BepiColombo doit survoler pour la première fois Mercure dans la nuit du 1er au 2 octobre 2021. Au total, la mission doit réaliser neuf survols. Pourquoi faut-il autant de manœuvres d'assistance gravitationnelle pour atteindre cette petite planète ?

Le premier survol de Mercure par BepiColombo est imminent. La mission va s’approcher pour la première fois de la planète, qui est son objectif final, dans la nuit du vendredi 1er au samedi 2 octobre 2021 — à 200 kilomètres de distance. Avec BepiColombo, l’ESA a pour objectif de se mettre en orbite autour de Mercure en 2025. Pour y parvenir, il est prévu de réaliser au total neuf manœuvres d’assistance gravitationnelle : un survol de la Terre, deux de Vénus et six de Mercure. Mais pourquoi la sonde a-t-elle besoin de s’approcher autant de ces astres sur sa trajectoire ?

La réponse a été donnée le 29 septembre 2021 sur Twitter par l’astrophysicienne britannique Elizabeth Tasker, membre de l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA), qui contribue à la mission BepiColombo. « Si BepiColombo était tout simplement lancée vers le Soleil, il aurait fallu une quantité insensée de carburant pour s’arrêter. Les survols utilisent la gravité d’une planète pour ajuster la vitesse », décrit la scientifique. Ces survols sont donc essentiels pour éviter que Mercure ne fonce droit vers le Soleil, sans utiliser trop de carburant. BepiColombo est d’ailleurs le vaisseau spatial qui doit réaliser le plus grand nombre de manœuvres d’assistance gravitationnelle.

Les informations clés du premier survol de Mercure par BepiColombo. // Source : ESA

Pourquoi est-ce si long d’atteindre Mercure ?

On pourrait être surpris du temps qu’il faut à BepiColombo pour atteindre l’orbite de Mercure — 7 ans en tout. Comme le fait remarquer l’ESA, « la Terre est en moyenne dix fois plus proche de Mercure que de Jupiter, mais les mission vers les deux planètes peuvent mettre un temps similaire pour atteindre leurs orbites scientifiques ». Il faut garder à l’esprit que pour positionner BepiColombo en orbite autour de Mercure, la mission doit arriver suffisamment lentement pour espérer être capturée par la gravité de la planète. La vitesse de BepiColombo doit diminuer, ce qui est complexe dans le vide de l’espace.

Par ailleurs, une sonde envoyée vers Jupiter ou d’autres planètes plus lointaines augmente sa distance au Soleil, alors que BepiColombo s’approche au contraire du Soleil. Or, « à mesure que le vaisseau spatial se rapproche du Soleil, il commence à accélérer comme une voiture descendant une pente », décrit l’ESA. C’est une bonne chose pour que la mission rattrape Mercure, qui avance vite sur son orbite (plus petite que celle de la Terre) autour du Soleil. Mais le risque, en allant trop vite, est d’atteindre Mercure en lui passant devant, sans être capturée par sa gravité.

Si la sonde n’utilisait que ses propulseurs pour ralentir, il faudrait une telle quantité de carburant que BepiColombo « deviendrait beaucoup trop lourde pour être lancée en orbite terrestre, même avec la fusée la plus puissante », selon l’ESA. Mieux vaut se servir de l’attraction gravitationnelle des planètes que la mission croise, pour modifier sa vitesse par rapport au Soleil et corriger sa trajectoire, sans utiliser du carburant. Pour perdre assez d’énergie afin de s’insérer correctement autour de Mercure, plusieurs survols de ce type sont nécessaires. C’est pour cela que le voyage de BepiColombo vers la petite planète est aussi long.

Les survols, l’occasion de prendre des photos ?

Pendant les divers survols, la mission ne peut malheureusement pas prendre des images en haute qualité, car la caméra scientifique principale de BepiColombo est protégée. Cependant, ce 2 octobre, des photos pourront être prises par deux autres caméras de surveillance, cinq minutes après le passage le plus proche de Mercure, puis quatre heures après. La sonde arrivant du côté de la planète qui est plongé dans la nuit, les conditions ne sont pas réunies pour avoir des clichés à 200 kilomètres de Mercure. Il est prévu que l’image la plus proche de la planète soit prise à une distance de 1 000 kilomètres environ. On devrait pouvoir distinguer les plus gros cratères de la surface de Mercure.

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