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Mercure : feu vert de l'ESA pour BepiColombo

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L'Agence spatiale européenne (ESA) a donné son feu vert à la construction de BepiColombo, une sonde qui devra reprendre l'étude exploratoire de la planète Mercure là où l'avait abandonnée Mariner 10 en 1975.

Les deux modules de BepiColombo en position.

La mission BepiColombo interpelle par son audace. En effet, Mercure se situe dans la région la plus chaude de notre Système solaire, à tel point qu'aux débuts de l'exploration spatiale, certains ont estimé que cette planète ne pourrait jamais être visitée. Et si la sonde américaine Mariner 10 en a bien effectué trois survols, en mars 1974, septembre 1974 et mars 1975, il était hors de question à l'époque de tenter une satellisation. A cela plusieurs raisons, dont la proximité de l'énorme masse solaire et les perturbations gravitationnelles engendrées, et aussi la vitesse propre de l'engin spatial.

Mercure, vue par Mariner-10 (NASA)

Il faut savoir qu'en effet, se rapprocher du Soleil réclame autant d'énergie que pour s'en éloigner. S'il est relativement aisé de ralentir une sonde en orbite solaire pour lui faire perdre de l'altitude par rapport à notre étoile, la loi des aires de Kepler conduit ensuite à une accélération jusqu'au périhélie l'amenant ensuite jusqu'à son point de départ, ici au niveau de l'orbite terrestre. Il sera donc nécessaire de freiner une seconde fois l'engin spatial au niveau de Mercure, puis à nouveau lors de l'inscription en orbite, manœuvres dispendieuses en énergie.

Loi des Aires, de Kepler.

Si S est le Soleil et M une position quelconque d'une planète, l'aire balayée par le segment SM entre deux positions C et D est égale à l'aire balayée par ce segment entre deux positions E et F si la durée qui sépare les positions C et D est égale à la durée qui sépare les positions E et F. La vitesse d'une planète devient donc plus grande lorsque la planète se rapproche du soleil. Elle est maximale au voisinage du rayon le plus court (périhélie), et minimale au voisinage du rayon le plus grand (aphélie).

Cette loi de Kepler est bien entendu valable pour un satellite artificiel comme pour une planète.

Afin de réduire l'emport de propergols, et ainsi augmenter considérablement la charge utile pour une masse égale au lancement, les techniciens ont opté pour une trajectoire indirecte comprenant quatre réactions de gravitation autour de la Lune, la Terre, Vénus, et une première fois Mercure, avant de s'y satelliser. Un voyage particulièrement complexe, mais économe, qui durera six années. La sonde sera également équipée d'un système de propulsion électrique (SEP, solar-electric propulsion), dont la technologie a déjà été expérimentée avec succès lors de la mission SMART-1 (2003-2006).

BepiColombo utilisera l'assistance gravitationnelle de Mercure pour se placer en orbite polaire, puis se scindera en deux modules indépendants, le MPO (Mercury Planetary Orbiter) et le MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), de conception japonaise.

BepiColombo en orbite autour de Mercure, avant séparation (vue d'artiste). Crédit ESA.

Le MPO, équipé de 11 instruments scientifiques, scrutera la planète et en établira une cartographie complète sans négliger l'étude de sa surface et de son atmosphère depuis une orbite de 400 x 1500 km décrite en 2,3 heures, tandis que le MMO étudiera le champ magnétique de la planète au moyen de 5 instruments depuis une orbite plus elliptique afin de traverser les zones de radiations successives de la planète, de 400 x 12.000 km et décrite en 9,2 heures.

Signalons aussi la présence d'un troisième module, le MTM (Mercury Transfert Module), exclusivement dédié à l'alimentation électrique et à la propulsion de la sonde durant le long voyage de la Terre à Mercure, et qui sera abandonné dès la séparation.

Initialement, la mission BepiColombo devait être encore plus ambitieuse et incorporer un atterrisseur chargé de déposer un rover à la surface de la planète. Mais des restrictions budgétaires ayant affecté l'ESA en 2003 l'ont contrainte à abandonner, provisoirement on l'espère, ce projet.

La maîtrise d'œuvre de la partie européenne de la mission a été confiée à EADS-Astrium, secondé par Alcatel Alenia Space. Le lancement de la sonde est prévu pour août 2013 au moyen d'une fusée Soyouz 2-1B/Fregat-M, la mise en orbite autour de Mercure devant intervenir en septembre 2020.

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