La mission BepiColombo effectue le premier survol de Mercure, la planète la plus proche du Soleil

Ce vendredi, la mission BepiColombo a effectué son premier survol de Mercure. Il est passé à moins de 200 kilomètres de sa surface.

La sonde collectera des données scientifiques et des images qu’elle renverra ensuite sur Terre. La mission, gérée conjointement par l’Agence spatiale européenne et l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale, a été lancée en octobre 2018.

BepiColombo » s’approche de Mercure, la mystérieuse planète aux doubles levers de soleil et aux températures de 430 degrés.

Une mission européenne et japonaise étudiera le champ magnétique et la composition du corps céleste le plus proche du Soleil.

La mission spatiale BepiColombo, des agences spatiales européenne (ESA) et japonaise (JAXA), doit arriver ce samedi (vers 1h30 du matin, heure de la péninsule française) sur Mercure, la mystérieuse planète la plus proche du Soleil où un jour dure presque deux mois terrestres, où l’on peut observer des doubles levers de soleil, où l’on enregistre des températures comprises entre 430 degrés et moins 180 degrés et où l’on détient de nombreuses réponses sur l’origine de notre planète et de la galaxie.

L’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) participe à l’un des outils scientifiques fondamentaux : un altimètre laser appelé Bela, qui permettra de dresser la carte la plus détaillée de la surface de la planète.

Le mercure est un enfer dont la température de surface, lorsque le soleil l’éclaire directement, est deux fois moins élevée que celle de la lave du volcan de La Palma. Et aussi, la nuit, un terrain glacial où le thermomètre chute de plus de 600 degrés par rapport au jour.

Elle se trouve entre 77 et 222 millions de kilomètres de la Terre, selon les trajectoires des deux planètes, et sa proximité avec l’étoile principale de notre système (58 millions de kilomètres) lui confère un rythme de rotation et de translation particulier : il lui faut l’équivalent de 58 jours et 15 heures terrestres pour tourner sur elle-même et seulement 88 jours pour faire le tour du Soleil.

Il n’y a donc que trois jours tous les deux ans. Au cours de la longue aube de Mercure, en certains points de la planète, et en raison de son orbite unique, lorsque les deux tiers du Soleil sont visibles, celui-ci semble s’éloigner et se cacher, pour se relever quatre jours terrestres plus tard au même endroit sur l’horizon.

Mercure met l’équivalent de 58 jours et 15 heures terrestres pour faire son tour et seulement 88 jours pour faire le tour du Soleil. Il n’y a donc que trois jours tous les deux ans.

Mais au-delà des singularités conférées par sa position dans le système solaire, Mercure peut apporter de nombreuses réponses sur l’origine de la Terre et de la Voie lactée. José María Madiedo, docteur en chimie et en physique et chercheur à l’Instituto de Astrofísica de Andalucía, déclare : « Plus que de nous dire où nous allons, il nous en dira plus sur notre origine, sur l’origine et l’évolution du système solaire ».

La sonde BepiColombo, qui porte le nom du scientifique italien Giuseppe Bepi Colombo (1920-1984), se trouve aujourd’hui, après un voyage de trois ans, à plus de 100 millions de kilomètres de la Terre pour survoler Mercure à une altitude de 198 kilomètres. Il le fera encore six fois jusqu’à ce qu’il atteigne son orbite en 2025.

Une manœuvre difficile

Cette longue manœuvre est due au fait qu’il faudrait une immense énergie pour y arriver en ligne droite. Ainsi, BepiColombo, qui est maintenant trois fois plus proche du Soleil que notre planète, doit profiter de la gravité des autres corps célestes (elle est passée deux fois devant Vénus et une fois devant la Terre dans ce cas) pour accélérer comme une fronde. Au contraire, il lui faut des années de manœuvre pour décélérer en passant par différentes orbites héliocentriques et avec une assistance gravitationnelle.

David Galadí Enríquez, astrophysicien à l’IAA, explique que « donner de l’énergie à un vaisseau spatial coûte la même chose que d’en retirer. Atteindre Mercure est très coûteux en termes d’énergie de poussée et cela explique pourquoi il y a eu peu de missions.

Mais c’est chose faite, et avec précision. Elsa Montagnon, responsable des opérations de la sonde, explique que c’est grâce aux stations au sol : « Nous savons où se trouve notre vaisseau spatial et, grâce à ces informations, l’équipe de dynamique de vol sait de combien nous devons manœuvrer pour être au bon endroit pour l’assistance à la gravité ».

La Bela, avec une participation andalouse, réalisera la carte la plus détaillée de la surface de Mercure en utilisant la réflexion d’un faisceau laser envoyé par la sonde. En mesurant le temps que met le faisceau à aller et venir, il est possible de calculer la distance à la surface et donc de cartographier avec une grande précision.

David Galadí Enríquez, astrophysicien de l’IAA

Et maintenant, l’exploration commence. Deux des trois caméras transportées par BepiColombo vont immédiatement commencer à envoyer des images. Et même si elles ne seront pas les plus pertinentes, elles ouvriront le livre de la science. Certains des instruments scientifiques commenceront également leur travail. Johannes Benkhoff, le scientifique de la mission de l’ESA, déclare : « Nous sommes impatients de voir les premiers résultats des mesures effectuées si près de la surface de Mercure.

