La mission européenne d’exploration de Mercure, BepiColombo, effectue début octobre son premier survol de la planète, trois ans après avoir quitté la Terre. Elle sera définitivement en orbite en 2025.

Ça y est : BepiColombo effectue enfin son premier survol de Mercure, exactement à la date prévue. Dans la nuit du 1er au 2 octobre, la sonde se rapprochera à près de 200 kilomètres de la surface, avant de repartir : il s’agit en fait de la première des neuf manœuvres qu’il lui faut accomplir pour achever sa satellisation autour de la planète la plus proche du Soleil. La mise en orbite doit survenir en 2025.

L’objectif de la mission BepiColombo

BepiColombo est une mission d’exploration spatiale. Il s’agit de placer en orbite autour de Mercure deux sondes : la première est un engin européen appelé « Bepi » (MPO, Mercury Planet Orbiter) et la seconde, de conception japonaise, s’appelle « Mio » (MMO, Mercury Magnetospheric Orbiter). Elles sont transportées entre la Terre et Mercure par le module européen de transfert vers Mercure (MTM).

La mission a été baptisée en l’honneur de l’Italien Giuseppe Colombo, scientifique, mathématicien, astronome et ingénieur, qui a vécu de 1920 à 1984.

Cet hommage ne doit rien au hasard : en effet, ses travaux ont éclairé la mécanique céleste de résonance spin-orbite de Mercure (elle tourne sur elle-même trois fois quand elle fait deux orbites complètes autour du Soleil). Par ailleurs, il a aussi aidé à la réussite d’une mission de l’agence spatiale américaine dans les années 70. Cette double contribution justifiait de le mettre en avant de cette façon.

BepiColombo propulseurs à ergols liquides

Les propulseurs à ergols liquides de BepiColombo.

Source : ESA–C. Carreau

BepiColombo doit mieux connaître Mercure

L’objectif est de mieux comprendre Mercure, planète du Système solaire qui a été la moins explorée parmi les planètes telluriques — rocheuses. « La mission fournira des informations sur l’évolution d’un système solaire, et notamment sur la manière dont se forment et évoluent les planètes qui, dans des systèmes exoplanétaires, gravitent à proximité de leur étoile », a détaillé à ce sujet l’Agence spatiale européenne (Esa.

Plus spécifiquement, le module européen doit étudier la surface et l’exosphère tandis que le module japonais, lui, entend se focaliser sur la magnétosphère. Pour cela, le premier embarque onze instruments scientifiques et le second cinq. Comme l’explique Éric Quemerais, responsable du spectroscope ultraviolet Phebus, on s’attend à détecter du magnésium, du potassium et de l’oxygène, tout comme de la glace.

Le voyage jusqu’à Mercure est un challenge pour BepiColombo

Atteindre Mercure est loin d’être une partie de plaisir. En effet, la masse du Soleil exerce un champ de gravité considérable qui « rend particulièrement difficile l’insertion d’un véhicule spatial sur une orbite stable autour de Mercure », observe l’Esa. À tel point qu’il faut plus d’énergie pour une mission vers Mercure qu’une autre qui serait destinée à explorer Pluton, qui se trouve pourtant aux confins du Système solaire.

Pour ne pas tomber dans le Soleil, BepiColombo doit « constamment exercer un freinage contre l’attraction » de l’étoile. Pour cela, elle a notamment recours à 9 assistances gravitationnelles des astres aux alentours, et peut aussi mobiliser des propulseurs ioniques du MTM, qui eux fournissent « la faible poussée requise durant de longues séquences de la phase de croisière ».

BepiColombo est une première européenne

BepiColombo constitue une grande première pour l’Agence spatiale européenne. Elle n’avait jusqu’à présent jamais programmé de mission en direction de Mercure. Seule la Nasa a déjà atteint la première planète du Système solaire, à deux reprises : au milieu des années 70 avec la mission Mariner 10, et il y a une dizaine d’années avec la mission Messenger.

C’est le 20 octobre 2018, à 3h45 du matin, que la mission BepiColombo a été lancée par l’Agence spatiale européenne. Après être restée un temps dans le voisinage de la Terre, jusqu’en avril 2020, la sonde a mis le cap sur Vénus : aidée de l’assistance gravitationnelle, l’engin a courbé sa trajectoire pour foncer vers le centre du Système solaire. Une étape avant son but ultime : rallier Mercure.

BepiColombo n’est pas une mission 100 % européenne. On note une participation notable de l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (Jaxa),à travers la fourniture d’un des deux orbiteurs, qui est chargé d’analyser la magnétosphère de Mercure. Il n’en demeure pas moins que tout le reste est opéré au niveau européen, que ce soit le décollage ou le transport jusqu’à Mercure.

Un voyage de 7 ans pour BepiColombo

Avec un décollage survenu en octobre 2018, BepiColombo s’est lancée dans un très long périple spatial. Il a fallu trois ans pour que le premier survol de Mercure ait lieu. Quant aux autres manœuvres, elles doivent s’échelonner entre 2022 et 2025, avant une mise en orbite des deux orbiteurs en décembre 2025. Entre temps, la mission a effectué une orbite autour de la Terre et deux autres autour de Vénus.

L’ensemble du trajet que doit accomplir BepiColombo représente près de 9 milliards de kilomètres. C’est un parcours qui paraît immense alors que la Terre n’est pas si éloignée que cela de Mercure (il y a 150 millions de km qui séparent la Terre du Soleil) Sauf que le voyage ne se fait pas en ligne droite. des boucles ont dû être effectuées pour les besoins de la fronde gravitationnelle, pour gagner en vitesse et ajuster la trajectoire.

En vitesse de pointe, elle a filé à 60 km par seconde et les télécommunications entre la Terre et BepiColombo mettent jusqu’à 13 minutes pour franchir le gouffre de l’espace.

BepiColombo

Détaile d'une antenne sur BepiColombo.

Source : Alexander Stirn

(mise à jour du sujet avec le premier survol de Mercure)