BepiColombo : Survol de la Terre le 10 avril

La sonde BepiColombo qui a décollé le 20 octobre 2018 à destination de Mercure va bientôt repasser par la Terre.

La mission nippo-européenne n’arrivera pas avant 2025 aux abords de Mercure, car le voyage est long de 8,5 milliards de kilomètres, et ne se passe pas en « ligne droite ».

La sonde ne possédant pas une quantité suffisante de carburant à son bord pour aller directement vers la planète (la masse au décollage aurait été trop importante), BepiColombo va utiliser l’assistance gravitationnelle de Vénus mais aussi celle de la Terre pour ajuster sa trajectoire.

Un long voyage vers Mercure pour BepiColombo (crédit ESA)

Un survol de la Terre le 10 avril

La Terre et la Lune vues par l’une des caméras à bord de BepiColombo début mars 2020. La caméra (M-CAM 3) a pris les images à une distance d’environ 14 millions de km, pendant l’approche de la sonde vers la Terre avant le survol prévu le 10 avril (crédit ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO)

Le 10 avril, vers 6 h 25 CEST (ou heure de Paris), BepiColombo approchera la Terre au plus près à 12 677 km, soit moins de la moitié de l’altitude des satellites de navigation européens Galileo. 

La manœuvre ralentira la sonde et courbera sa trajectoire vers le centre du Système Solaire, rapprochant ainsi son orbite autour du Soleil.

Lorsque BepiColombo s’approchera de la Terre le 10 avril 2020, il volera « devant » la Terre et l’approchera depuis l’Est et se déplacera vers l’Ouest. 

En termes de vitesse, BepiColombo perdra environ 5 km/s par rapport au Soleil.

Cette manœuvre permettra d’économiser environ 450 kg de carburant !

Schéma de principe d’un survol planétaire pour décroître la vitesse du vaisseau spatial (crédit ESA)

Une détermination d’orbite a été exécutée le 15 février 2020, suivie d’une première correction de trajectoire (TCM trajectory correction manoeuver) le 26 février 2020. Un changement de vitesse transversale de 34,7 cm/s a ​​été appliqué, garantissant une distance de survol de la Terre de 19 064 km (à partir du centre de la Terre) lors d’un survol à 04:25 UTC.  Après 2 analyses de la trajectoire suite à cette TCM, 2 TCM suivantes n’ont pas eu lieu.

Des corrections de manoeuvre sont programmées les 3 et 23 avril.

Des instruments seront testés pendant le survol

Vue d’artiste de BepiColombo pendant la phase de croisière vers Mercure : le Module de Transfert MTM est en bas, ses propulseurs ioniques allumés et ses panneaux solaires s’étendent sur environ 14 m de chaque côté du module. L’Orbiteur Planétaire MPO est au milieu avec la face arrière de son panneau solaire de 7,5 m de long visible. Les mâts du magnétomètre et de l’antenne à gain moyen sont également visibles. L’Orbiteur Magnétosphérique MMO se trouve à l’intérieur du pare-soleil, en haut. (crédit ESA/ATG medialab)

Les scientifiques de la mission prévoient d’utiliser le survol pour tester certains des 11 instruments à bord de la partie Orbiteur Planétaire, le MPO (Mercury Planetary Orbiter)

Le module de transfert MTM (Mercury Transfer Module) obscurcit la vue de certains des instruments du MPO, mais les scientifiques espèrent obtenir des données de 8 des 11 charges utiles scientifiques : ISA, MERTIS, MGNS, PLUS, MPO-MAG, PHEBUS, SERENA et SIXS.

Vue d’ensemble des instruments scientifiques à bord du Mercury Planetary Orbiter (MPO) de l’ESA, l’un des deux orbiteurs scientifiques composant la mission BepiColombo sur Mercure (credit ESA)

La vue de l’Orbiteur Magnétosphérique MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter est principalement bloquée par le pare-soleil, mais certains de ses capteurs seront également activés pendant le survol.

Vue d’ensemble des instruments scientifiques à bord du Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) de la JAXA, l’un des deux orbiteurs scientifiques composant la mission BepiColombo sur Mercure (credit ESA)

Le premier survol avant 8 autres

Le survol de la Terre le 10 avril n’est que la première des neuf manœuvres d’assistance à la gravité qui attendent BepiColombo au cours de son voyage de 7 ans vers Mercure . En octobre, le vaisseau spatial effectuera le premier de deux survols de Vénus.

Chronologie des survols pendant le voyage de 7,2 ans de BepiColombo vers Mercure (crédit ESA)

Un héritage de Giuseppe Colombo

BepiColombo est une mission baptisée en hommage au professeur italien Giuseppe « Bepi » Colombo (1920-1984), qui joua un rôle majeur dans le succès de la mission Mariner 10, la première mission vers Mercure, avec ses calculs en mécanique orbitale pour la détermination de la première assistance gravitationnelle effectuée par un engin spatial. Le survol de Vénus par Mariner 10 a permis de courber sa trajectoire de vol et de ramener son périhélie, passage au plus près, au niveau de l’orbite de Mercure.

Le professeur avait été invité par le Jet Propulsion Laboratory à participer à une conférence sur la mission Mariner 10 vers Mercure. Lorsqu’il a observé l’orbite calculée de l’engin spatial, il a noté que Mariner 10 aurait une période orbitale autour du Soleil de deux fois celle de Mercure. Par conséquent, il a suggéré de calibrer soigneusement le premier passage sur Mercure de telle sorte que la sonde ait exactement le changement de vitesse (delta-v) de la planète pour rencontrer de nouveau Mercure à la prochaine orbite. Sa suggestion a été pleinement acceptée et, grâce à lui, Mariner 10 a effectué son premier survol de Mercure le 5 février 1974 et un deuxième et un troisième survols respectivement les 21 septembre 1974 et 16 mars 1975. Le changement de trajectoire trouvée par Giuseppe Colombo a permis d’augmenter considérablement le retour scientifique de la mission, ainsi que les connaissances scientifiques de la planète Mercure.

Cette mosaïque d’images de Mercure a été prise par Mariner 10 lors de son approche le 29 mars 1974. La mosaïque se compose de 18 images prises à des intervalles de 42 s pendant une période de 13 minutes lorsque la sonde était à 200 000 km (environ 6 heures avant l’approche la plus proche) de la planète (crédit NASA)

Source principale : ESA to conduct BepiColombo flyby amid coronavirus crisis et BepiColombo Earth Flyby

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