Mercure le 1er octobre lors du premier survol de la sonde spatiale BepiColombo. © ESA, BepiColombo, MTM, CC by-sa 3.0 IGO
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Que nous apprend le premier survol de Mercure par la sonde BepiColombo ?

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[EN VIDÉO] Première visite de BepiColombo à Mercure  La sonde BepiColombo de l'ESA et la Jaxa est passée près de Mercure le 1er octobre 2021, pour la première fois depuis son lancement en 2018. Voici les premières images de ce survol jusqu'à 199 kilomètres de la petite planète. 

L'environnement magnétique et particulaire autour de Mercure a été échantillonné par BepiColombo lors du survol des 1er et 2 octobre 2021, tandis que l'attraction gravitationnelle de la planète était ressentie par ses accéléromètres. Les données magnétiques et accélérométriques ont été converties en fichiers sonores.

Comme nous vous le rapportions dans l'article ci-dessous, BepiColombo a effectué son premier survol de Mercure dans la nuit du 1er au 2 octobre. Outre les photos que nous vous avions présentées, la sonde spatiale euro-japonaise (ESA et Jaxa) a acquis diverses données sur la planète, aussi bien sur son environnement magnétique et particulaire que sur son champ gravitationnel.

Johannes Benkhoff, scientifique du projet BepiColombo à l'ESA, explique que, « pour certains des instruments de BepiColombo, [ce survol] a marqué le début de leur collecte de données scientifiques et une chance de vraiment commencer à se préparer pour la mission principale. Ces survols offrent également la possibilité d'échantillonner des régions autour de Mercure qui ne seront pas accessibles une fois que nous serons en orbite ».

Un survol déjà riche d'enseignements

Le spectromètre ultraviolet Phebus a collecté des données sur les éléments présents dans l'atmosphère très peu dense de la planète, ou exosphère.

Les deux détections les plus importantes de Phebus sont illustrées sur ce graphique non étalonné, mettant en évidence la présence de calcium (en bleu) et d'hydrogène (en orange). L'émission a culminé une fois que BepiColombo a quitté l'ombre de Mercure (région en pointillés), peu de temps après son passage au plus près de la planète. La ligne verte représente la distance par rapport à Mercure. © ESA/BepiColombo/Phebus, Latmos/Cnes, IKI/Roscosmos, DESP/Jaxa

Le Spectromètre pour rayons gamma et neutrons pour Mercure (MGNS) a pour sa part détecté d'importants flux de neutrons et de rayons gamma. Ces émissions sont produites par l'interaction de rayons cosmiques galactiques avec les couches superficielles supérieures de Mercure et fournissent également des informations sur la composition de la surface. Une analyse détaillée des données - aussi acquises lors du survol de Vénus - est en cours.

Des capteurs sur la flèche du magnétomètre ont enregistré les détails du vent solaire et du champ magnétique autour de Mercure. L'équipe du magnétomètre était particulièrement enthousiaste à l'idée de collecter des données de si près au-dessus de l'hémisphère sud de la planète car, jusqu'à présent, seul l'hémisphère nord de Mercure avait été examiné magnétiquement, par la mission Messenger de la Nasa.

Sonification des données de champ magnétique de Mercure, capturées avec le magnétomètre à bord du MPO. On entend deux synthétiseurs contrôlés par trois caractéristiques du champ magnétique. La hauteur du premier synthétiseur représente l'amplitude qui change lentement du champ magnétique de fond. D'abord le vent solaire se fait entendre, puis l'augmentation et la diminution du champ magnétique planétaire, puis à nouveau le vent solaire. Plus la hauteur est basse, plus le champ magnétique est intense. La hauteur du deuxième synthétiseur est, elle, contrôlée par les variations de l'amplitude du champ magnétique. Un champ magnétique plus turbulent est représenté par un changement de hauteur plus rapide. Le croisement de la magnétogaine, après le passage au plus près de la planète (ligne en pointillés), est très net. L'utilisation de l'enveloppe d'amplitude comme contrôle du volume du second synthétiseur met l'accent sur les différentes régions magnétosphériques. © ESA/BepiColombo/MPO-MAG/IGEP-IWF-IC-ISAS

Les données ont été converties en son pour être audibles à l'oreille humaine. La sonification qui en résulte capture la variation d'intensité du champ magnétique et du vent solaire, y compris le moment où le vaisseau spatial a traversé la magnétogaine, c'est-à-dire la région frontière très turbulente entre le vent solaire et la magnétosphère autour de la planète.

