Au moment où ses deux satellites arriveront à destination en 2025, BepiColombo sera uniquement la troisième mission à visiter Mercure. Elle aura pour objectif de résoudre plusieurs des mystères de cette planète et, potentiellement, d’en faire bénéficier la science dans son ensemble.
La mission BepiColombo dans le temps
Lancement de la mission : 20 octobre 2018
Arrivée de la mission : à la fin de 2025; arrivée sur l’orbite scientifique en mars 2026
Fin de la mission nominale : mai 2027
Prolongation : possiblement jusqu’en mai 2028
À propos de la mission BepiColombo
BepiColombo est une mission conjointe de l’Agence spatiale européenne (ESA) et de l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA) vers Mercure, la planète la plus rapprochée du Soleil.
Elle est composée de deux satellites lancés simultanément, soit le Mercury Planetary Orbiter (MPO), fabriqué par l’ESA, et le Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), développé par la JAXA.
La mission vise, entre autres, à fournir des données qui aideront à résoudre quelques-uns des nombreux mystères de Mercure :
- Retrouve-t-on de l’eau ou du soufre dans les régions polaires de cette planète?
- L’hémisphère invisible de Mercure diffère-t-il de celui observé par Mariner 10?
- Le noyau de Mercure est-il solide ou liquide?
- Qu’en est-il du fer qui, selon les modèles, devrait s’avérer l’élément principal de Mercure, mais demeure à ce jour non détecté?
- Y a-t-il de nos jours une activité tectonique sur Mercure?
- Étant donné la petite taille de Mercure, pourquoi y retrouve-t-on un champ magnétique?
- Comment ce champ magnétique interagit-il avec le vent solaire?
Rappelons également que la découverte de la progression du périhélie de Mercure (le point de sa trajectoire en orbite le plus près du Soleil) s’est avérée l’une des premières réussites de la théorie de la relativité générale. Pouvons-nous tirer parti de la proximité de Mercure par rapport au Soleil pour pousser plus loin l’étude de la relativité générale?
Comme pour toutes les missions planétaires, les scientifiques rattachés à BepiColombo utiliseront les observations faites sur Mercure pour en apprendre davantage sur la manière dont notre système solaire s’est formé.
À propos de l’orbite de BepiColombo
La mission BepiColombo a été lancée le 20 octobre 2018. Sa phase de croisière, longue et complexe, durera environ 7 ans et effectuera une série de survols (une fois autour de la Terre, une fois autour de Vénus et six fois autour de Mercure).
À leur arrivée en décembre 2025, les deux engins spatiaux se sépareront et opéreront dans différentes orbites :
- le MPO orbitera plus près de Mercure, selon un périherme de 480 km (point de l’orbite le plus près) et un apherme de 1 500 km (point de l’orbite le plus éloigné);
- le MMO orbitera en fonction d’un périherme de 590 km et d’un apherme de 11 639 km.
Principales difficultés techniques de la mission BepiColombo
Il est difficile d’explorer Mercure, les vitesses requises pour parvenir à cette planète étant particulièrement élevées. Mercure voyage rapidement dans son orbite; un engin spatial cherchant à orbiter autour d’elle doit donc également se déplacer très rapidement. Mercure se trouve cependant très près du Soleil, ce qui signifie que la force gravitationnelle solaire y est extrêmement forte. Un engin spatial qui la rejoint est donc forcé de décélérer rapidement.
Malheureusement, ces deux impératifs se traduisent par une consommation importante de carburant. Les concepteurs de la mission sont parvenus à surmonter cet obstacle à l’aide d’un ingénieux système de transfert orbital et de propulsion électrique solaire qui lui permettra de rejoindre Mercure à une vitesse relativement basse.
Les températures élevées que doivent affronter les orbiteurs explorant Mercure, une planète très près du Soleil, constituent une autre préoccupation. Afin de réduire au minimum les effets négatifs de ces températures extrêmes, on a recours à des technologies hautes températures de pointe pour les divers éléments des deux satellites inévitablement exposés à cet environnement hostile – les panneaux solaires, par exemple.
