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Messenger, une sonde à destination de Mercure : lancement le 2 août

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Mercure est la planète la plus proche du Soleil et la plus petite des planètes telluriques du Système Solaire intérieur. Son diamètre est de 4880 km et sa distance moyenne au Soleil d'environ 58.000.000 km. Sa ressemblance avec la Lune est frappante, on y trouve des régions montagneuses et de grands bassins criblés de cratères. Cependant, elle se distingue de la Lune par la présence d'immenses failles nommées escarpements.

Mercure demeure peu connue, il s'agit de la planète la moins explorée du système interne. Messenger sera seulement le deuxième engin spatial à la rejoindre après la sonde américaine Mariner 10 au milieu des années 70.

La sonde Messenger après son décollage : direction Mercure ! crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
La sonde Messenger après son décollage : direction Mercure !
crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Mariner 10 a survolé trois fois Mercure entre 1974 et 1975, malheureusement les régions éclairées par le Soleil étaient les mêmes. De sorte que Mariner 10 a cartographié approximativement 45 % de la surface de Mercure, de sorte que de vastes régions restent à découvrir. Le survol le plus près de la surface aura lieu le 16 mars 1975 à une altitude d'environ 320 km. Les survols de la planète avaient été bien trop brefs, soulevant beaucoup de nouvelles questions mais n'apportant pas assez d'informations pour y répondre.

Messenger et ses sept instruments ont été conçus pour répondre aux questions nées des survols de Mariner 10.

Objectifs scientifiques

Les principaux objectifs de la mission concernent l'étude de la surface (composition minérale), de l'atmosphère et du champ magnétique bizarre de la planète. Trois domaines essentiels si l'on veut mieux comprendre l'évolution du système interne d'autant plus que la Terre appartient à ce système tout comme Vénus et Mars.

Messenger devra répondre à six questions :

  • Pourquoi la planète Mercure est-elle si dense ?
  • Quelle est son histoire géologique ?
  • Quelle est la structure et l'état actuel de son noyau (fusion ou solide)?
  • Quelle est la nature de son champ magnétique ?
  • Quelles sont les caractéristiques des éléments peu commun aux planètes et présents à ses pôles ? - Pourquoi les volatils sont si importants sur Mercure ?

    En raison de sa température de surface extrême, on déterminera également si la planète connu un cycle volcanique actif dans son histoire. L'atmosphère de la planète est également un sujet de débat. Sa pression au sol est extrêmement faible. Elle est composée d'hydrogène et d'hélium, atomes qui ne font que passer ! Ils proviennent du vent solaire et y retournent, ne séjournant qu'une centaine de jours. Messenger étudiera le nuage énorme de sodium qui entoure la planète et forme une sorte de queue cométaire. Il a été découvert par Mariner 10 et on ne sait pas bien l'origine du mécanisme qui l'alimente.
    Les observations radar ont montré une réflectivité élevée près des pôles, suggérant que quelques cratères restent à l'ombre du Soleil de façon permanente. Ils contiendraient une certaine forme d'eau gelée. La détermination de la nature exacte de ces dépôts est également un objectif important de la mission.

    Légende : La planète Mercure vue par la sonde Mariner 10 - crédit NASA

    Enfin, les scientifiques s'intéresseront au champ magnétique de la planète, de son interaction avec le vent Soleil et la problématique qu'il soulève vis-à-vis de son noyau. Un champ aussi fort exige la présence d'un noyau liquide ou en fusion. Or, depuis le temps écoulé depuis sa formation, le noyau de la planète doit s'être complètement solidifié.

    La sonde Messenger en orbite autour de Mercure. crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
    La sonde Messenger en orbite autour de Mercure.
    crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

    Profil de mission

    Le lancement de la sonde Messenger est fixé au 2 août 2004 à 06H16 GMT (08H16 heure de Paris) au moyen d'un lanceur Delta II de Boeing.

    Afin d'atteindre la planète Mercure en consommant le moins de carburant possible, la sonde utilisera l'assistance gravitationnelle de la Terre et de Vénus. Elle survolera notre planète en août 2005 et Vénus par deux fois, en octobre 2006 et juin 2007. Chaque passage au-dessus de ces planètes accélérera la sonde 'naturellement' qui doit rejoindre Mercure en janvier 2008. Toutefois, trois survols de la planète à des altitudes d'environ 200 kilomètres lui seront nécessaires avant de s'insérer en orbite autour de Mercure, le 18 mars 2011. Les 3 manœuvres prévus respectivement le 15 janvier 2008, 6 octobre 2008 et le 30 septembre 2009 au-dessus de régions éclairées par le Soleil mais plongées dans l'ombre lors des survols de Mariner 10.

    Evidemment, ce voyage à travers le système interne n'est pas le plus court chemin pour rejoindre Mercure. La sonde parcourra environ 7,9 milliard de km avant d'atteindre son objectif en un peu plus de sept années et 13 orbites autour du Soleil.

    En raison de la proximité de la planète au Soleil, les températures attendues au voisinage de l'engin spatial seront extrêmes. A cette distance, le Soleil est 11 fois plus lumineux que depuis la Terre. Sur Mercure, la température de surface peut monter jusqu'à plus de 400 ° C et redescendre, la nuit à - 170 °C ce qui fait une grande amplitude thermique. Messenger a été conçu en conséquence. Il est équipé d'un grand bouclier solaire et recouvert d'une protection en céramique, conçue pour résister à ces températures très élevées.

    Mission

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