L'Accéléromètre à ressort italien (ISA), à bord du Mercury Planetary Orbiter (MPO) de l'ESA, a enregistré les accélérations mesurées par la sonde alors qu'elle subissait l'attraction gravitationnelle de la planète pendant le survol, et sa réponse au changement de température lorsqu'elle est entrée et sortie de l'ombre de la planète. L'ISA a également détecté le mouvement du spectromètre Phebus lorsqu'il a cliqué dans son support de « stationnement » après avoir terminé ses opérations.

Spectrogramme créé à partir de données enregistrées par l'ISA. Ces détections ne sont pas audibles à l'oreille humaine mais ont été « sonifiées » et associées à un tracé de fréquence pour mieux visualiser les différents événements. Les deux premiers sons distincts correspondent respectivement à la sonde entrant et sortant de l'ombre de Mercure. Un autre son distinct se fait entendre vers 00 h 05 UTC, correspondant au retour de l'instrument Phebus dans sa position « stationnement ». Le passage au plus près de la planète a eu lieu à 23:34:41 UTC le 1er octobre. © ESA/BepiColombo/ISA/ASI-Inaf

L'ISA contribuera à l'étude de la structure interne de Mercure et testera la théorie de la relativité générale d'Einstein avec une précision sans précédent. Il sera également essentiel pour déterminer précisément l'orbite du MPO autour de Mercure et du centre de masse de Mercure autour du Soleil.

Une préparation pour la mission principale

Une fois en orbite de Mercure, des mesures complémentaires du champ magnétique effectuées par le MPO et le Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO ou Mio) de la Jaxa conduiront à une analyse détaillée du champ magnétique de la planète et de sa source, afin de mieux comprendre l'origine, l'évolution et l'état actuel de l'intérieur de la planète. De plus, les deux orbiteurs traverseront différentes zones de la magnétosphère de Mercure et à différentes échelles de temps, mesurant simultanément l'évolution du champ magnétique dans le temps et l'espace et sa relation avec le vent solaire.

En attendant, Daniel Heyner, de l'Université technique de Brunswick (Allemagne), qui dirige le groupe de chercheurs du magnétomètre du MPO, et ses collègues commenceront à donner suite à des questions telles que : les caractéristiques du champ magnétique de l'hémisphère nord peuvent-elles être facilement transférées à l'hémisphère sud ? Le champ magnétique généré par la dynamo a-t-il changé au cours des six dernières années après la mission Messenger, comme il le fait continuellement sur Terre ? Les nouvelles données de survol de BepiColombo - et à terme les données de sa mission scientifique principale - seront comparées aux modèles de champ magnétique globaux créés à partir de la mission Messenger pour produire l'image la plus précise à ce jour du champ magnétique de Mercure.

Pour en savoir plus

Les premières images de Mercure frôlée par la sonde BepiColombo ce week-end

Article de Xavier Demeersman, publié le 4 octobre 2021

La sonde spatiale des agences spatiales européennes et japonaises (ESA et Jaxa) BepiColombo a accompli sa toute première visite d'une série de six à Mercure. Voici ses premières images transmises à la Terre.

Il était 23 h 34 en temps universel, vendredi 1er octobre, quand la sonde spatiale BepiColombo a frôlé Mercure. Soit 1 h 34, le 2 octobre, en France métropolitaine. Les photos que vous voyez ici ont été prises cinq minutes après son passage au plus près de la surface de cette planète sans atmosphère.

