- BepiColombo
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BepiColombo
Logo de la mission
Caractéristiques Organisation ESA, JAXA Domaine Mercure Masse 3 800 kg Lancement Août 2014 ; insertion orbitale en 2020 Lanceur Ariane V - ECA Périapside 400 km Apoapside 1 500 km Période 2,3 h Informations générales BepiColombo est une mission d'exploration de l'Agence spatiale européenne (ESA) vers la planète Mercure qui doit être lancée en 2014. Eelle est ainsi nommée en l'honneur du scientifique italien Giuseppe Colombo, dit Bepi. Elle est développée conjointement avec l'agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA). Après un vol de transit de 6 ans, l 2020, les deux sondes qui composent la mission doivent se placer en orbite autour de Mercure :
- le Mercury Planet Orbiter ou MPO, dont la maîtrise d'œuvre est confiée à l'ESA, a pour mission principale de cartographier complètement la surface mercurienne ;
- le Mercury Magnetospheric Orbiter ou MMO, dont la maîtrise d'œuvre incombe à l'agence spatiale japonaise JAXA, a pour objectif d'étudier la magnétosphère mercurienne.
Un troisième module, le Mercury Transfer Module, ou MTM, dont la maîtrise d'œuvre est confiée à l'ESA, prend en charge le transit des éléments MPO et MMO jusqu'à l'orbite de Mercure. À l'origine un atterrisseur était également prévu, mais des restrictions budgétaires ont conduit à son abandon.
Sommaire
Contexte
Historique
La sonde Mariner 10La seule sonde spatiale à avoir approché Mercure jusqu'en mars 2011, c'est-à-dire avant l'arrivée de la sonde américaine MESSENGER, est Mariner 10 qui l'a survolé à trois reprises en 1974 et 1975. Cette sonde, lancée le 3 novembre 1973 en direction de Vénus, a utilisé pour la première fois l'assistance gravitationnelle d'une planète (Vénus) pour atteindre Mercure dont le survol n'était pas prévu au lancement. Equipée d'une caméra, d'un magnétomètre et de plusieurs spectromètres Mariner 10 a permis notamment la découverte d'un champ magnétique significatif et de la forte densité de la planète révélatrice d'un noyau ferreux de grande taille. Les télescopes terrestres les plus puissants n'avaient pas permis d'obtenir des images de qualité de la surface du fait de la proximité de l'alignement avec le Soleil. Les photos prises par Mariner 10 ont permis de cartographier près de 45 % de la surface de la planète avec une résolution d"environ 1 km et révéler une surface ancienne couverte de cratères à l'apparence très proche de celle de la Lune[1]. Aucune mission ne s'est depuis rendue sur Mercure. En effet la mise en orbite autour de la planète d'une sonde spatiale nécessite de faire face à deux difficultés que seules des évolutions relativement récentes de la technique astronautique ont permis de surmonter. Pour se placer en orbite autour de Mercure en suivant une trajectoire directe, une sonde lancée depuis la Terre doit disposer d'une capacité d'accélération de 50 km⋅s-1[2].
Objectifs de la mission
Les principaux objectifs scientifiques visés peuvent être synthétisés en douze points :
- analyse de la composition de Mercure afin de recueillir des données sur la nébuleuse solaire primitive ayant conduit à la formation du système solaire ;
- expliquer la densité anormalement élevée de Mercure comparée aux autres corps du système solaire ;
- déterminer si le noyau de Mercure se trouve à l'état solide ou liquide ;
- recherche et étude d'une activité tectonique éventuelle ;
- expliquer la présence d'un fort champ magnétique intrinsèque autour de Mercure alors que Vénus ou Mars en sont dépourvues ;
- expliquer l'absence de trace de fer lors de toutes les analyses spectroscopiques alors qu'il est supposé être le constituant principal de la planète ;
- détecter la présence éventuelle de glace d'eau ou de sulfure à l'ombre des cratères des régions polaires ;
- réaliser une cartographie complète de la planète, en particulier de l'hémisphère non encore exploré par Mariner 10 ;
- étude des mécanismes à l'origine de l'exosphère ;
- étude de l'interaction du champ magnétique avec le vent solaire en l'absence d'ionosphère ;
- décrire la structure de la magnétosphère et des phénomènes associés (ceintures de radiations, orages magnétiques...) ;
- utiliser l'avance du périhélie de Mercure, dû à la courbure de l'espace-temps près du Soleil, pour tester la théorie de la relativité générale.