L’une des mesures les plus importantes de Mercure sera effectuée par Bela, un altimètre laser auquel participe l’Instituto de Astrofísica de Andalucía. L’instrument, explique Galadí, « réalisera la carte la plus détaillée de la surface de Mercure en utilisant la réflexion d’un faisceau laser envoyé par la sonde. En mesurant le temps que met le faisceau à aller et venir, la distance à la surface est calculée et peut être cartographiée avec une grande précision.

Cette mission et ses instruments permettent d’étudier un compagnon galactique mystérieux, difficile à explorer depuis la Terre. En ce sens, Madiedo explique que Mercure, l’une des planètes terrestres avec Vénus, Mars et la Terre, « est très difficile à observer avec des télescopes en raison de sa position par rapport à notre planète et de sa proximité avec le Soleil ».

En dehors de la Terre, Mercure est le seul exemple dont nous disposons d’un champ magnétique sur une planète solide. Le champ magnétique interagit avec le vent solaire et protège la Terre des rayons cosmiques qui détruiraient l’atmosphère extérieure. Sans elle, il n’y aurait pas de vie.

L’un des aspects les plus importants de la mission, selon le scientifique de l’IAA, est de clarifier l’origine du champ magnétique de Mercure, qui est le même que celui de la Terre, mais beaucoup plus faible. Ni Vénus, ni Mars (elle y a disparu il y a trois millions d’années), ni la Lune ne l’ont.

Pour Galadí, il s’agit de l’un des aspects fondamentaux de la mission : « L’étude de la structure du champ magnétique de Mercure peut contribuer à améliorer les modèles du champ magnétique de la Terre.

L’un des problèmes que nous rencontrons en science est de créer un modèle de quelque chose pour lequel il n’existe qu’un seul exemple, et Mercure est le seul exemple dont nous disposons d’un champ magnétique sur une planète solide. Le champ magnétique interagit avec le vent solaire et protège la Terre des rayons cosmiques qui détruiraient l’atmosphère extérieure. Sans elle, il n’y aurait pas de vie.

« Un autre mystère entourant Mercure », ajoute Madiedo, « est sa densité. On sait qu’elle doit contenir une quantité assez importante de fer à l’intérieur, mais les observations à distance n’ont pas permis de détecter ce métal.

Madiedo explique également que l’objectif est d’obtenir des réponses à la question de savoir si le manteau de Mercure est solide ou liquide, « s’il est en fusion comme celui de la Terre, comme le magma qui remonte à la surface par le volcan de La Palma », et si cette circonstance en fait une planète très dynamique sur le plan géologique en raison de la tectonique des plaques.

La mission permettra d’éclaircir des questions pour lesquelles nous n’avons actuellement aucune réponse, telles que la façon dont ces planètes se forment si près de leur étoile, leur composition, à partir de quels matériaux le système solaire s’est formé, comment il évolue, quelle est la composition de l’atmosphère ténue de Mercure, et à quoi ressemblent les exoplanètes qui sont également très proches de leur étoile.

José María Madiedo, docteur en chimie et en physique et chercheur à l’Instituto de Astrofísica de Andalucía

La sonde européenne cherchera également à savoir s’il existe des traces d’eau dans les zones polaires, dans des cratères qui échappent à l’influence des brusques changements de température entre le jour et la nuit.

Non pas parce que Mercure est un candidat à l’exploitation – Madiedo estime qu' »il serait plus faisable de l’exploiter à partir d’astéroïdes » – mais, comme l’explique le scientifique andalou, « pour clarifier des questions auxquelles nous n’avons actuellement aucune réponse, comme par exemple comment ces planètes se forment si près de leur étoile, quelle est leur composition, à partir de quels matériaux le système solaire s’est formé, comment il évolue, quelle est la composition de l’atmosphère ténue de Mercure, et à quoi ressemblent les exoplanètes qui sont également très proches de leur étoile ».

La proximité du Soleil, les températures extrêmes et l’histoire géologique de Mercure donnent à sa surface une configuration rugueuse, avec des pentes raides qui, comme l’explique Galadí, portent le nom de navires célèbres dans l’histoire de l’humanité, comme Santa María, en l’honneur de l’un des navires avec lesquels Colomb est arrivé en Amérique.

Mariner a été la première sonde spatiale à visiter Mercure au début des années 1970. Il a été suivi par Messenger, lancé en 2004. Onze ans plus tard, il s’est écrasé, comme prévu après être tombé en panne de carburant, sur la surface de Mercure et a ouvert un cratère de 16 mètres.

Madiedo souligne que BepiColombo sera en mesure d’étudier du « matériel frais » provenant de cet élément artificiel et de voir les aspects cachés par les couches de surface. La sonde européenne déploiera deux orbiteurs en 2025 : son propre orbiteur planétaire et un orbiteur magnétosphérique de l’agence japonaise JAXA.