Premier survol de Mercure par BepiColombo

BepiColombo, la mission conjointe de l’ESA et de la JAXA (agence spatiale japonaise) à destination de Mercure, vient de réaliser son premier survol de la planète cible le 1er octobre (en heure UTC).

Illustration en vidéo du survol de Mercure par BepiColombo (crédit ESA)

Depuis son lancement le 20 octobre 2018, BepiColombo profite de l’assistance gravitationnelle de la Terre (survol en avril 2020), de Vénus (survols en octobre 2020 et août 2021) et de Mercure, pour modifier sa trajectoire et sa vitesse et ainsi garder sa petite quantité de carburant à bord pour l’objectif final : la mise sur orbite des 2 orbiteurs constituant la mission.

Le lancement avait donné l’impulsion pour une « chute » vers l’intérieur du Système Solaire, aidé par les 2 survols de Vénus. Désormais la sonde doit être « attrapée » par la gravité de la planète.

Le long périple de BepiColombo pendant 7 ans pour arriver à la mise sur orbite autour de Mercure (crédit ESA)

Une approche à seulement 200 km de la surface de Mercure

Ce premier survol de Mercure va modifier la vitesse de la sonde de 2,1 km/s par rapport au Soleil.

BepiColombo serait rentrée dans la sphère gravitationnelle mercurielle à 14h27 UTC le 1er octobre et a survolé la surface de la planète Mercure à seulement 196 km d’altitude à 23h34 UTC.

La sonde a capturé des images et des données scientifiques qui donneront aux scientifiques un avant-goût de ce qui devrait arriver pendant la mission principale.

Premières images de Mercure pour BepiColombo

Pendant les survols, il n’est pas possible de prendre des images haute résolution avec la caméra scientifique principale car elle est protégée par le module de transfert lorsque la sonde est en vol de croisière. Cependant, deux des trois caméras de surveillance (MCAM) de BepiColombo ont pris des photos environ cinq minutes après le survol au plus près et jusqu’à quatre heures plus tard.

Ces caméras fournissent des instantanés en noir et blanc avec une résolution de 1024 x 1024 pixels. 

Comme BepiColombo est arrivée du côté nocturne de la planète, les conditions n’étaient pas idéales pour prendre des images directement à l’approche, donc l’image au plus près a été capturée à une distance d’environ 1000 km. 

L’image a été prise à 23:40:27 UTC par la MCAM-3 du module de transfert, alors que la sonde se trouvait à 1183 km de Mercure. Cette image spectaculaire de l’hémisphère sud de Mercure montre le lever du Soleil sur Astrolabe Rupes, un escarpement en forme de lobe de 250 km de long. Cette image est l’une des plus proches acquises lors du survol (crédit ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO)

Des escarpements comme celui observé dans cette première image sont répandus sur toute la planète et sont la preuve d’une contraction globale due au refroidissement extrêmement lent de Mercure. Des images montrant de longues ombres comme celle-ci aideront les scientifiques de BepiColombo à étudier ces caractéristiques en détail pour étudier l’histoire tectonique de Mercure.  

Bien que la surface du cratère ressemble à première vue à la Lune de la Terre, Mercure a une histoire bien différente. Dès fin 2025, les deux orbiteurs scientifiques de BepiColombo, Mercury Planetary Orbiter (MPO) de l’ESA et Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) de la JAXA, étudieront Mercure : cartographie et analyse de la surface, du champ magnétique et de son exosphère, afin de mieux comprendre l’origine et l’évolution d’une planète proche de son étoile mère. 

