Un nouveau survol de Vénus par BepiColombo et Solar Orbiter

Avant d’arriver à destination, de nombreuses sondes doivent survoler des planètes du Système Solaire afin d’accélérer ou de freiner leur vitesse ou d’infléchir leur trajectoire sans consommer une grosse quantité de carburant. C’est l’assistance gravitationnelle.

Solar Orbiter et Bepi Colombo viennent d’effectuer respectivement cette manœuvre d’assistance gravitationnelle les 9 et 10 août en survolant Vénus, afin de les aider à perdre un peu d’énergie orbitale afin d’atteindre leurs destinations vers le centre du Système Solaire. Toutefois les 2 sondes sont restées à une distance éloignée, à plus de 575 000 kilomètres l’une de l’autre.

Pour la première fois, ce double survol à moins de 33 heures d’intervalle offre une opportunité sans précédent d’étudier l’environnement de Vénus à partir de différents endroits en même temps et, de plus, dans des endroits qui ne sont généralement pas visités par un orbiteur planétaire dédié.

Une belle réussite aussi pour les équipes des Opérations de l’ESA qui pilotent les 2 sondes à une distance de 187,7 millions de km de la Terre !

Un deuxième survol de Venus pour BepiColombo

La sonde nippo-européenne BepiColombo ne se mettra en orbite de Mercure pas avant 2025. Elle a déjà effectué un survol de Vénus le 15 octobre 2020.

Bepi a survolé Venus au plus près le 10 août à 13h51 UTC, passant seulement à 552 km de la surface vénusienne.

Bien que la caméra principale à bord de BepiColombo soit protégée par le module de transfert qui livrera les deux orbiteurs planétaires une fois en orbite de Mercure, les caméras d’ingénierie noir et blanc (MCAM) de BepiColombo ont pris des photos.

Localisation des caméras et des photos prises par celles-ci lors du surviol du 10 août (Crédit ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO)

Voici une séquence de 89 images avec une résolution de 1024 x 1024 pixels :

La première image provient de MCAM 1 et a été prise à 13:41:02 UTC, avant le survol rapproché. La sonde est du côté nuit de la planète. Une partie du panneau solaire de Bepi est visible.
La deuxième image a été prise par MCAM 2 à 13:51:56 UTC, deux secondes après l’approche la plus proche. Avec la surface de Vénus à seulement 552 km, la planète remplit tout le champ de vision. La caméra n’est pas capable d’imager les détails de l’atmosphère de la planète. L’image capture également l’antenne à gain moyen et la flèche du magnétomètre du Mercury Planetary Orbiter.

Le reste de la séquence provient de MCAM 3, tandis que la sonde était pointée sur Vénus, puis lorsqu’elle s’éloignait progressivement, couvrant la période de 13:53:56 UTC le 10 août jusqu’à 12:21:26 UTC le 11 août. L’antenne à gain élevé de la sonde Mercury Planetary Orbiter change également d’orientation lorsqu’elle pointe vers la Terre.
Les images ont été légèrement traitées pour améliorer le contraste et utiliser toute la plage dynamique. Une petite quantité de vignettage optique est visible dans les coins de certaines images (Crédit ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO ; Music: Anna Phoebe, additional soundscapes by Mark McCaughrean, CC BY-SA 3.0 IGO)

Des données scientifiques sur l’environnement de Vénus

De nombreux instruments scientifiques étaient allumés pendant le survol, profitant de l’occasion pour collecter des données sur l’environnement magnétique, plasma et particulaire vénusien.

Comme prévu, les modules de la sonde ont ressenti une augmentation rapide de la chaleur lors du passage du côté nuit au côté jour de la planète. Le Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) développé par la JAXA, situé à l’intérieur du pare-soleil, a enregistré une augmentation de 110°C sur l’un de ses huit panneaux solaires, de -100ºC à +10ºC. Dans la sonde elle-même, seule une augmentation de 2 à 3 degrés a été observée, démontrant l’efficacité de l’isolation. Sur le Mercury Transfer Module (MTM), une augmentation de température de 50 degrés a été observée sur le radiateur, tandis que le Mercury Planetary Orbiter (MPO) a enregistré un changement d’environ 20 degrés.

L’immense attraction gravitationnelle de Vénus a été ressentie dans le moment angulaire des roues à réaction, les équipements utilisés pour maintenir l’attitude de la sonde. 

L’accéléromètre ISA (Italian Spring Accelerometer) a enregistré les accélérations de Bepi avec une grande sensibilité. L’équipe italienne de l’instrument a ensuite traduit les données d’accélération en fréquence pour les rendre audibles à l’oreille humaine. Le son résultant est riche en effets intéressants dus à la gravité de la planète agissant sur la structure de la sonde, à sa réponse aux changements rapides de température et aux roues de réaction qui travaillent dur pour compenser ces effets.