Arrivée par le côté nuit de Mercure, BepiColombo a photographié le lever du jour sur Astrolabe Rupes, cinq minutes après avoir frôlé la planète à 199 kilomètres de sa surface. La sonde était à alors à 1.183 kilomètres au-dessus de ses cratères. © ESA, BepiColombo, MTM, CC BY-SA 3.0 IGO

Après un survol de la Terre et deux de Vénus depuis son départ il y a bientôt trois ans, l'engin de la Jaxa et de l'ESA vient donc de réaliser sa toute première visite à la planète la plus proche du Soleil, sa destination finale, autour de laquelle il s'installera définitivement en orbite... le 5 décembre 2025.

Il était 23 h 44 TU, le 1er octobre, quand BepiColombo a pris cette photo de Mercure. La sonde était alors à 2.418 kilomètres au-dessus de la surface de la planète. © ESA, BepiColombo, MTM, CC BY-SA 3.0 IGO

Les versions annotées de ces images prises lors de son éloignement marquent les cratères les plus importants comme Lermontov, bassin d'impact de quelque 166 kilomètres de diamètre. Une région qu'aura à cœur d'étudier de près BepiColombo, dès le début de sa mission, en 2026.

Version annotée. © ESA, BepiColombo, MTM, CC BY-SA 3.0 IGO

Une sonde spatiale va frôler Mercure, la planète la moins explorée du Système solaire, cette nuit

Article de Margaux Abello, publié le 1er octobre 2021

Le 2 octobre, au petit matin, BepiColombo passera enfin au-dessus de l'astre méconnu et tant convoité par les scientifiques de la mission euro-japonaise. Mais bien qu'à seulement quelques heures des retrouvailles avec Mercure, la sonde spatiale sera forcée de poursuivre son fastidieux périple et ce jusqu'en 2025.

Depuis son lancement le 20 octobre 2018, les orbiteurs regroupés à bord de BepiColombo ont déjà réalisé plusieurs survols (flyby) planétaires, bénéficiant de l'assistance gravitationnelle (une fois de la Terre et deux fois de Vénus) dans le but de rejoindre la seule planète du Système solaire dépourvue d'atmosphère. Une fois que la sonde arrivera à proximité de Mercure, elle devra encore réaliser six survols aux abords du corps céleste pour freiner suffisamment sa course, jusqu'à être capturée gravitationnellement. Ces brefs vis-à-vis, aux allures de rendez-vous manqués, sont essentiels pour parvenir à se positionner en orbite autour du voisin immédiat du Soleil et finalement déployer sa panoplie d'instruments dédiés à l'étude méticuleuse de la plus petite planète tellurique.

Mercure prise par la sonde Messenger en 2009 avec sa caméra WAC. © Nasa, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie

BepiColombo invite les planétologues en ébullition à l’entrevue planifiée avec Mercure

Dans la nuit du 1er au 2 octobre 2021, aux alentours de 01 h 34 en France (UTC+2, heure d'été), la sonde frôlera Mercure, à environ 200 kilomètres de sa surface cratérisée, afin d'entamer patiemment son lent ralentissement. Pendant une fenêtre de quatre heures, BepiColombo profitera alors du rapprochement pour prendre des clichés et réaliser des analyses préliminaires de la planète. Les données collectées fourniront un premier aperçu scientifique de ce qui se passera au moment de l'enclenchement de la mission principale, en décembre 2025.

Infographie précisant les étapes du survol de Mercure par BepiColombo dans la nuit du 1er au 2 octobre 2021 (les tailles de la sonde et de la planète ne sont pas à l’échelle). © ESA

Après sept années de voyage et neuf survols… toutes les facettes de Mercure passeront au crible

À ce jour, seulement deux autres sondes spatiales ont été conçues pour observer Mercure : Mariner 10 (1973 à 1975) et Messenger (2010-2015). BepiColombo est la première mission mercurienne non américaine, visant à cartographier et analyser la composition surfacique de la planète. De son noyau à ses champs magnétique et gravitationnel, en passant par l'examination de son exosphère, les moyens technologiques dernier cri mobilisés in situ aideront les chercheurs à dissiper l'épais mystère entourant sa formation et son évolution. Le prochain survol prévu de Mercure n'aura lieu qu'en juin 2022.

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