L’angle d’incidence du Soleil sur un panneau solaire utilisé dans le cadre d’une mission aux confins du système solaire doit normalement être aussi élevé que possible. Cependant, dans le cas de BepiColombo, les panneaux solaires doivent être orientés de façon à ce que cet angle d’incidence demeure faible afin d’éviter qu’ils surchauffent. Pour cette raison, il est nécessaire de les faire constamment pivoter.
Étant donné ces défis, il n’est guère surprenant de constater que Mercure demeure la planète intérieure la moins explorée du système solaire. En effet, seuls deux satellites l’ont visitée auparavant : Mariner 10, de 1974 à 1975, et Messenger, de 2011 à 2015.
Charge utile scientifique de BepiColombo
Le satellite MMO transporte des instruments dédiés à l’étude du champ magnétique de Mercure et à ses interactions avec le vent solaire, à savoir un magnétomètre, plusieurs détecteurs de particules de haute énergie, un détecteur de poussières et un appareil permettant d’étudier le champ magnétique dans la magnétosphère de Mercure.
Le satellite MPO transporte pour sa part un ensemble d’instruments scientifiques, parmi lesquels de nombreux spectromètres, un altimètre laser, un accéléromètre et un magnétomètre. L’expérience de radioscience MORE (Mercury-Orbiter Radio Science Experiment), caractérisée par le recours à une série de transpondeurs multifréquences, est également utilisée pour la réalisation de tests de relativité générale.
Le saviez-vous?
Les noms des missions spatiales sont parfois des acronymes tirés de la description générale de leur objectif. Souvent, elles sont cependant nommées en l’honneur de personnes dont le travail a contribué aux progrès de l’exploration spatiale telle que nous la connaissons aujourd’hui. BepiColombo entre dans cette deuxième catégorie.
Le nom « BepiColombo » se veut un hommage au mathématicien et ingénieur italien Giuseppe (Bepi) Colombo. Parmi les nombreuses contributions de ce dernier à la science de l’espace figure ses recherches sur la conception de l’orbite ayant permis à Mariner 10 de visiter Mercure.
Même si le MMO de l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA) semble se classer dans la première catégorie, il importe de préciser qu’au Japon, ce satellite est également appelé Mio. Ce nom, choisi parmi les milliers suggérés par la population du pays, signifie « voie navigable ». Aux yeux de l’agence japonaise, Mio se déplacera à travers le vent solaire à la manière d’un navire voguant sur l’océan.
Contribution de RHEA à la mission BepiColombo
Trois employés de RHEA, soit un ingénieur de systèmes et d’exploitation, un ingénieur d’essais et un ingénieur logiciel, travaillent au centre des opérations spatiales de BepiColombo.
L’ingénieur de systèmes et d’exploitation est responsable des activités de planification opérationnelle, qui vont de la coordination de la conception et du développement du système de planification jusqu’à la supervision du programme d’activités scientifiques au cours des phases opérationnelle et de croisière. Il voit également à assurer la liaison entre le centre d’opérations spatiales et les scientifiques manœuvrant les instruments.
Pour sa part, l’ingénieur d’essais est chargé de mener les campagnes d’essais et de préparer et conserver la documentation relative aux tests. Comme dans d’autres centres d’opérations spatiales des missions de l’ESA, une grande partie des essais sont automatisés en raison de la complexité des logiciels en cause. L’ingénieur d’essais veille enfin à l’assurance de la qualité et coordonne les activités du centre d’assistance.
L’ingénieur logiciel de RHEA est responsable du développement, de la maintenance et de la validation d’une suite d’outils de planification. Il voit également à assister les équipes d’amélioration de la performance dans l’utilisation du système de planification.
Image principale : Impression d’artiste du vaisseau spatial BepiColombo en configuration de croisière, avec Mercure en arrière-plan. Le module de transfert de Mercure est montré avec des propulseurs ioniques en marche et avec ses ailes solaires déployées, s’étendant sur environ 30 m de la pointe à la pointe. Le champ solaire de 7,5 m de long de l’orbiteur planétaire Mercure, au centre, s’étend jusqu’au sommet. Dans cette orientation, l’orbiteur magnétosphérique Mercure est caché à l’intérieur du pare-soleil. © Spacecraft – ESA/ATG medialab; Mercury – NASA/JPL