L'Agence spatiale européenne lance une mission d'exploration de Mercure. Baptisée BepiColombo, elle vient de quitter le voisinage de la Terre le 10 avril 2020. Elle arrivera à destination dans plus de cinq ans.

C’est le 20 octobre 2018, à 3h45 du matin, que la mission BepiColombo a été lancée par l’Agence spatiale européenne. Depuis cette date, la sonde spatiale se trouvait dans le voisinage de la Terre. C’était vrai jusqu’au 10 avril 2020. À cette date, elle a mis les voiles vers Vénus : grâce à l’assistance gravitationnelle, l’engin a courbé sa trajectoire pour foncer vers le centre du Système solaire. But ultime : rallier Mercure.

La mission BepiColombo

BepiColombo est une mission d’exploration spatiale. Il s’agit de placer en orbite autour de Mercure deux sondes spatiales : 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 seront 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, ingénieur, qui a vécu de 1920 à 1984.

Un hommage qui ne doit rien au hasard : ses travaux ont non seulement expliqué 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) mais il a aussi aidé a la réussite d’une mission de la Nasa visant la première planète du Système solaire, dans les années 70.

BepiColombo propulseurs à ergols liquides
Les propulseurs à ergols liquides de BepiColombo. // Source : ESA–C. Carreau

Mieux connaître Mercure

L’objectif est de mieux comprendre Mercure, car c’est la planète du Système solaire qui a été la moins explorée parmi les planètes telluriques. « 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 », commente l’ESA.

Plus spécifiquement, le module européen étudiera la surface et l’exosphère tandis que le module japonais se concentrera 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.

Manœuvre délicate

Atteindre Mercure sera 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 », explique l’Agence spatiale européenne. À tel point qu’il faut plus d’énergie pour une mission vers Mercure qu’une autre qui serait destinée à explorer Pluton.

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

Une éruption solaire. // Source : Wikimedia/CC/NASA/GSFC/SDO

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.

Il est à noter que BepiColombo n’est pas une mission 100 % européenne. On note en effet une participation de l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (Jaxa), mais seulement pour la fourniture d’un des deux orbiteurs, celui chargé d’analyser la magnétosphère de Mercure. Tout le reste est opéré au niveau européen, que ce soit le décollage ou le transport jusqu’à Mercure.

Un voyage de sept ans

Le décollage est survenu le 20 octobre 2018. C’est un très long périple spatial qui attend BepiColombo, car l’ESA prévoit un premier survol de Mercure le… 2 octobre 2021. Cinq autres survols auront lieu entre 2022 et 2025, avant une mise en orbite des deux orbiteurs en décembre 2025. Entre temps, la mission aura effectué une orbite autour de la Terre et deux autres autour de Vénus.

Pendant toutes ces années du voyage dans l’espace, BepiColombo va parcourir près de 9 milliards de kilomètres. Le parcours paraît immense au regard de la distance maximale qui séparera la Terre des sondes, mais la mission ne se fera évidemment pas en ligne droite : elle fera de nombreux cercles concentriques pour effectuer des manœuvres d’assistance gravitationnelle, afin de gagner de la vitesse et ajuster sa trajectoire.

En vitesse de pointe, elle filera à 60 kilomètres par seconde et les télécommunications mettront jusqu’à 13 minutes pour franchir entre la Terre et BepiColombo.

BepiColombo
Détail d’une antenne sur BepiColombo. // Source : Alexander Stirn

(mise à jour du sujet avec la fin de la manœuvre gravitationnelle de BepiColombo autour de la Terre)

Article publié initialement le 20 octobre 2018

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