BepiColombo


BepiColombo

BepiColombo

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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


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 10

La 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

Orbites mmo mpo.png

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

Orbites mmo mpo.png

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

  1. (en)APL's Messenger kit press - first flyby sur Université John Hopkins - site MESSENGER, 2008[PDF]
  2. (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


Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article BepiColombo de Wikipédia en français (auteurs)

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