'environnement autour de la sonde. Solar Orbiter, MPO et MMO recueilleront des données sur l'environnement magnétique et plasma de Vénus. Dans le même temps, la sonde japonaise Akatsuki est en orbite autour de Vénus, ce qui crée une constellation unique de points de données. Il faudra plusieurs mois pour rassembler les mesures de survol coordonnées et les analyser de manière significative. Les données collectées lors des survols fourniront également des informations utiles à EnVision, le futur orbiteur vénusien de l'ESA, qui a été sélectionné plus tôt cette année et sera lancé vers Vénus dans les années 2030.

Par ailleurs, depuis la Terre, Vénus est actuellement visible le soir, au crépusculecrépuscule, et le sera encore ces prochains mois

Vue d'artiste de BepiColombo survolant Vénus. © ESA/ATG medialab
Vue d'artiste de BepiColombo survolant Vénus. © ESA/ATG medialab

Deux autres survols cet automne

Dans la nuit du 1er au 2 octobre, BepiColombo verra sa destination pour la première fois, effectuant son premier survol de Mercure (sur six prévus) à seulement 200 kilomètres. Le 27 novembre, Solar Orbiter effectuera pour sa part un dernier survol de la Terre à 460 kilomètres, donnant le coup d'envoi de sa mission principale. Il continuera à faire des survols réguliers de Vénus pour augmenter progressivement l'inclinaison de son orbite afin d'observer au mieux les régions polaires inexplorées du Soleil, ce qui est essentiel pour comprendre le cycle d'activité de 11 ans du Soleil.