Planétologie

Deux sondes à l’assaut de Mercure

Fruit d’une collaboration entre l’Europe et le Japon, la mission BepiColombo a pour objectif la plus proche planète du Soleil, Mercure. Départ le 20 octobre pour un périple de près de 9 milliards de kilomètres et une arrivée prévue en 2025

Au tour de Mercure. La mission BepiColombo, qui partira le 20 octobre depuis la base de Kourou à bord d’une fusée Ariane 5, est un duo dédié à l’étude de la planète la plus proche du Soleil. Constituée de deux sondes, elle devrait, à partir de 2025, apporter des réponses aux questions que se posent les astronomes à propos de cet astre, l’un des plus mystérieux du système solaire.

Bien qu’elle ait été survolée puis étudiée par les sondes américaines Mariner 10 et Messenger, Mercure demeure une cible difficile d’accès, principalement en raison des délicates manœuvres de freinage indispensables pour s’opposer à la force gravitationnelle du Soleil.

Certains cratères des régions polaires pourraient recéler de la glace d’eau

Alain Doressoundiram, planétologue

Il s’agit aussi d’être en mesure de concevoir des équipements à même de résister à un flux de radiations solaires dix fois plus élevé que celui reçu sur Terre. Ce dernier se traduit sur Mercure par des écarts de températures extrêmes: de 430°C à l’équateur côté jour à -180°C sur la face nocturne! D’où le défi qu’a constitué pour l’Agence spatiale européenne (ESA) et son partenaire japonais, la JAXA, la conception de BepiColombo.

Neuf milliards de kilomètres

Cette mission de 1,3 milliard d’euros propose de rallier Mercure grâce à la poussée progressive exercée par des moteurs ioniques alimentés par d’énormes panneaux solaires de 40 m2. Et cela, non pas en s’y rendant directement, mais en effectuant, durant sept années, un long trajet de 8,9 milliards de kilomètres fait de détours destinés à tirer parti de l’assistance gravitationnelle de la Terre, de Vénus et de Mercure elle-même.

Une fois arrivé sur place, l’imposant vaisseau de 4,2 tonnes larguera deux satellites, MMO et MPO. Le premier en orbite éloignée, afin de réaliser des mesures dans l’environnement magnétisé de la planète. Le second à plus basse altitude, pour étudier sa surface, sa structure interne et les propriétés de son exosphère. A l’aide des six instruments à bord de MMO et des onze embarqués sur MPO, parmi lesquels un laser altimétrique et un spectromètre de masse, Strofio, conçus avec la participation active des équipes de l’Université de Berne, les astronomes espèrent être en mesure de trancher entre les diverses hypothèses concernant l’histoire de Mercure.

Dépôts bleu brillant

Les observations de Mariner 10 et de Messenger ont notamment mis en évidence l’existence d’une surface fortement cratérisée et donc ancienne. «Outre des traces d’un volcanisme passé d’un régime particulier, on y a repéré diverses structures originales comme des failles produites par le refroidissement progressif de la croûte de Mercure ainsi que des dépressions recouvertes d’un dépôt bleu brillant, uniques en leur genre et probablement créées par la sublimation des composés volatils conservés à l’état de glace dans le sous-sol», explique Alain Doressoundiram, planétologue à l’Observatoire de Paris et coresponsable du spectro-imageur Symbiosys chargé de réaliser les premières cartes minéralogiques de Mercure.

«Certains cratères des régions polaires dont les fonds ne sont jamais exposés à la lumière du Soleil pourraient aussi recéler de la glace d’eau.» Une atmosphère ténue recouvre ces terrains tourmentés. Elle est surmontée d’une exosphère, fine couche de gaz s’échappant dans l’espace, principalement constituée de matériaux éjectés depuis la surface sous l’action des rayons UV et des particules chargées émis par notre étoile. «Si son existence n’a rien d’inédit – la Lune en possède une –, elle est, dans le cas de Mercure, surmultipliée à cause de la proximité du Soleil», indique François Leblanc, du Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales à Paris.

En analysant la composition chimique de cette exosphère, les astronomes espèrent non seulement caractériser ce phénomène d’érosion, mais aussi, explique Peter Wurz, professeur de physique expérimentale et planétaire à l’Université de Berne et responsable du spectromètre de masse Strofio, «accéder à des informations sur la composition des sols».

L’énigme magnétique

Enfin, BepiColombo s’intéressera au champ magnétique mercurien, un véritable mystère. En effet, parmi les planètes telluriques, seules la Terre et Mercure en possèdent un. Mars et Vénus pourtant bien plus grosses que cette dernière, n’en sont pas dotées. Pourquoi? L’existence de ce magnétisme suppose qu’une partie du noyau de fer et de nickel du corps céleste ne se soit pas solidifié et soit demeuré, au moins dans sa partie périphérique, à l’état liquide. Pour quelle raison? Et comment se fait-il que Mercure possède un cœur aussi gros, qui occupe 80% de son rayon?

Pour tenter de répondre à ces questions, les astronomes vont chercher à mesurer le champ de gravité de la planète afin de préciser sa structure interne. «Ce que pourra réaliser le laser altimétrique, en combinant les cartes topographiques de la surface qu’il réalisera avec les données d’instruments radio», explique Nicolas Thomas, directeur de l’Institut de physique de l’Université de Berne. De quoi, avec un peu de chance, arracher à Mercure, d’ici à la fin de la mission en 2026 ou 2027, quelques-uns de ses secrets…

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