Spectrogramme visualisant les effets du survol de Vénus du 10 août 2021 sur BepiColombo, créé à partir de données enregistrées par l’accéléromètre ISA. Le graphique montre des changements dans la vitesse des roues de réaction lorsque la sonde a subi la gravité de la planète, ainsi que des effets probablement dus au chauffage et au refroidissement thermique rapides lorsque Bepi a volé de la face cachée de la planète au côté jour. Les données ont été sonifiées et adaptées au tracé pour mieux visualiser les changements de fréquence. Par exemple, les changements de vitesse des roues de réaction (ligne courbe) peuvent être à la fois visualisés et entendus. Les bruits de « tic-tac » sont probablement dus aux changements de température dans la structure du satellite.
Crédit:ESA/BepiColombo/ISA/ASI-INAF, CC BY-SA 3.0 IGO

L’équipe du magnétomètre sur MPO a créé une sonification simple de la variabilité du champ magnétique total lors du survol. L’audio capte les bruits de vent à basse fréquence causés par le vent solaire et son interaction avec Vénus. La transition soudaine de la sonde dans le vent solaire très calme au niveau du choc d’étrave (l’endroit où la magnétosphère de la planète rencontre le vent solaire) est clairement enregistrée.

La variabilité du champ magnétique total lors du deuxième survol de Vénus de BepiColombo, tel que mesuré par le magnétomètre du Mercury Planetary Orbiter. La période couvre 12h00 à 14h30 UTC le 10 août 2021, y compris l’approche la plus proche à 13h51 UTC. Les données ne sont pas encore nettoyées des perturbations aiguës de la sonde, mais les sons plus graves semblables à ceux du vent permettent un rare aperçu de l’interaction du vent solaire avec une atmosphère planétaire. Par exemple, une activité est détectée à l’approche de Vénus et avec l’accumulation du champ magnétique autour de l’approche la plus proche. Un bruit de vent plus intense représente la région turbulente de la magnétogaine, avant la transition soudaine au choc d’étrave dans le vent solaire très calme.
Crédit: ESA/BepiColombo/MPO-MAG/IGEP-IWF-IC-ISAS

Au cours de sa croisière de sept ans vers la planète Mercure, BepiColombo a déjà effectué un survol de la Terre et deux sur Vénus. Il lui reste six survols de Mercure afin de se rapprocher de l’orbite autour de Mercure. 

Son premier survol de Mercure aura lieu dans la nuit du 1er au 2 octobre 2021 (horaire UTC) à une distance de seulement 200 km.
Lors de l’arrivée finale sur Mercure en 2025, la sonde BepiColombo se séparera et les 2 orbiteurs entreront sur leurs orbites respectives avant de commencer leur mission scientifique au début de 2026 .

Solar Orbiter : 2e flyby sur 8

Solar Orbiter, la sonde de l’ESA avec une participation de la NASA a survolé Vénus le 9 août avec une approche la plus proche à 7995 km à 04:42 UTC.

C’était le second survol vénusien parmi 8 au total pour rapprocher son orbite à chaque fois un peu près du Soleil et pour modifier l’inclinaison orbitale, la faisant sortir du plan écliptique, pour obtenir la meilleure et la première vue des pôles du Soleil.

En effet, la trajectoire de Solar Orbiter autour du Soleil a été choisie pour être «en résonance» avec Vénus, ce qui signifie qu’elle reviendra à proximité de la planète régulièrement et pourra à nouveau utiliser la gravité de la planète pour modifier ou incliner son orbite. Initialement, Solar Orbiter sera confiné sur le même plan que les planètes du Système Solaire, mais chaque rencontre de Vénus augmentera son inclinaison orbitale. D’ici 2025, SolO effectuera son premier passage solaire à 17º d’inclinaison, passant à 33º d’ici la fin de la décennie, pour observer de plus en plus les régions polaires.

Dans les jours qui ont précédé l’approche, l’imageur SoloHI (Solar Orbiter Heliospheric Imager) a capturé une vue de Vénus :

Les images montrent Vénus s’approchant de la gauche tandis que le Soleil est hors caméra en haut à droite. 
La face nocturne de la planète, la partie cachée du Soleil, apparaît comme un demi-cercle sombre entouré d’un brillant croissant de lumière. Deux étoiles brillantes sont également visibles en arrière-plan au début de la séquence, avant d’être éclipsées par la planète. Le plus à droite est Omicron Tauri, et au-dessus et à gauche de celui-ci se trouve Xi Tauri, qui est en fait un système stellaire quadruple. Les deux font partie de la constellation du Taureau
(crédit ESA/NASA/NRL/SoloHI/Phillip Hess)

Le 27 novembre prochain, Solar Orbiter effectuera un dernier survol de la Terre à 460 km, donnant le coup d’envoi de sa mission principale. 

Source principale de l’article : site ESA

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