L’image a été prise à 23:41:12 UTC par la MCAM-2 du module de transfert alors que la sonde était à 1410 km de Mercure. 
Cette image est l’une des plus proches acquises lors du survol.
La flèche du magnétomètre du MPO et une partie du corps de la sonde sont également visibles sur l’image. Près du bord de l’image se trouve le cratère Raphael de 342 km, qui a des cratères plus petits et plus jeunes sur son sol. A proximité, le cratère Flaubert a un groupe de pics centraux plutôt que le pic central unique typique des cratères un peu plus petits. Les pics centraux sont le résultat du « rebond élastique » de la zone cible lorsqu’il est touché par un impacteur à grande vitesse (crédit ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO)

Les données qui seront acquises en orbite par BepiColombo permettront de mieux comprendre les cratères d’impact.

Image (avec ou sans annotations) capturée à 23:44:12 UTC par la MCAM-2 du module de transfert de BepiColombo, alors que la sonde se trouvait à environ 2418 km de Mercure. Dans cette vue, le nord est vers le coin inférieur droit. On peut voir Sihtu Planitia, une région de l’hémisphère nord de Mercure qui a été inondée par des laves. Une zone ronde plus lisse et plus lumineuse que ses environs caractérise les plaines autour du cratère de Calvino, qui sont appelées les plaines de Rudaki. (crédit ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO)

Certains des points lumineux observés à la surface de la planète sont des « faculae », dont beaucoup seraient des matériaux projetés par des explosions volcaniques. Celles-ci représentent l’une des nombreuses surprises révélées par la mission MESSENGER de la NASA en orbite autour de Mercure entre 2011 et 2015, et seront étudiées plus en détail lorsque BepiColombo atteindra l’orbite de Mercure.

Image (avec ou sans annotations) prise à 23:44:57 UTC par la MCAM-3 du module de transfert de BepiColombo, alors que la sonde était à 2687 km de Mercure. Une partie de l’hémisphère sud de Mercure est visible : de vastes plaines de lave couvrent la surface. Le plus grand cratère clairement visible, bien que partiellement masqué par une partie de la sonde, est le cratère Haydn de 251 km de diamètre, du nom du compositeur autrichien (1732-1809). Là où le lever du Soleil frappe la surface près du côté nuit de la planète, on peut voir une caractéristique appelée Astrolabe Rupes, en bas à droite du cratère Haydn. Cet « escarpement lobé » ensoleillé est l’une des nombreuses failles de chevauchement résultant de la lente contraction globale de Mercure causée par le refroidissement intérieur (crédit ESA/BepiColombo/MTM, 
CC BY-SA 3.0 IGO)

Prouesse de navigation

BepiColombo est à plus de 100 millions de kilomètres de la Terre, voyageant à une vitesse de 54 km/s par rapport au Soleil, avec des signaux prenant 350 secondes (environ six minutes) pour aller de la Terre à la sonde, à la vitesse de la lumière.

Ce survol n’aurait pas pu avoir lieu correctement sans le travail des équipes de suivi de la mission du Centre des Opérations (ESOC) de l’ESA, qui calculent les trajectoires et les changements à opérer en allumant les moteurs de la sonde à la milliseconde près.

Pour ce faire, l’ESOC s’appuie sur un réseau d’antennes pour le relais des télémétries et des télécommandes à la mission et le système delta-DOR (delta – Differential One-way Range). Ainsi l’équipe de navigation de BepiColombo connait la position de la sonde à environ 500 mètres près et sa vitesse au millimètre par seconde près !

Hâte de voir les suivants et la mise sur orbite autour de Mercure prévue le 5 décembre 2025. Et vous ?

Illustration de l’ESA sur les survols à venir de Mercure par BepiColombo

Pour savoir où se situe BepiColombo en temps réel : https://bepicolombo.esac.esa.int/itl-viewer/where/

Image à la une : illustration du survol de Mercure par BepiColombo (crédit ESA/ATG medialab et ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO)

Sources principales de l’article : site ESA

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1 Comment

  1. / Hâte de voir les suivants et la mise sur orbite autour de Mercure prévue le 5 décembre 2025. Et vous ?

    NB : eh bien non car, personnellement, je n’ai pas vraiment hâte d’avoir 4 ans (et 2 mois) de plus !…

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