Déroulement de la mission
Le transit entre la Terre et Mercure
BepiColomo est lancée en aout 2014 par une fusée Ariane 5 qui la place sur une orbite héliocentrique. La sonde combine l'action de ses moteurs ioniques et le recours à l'assistance gravitationnelle pour parvenir jusqu'à Mercure. Elle survole au cours de son transit à faible altitude la Terre à une reprise, Vénus à deux reprise et Mercure à quatre reprises.
Plan de vol Lancement en orbite de transfert géostationnaire Augmentation de l'altitude avec un moteur de propulsion chimique à 436 000 km Survol de la Lune pour parvenir à la trajectoire interplanétaire trajectoire de vitesse en fonction du stade de propulsion ionique - le Solar Electric Propulsion module (SEPM), jusqu'à 0,25 poussée N - Cinq assistance gravitationnel: la Terre, Vénus (2×) et Mercure (2×) Environ 6 ans avant l'arriver en orbite autour de Mercure (plusieurs survols de Vénus entre). phase de propulsion ionique largué sur le mercure arrivée Capture et de l'insertion par les moteurs de propulsion chimique au sein du MPO Etude de Mercure pendant 1 ans Extension de la mission possible La phase d'exploration (2020-2021)
Caractéristiques techniques des sondes spatiales
La mission BepiColombo comprend 4 modules dont deux modules techniques et deux sondes spatiales qui prennent leur autonomie une fois la mise en orbite autour de Mercure effectuée.
Le MPO
Mercure Planétaire Orbiter (MPO) sera en orbite autour de Mercure à 1 500 km. La rotation autour de la planète durera 2,3 heures. Son but principal sera d'étudier la planète elle-même.
Instruments utilités BELA Orbites MMo ISA Accéléromètre printemps italien MERMAG Magnétomètre Mercury MERTIS-TIS Mercury spectromètre infrarouge thermique MGNS gamma Mercure et spectromètre à neutrons MIXS Imagerie Mercury X-ray Spectrometer PLUS Mercury Orbiter Radio Science Experiment Phébus Exploration de l'exosphère Hermean par spectroscopie UV SERENA Recherche de Exosphère remplissage et émissions de neutre abondance (neutre et analyseur de particules ionisées) SIMBIO-SYS spectromètres et imageurs d'MPO BepiColombo Système intégré de l'Observatoire (haute résolution et des caméras stéréo, visuels et spectromètre NIR) SIXS l'intensité solaire et des rayons X Antenne Résistant à haute température de 1,0 m X / Ka-bande à haut gain de l'antenne orientable Propulseurs propulseurs ioniques maillées Le MMO
Mercure Magnétosphérique Orbiter (MMO) sera sur une orbite qui varie entre 11800 Km et 1500 Km. La rotation autour de la planète durera 9,3 Heure. Son but principal est d'étudier l'atmosphère et la magnétosphère de Mercure.
Instruments Utilité MERMAG-M/MGF Magnétomètre Mercury MPPE Expérience de particules du plasma de mercure PWI Instrument onde plasma MSASI Sodium mercure atmosphérique imageur spectral MDM Dust Mercury Monitor Antenne 0,8 m X-band de réseaux d'antennes à gain élevé Propulseurs propulseurs ioniques maillées Le module paresoleil et interface (MOSIF)
Le module paresoleil et interface (MOSIF Sunshield & Interface Structure) protègle le MMO du soleil et jouele rôle d'interface entre le MMO et le MPO.
Le module de transfert vers Mercure (MTM)
Le module de transfert vers Mercure (Mercury Transfer Module MTM) est un module de propulsion qui est chargé de la propulsion de l'ensemble constitué par le MMO, le MOSIF et le MPO jusqu'à Mercure.
Les défis technologiques
Notes et références
- (en)APL's Messenger kit press - first flyby sur Université John Hopkins - site MESSENGER, 2008[PDF]
- (en)BepiColombo - System and Technology Study Report : chap V mission design sur ESA. Consulté le 2000[PDF]
Voir aussi
Articles connexes
- MESSENGER Mission de la NASA vers Mercure en orbite à compter de mars 2011
- Mercure
- Mariner 8 La seule mission spatiale ayant étudié Mercure jusqu'en 2011.
Liens externes
Catégories :- Agence spatiale européenne
- Exploration de Mercure
- Programme spatial européen
- Programme spatial japonais
- CNES
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