BepiColombo, un voyage vers Mercure
L'objectif ultime de la recherche planétaire est de comprendre l'origine et l'évolution du système solaire. Avec la mission Rosetta qui sera lancé vers la comète Wirtanen en 2003, l'Agence spatiale européenne (ESA) conduit un programme qui va analyser une partie de la matière primordiale de notre système solaire qui se trouve dans les zones froides de celui-ci. Par contre, l'exploration de Mercure va nous dire comment les planètes se sont formées dans la partie interne et la plus chaude de la nébuleuse proto-solaire à l'origine de notre système.
Mercure est une planète extrême de notre système solaire. Elle est la planète la plus proche du Soleil et la plus dense. Depuis sa formation, elle est sujette aux plus hautes et plus grandes variations de températures que n'importe quel objet du système solaire (nuit entre 95 et 130K, jour entre 575 et 630K). Les effets de marée, dus à la proximité du Soleil, ont influencé sa rotation. Sa surface a été altérée durant la phase de refroidissement et sa composition chimique peut avoir été modifiée par des bombardements lors des premiers instants de son histoire.
Beaucoup d'aspects de l'histoire de Mercure restent controversés. En effet cette planète est caractérisée par une surprenante combinaison de propriétés différentes des autres planètes du système solaire. La configuration de sa rotation et de son orbite, la nature et la taille de son cœur, sa topographie, la prédominance de terrains volcaniques la rend très différente de la Lune mais plus proche de Mars qu'il n'y paraît. De plus, sa structure interne semble présenter un grand cœur métallique qui la rend proche de la Terre. Mercure n'a pas d'atmosphère stable. L'environnement gazeux de la planète (pression de surface ~10-15 bar, 98% Hélium et 2% Hydrogène) est décrit comme une exosphère variable en densité et en composition en fonction de la distance de Mercure par rapport au Soleil.
BepiColombo se place donc dans la logique du programme d'exploration planétaire de l'ESA mais avec en plus un caractère très interdisciplinaire intéressant. Cette mission va donc étudier la formation et l'évolution de planètes proches d'une étoile, caractériser dans le détail Mercure (géologie, minéralogie, densité, structure interne, composition chimique de surface, structure et dynamique du champ magnétique, environnement interplanétaire en orbite, etc.) et tester la théorie de la relativité et même explorer les limites d'autres théories de la gravitation. De part sa proximité au Soleil et sa grande vitesse sur son orbite, Mercure est plus affecté par des effets relativistes que toutes autres planètes de notre système solaire (précession du périhélie, déflexion des ondes radios par le Soleil, retard du signal radio).
En résumé voici les questions auxquelles BepiColombo tentera de répondre:
Qu'y a-t-il sur la face cachée de Mercure?
Comment la planète a évolué géologiquement?
Quelle est la composition chimique de sa surface?
Pourquoi la densité de Mercure est si élevée?
Quelle et la structure interne de Mercure?
Quelle est l'origine de son champ magnétique?
Comment le champ magnétique planétaire interagit avec le vent solaire en absence de ionosphère?
Y a-t-il de la glace aux régions polaires?
Quelle est la composition exacte de l'exosphère?
Quelles ont les nouvelles contraintes que l'on peut placer sur les théories de la gravitation et de la relativité générale?
Pour réaliser cette mission 2 orbiteurs (Mercury Planetary Orbiter/MPO + Mercury Magnetospheric Orbiter/MMO) et un module de surface (Mercury Surface Element/MSE) seront envoyés vers Mercure. Deux lancements avec Soyuz-Fregat seront nécessaires (MPO, MMO+MSE). Le Japon collaborera avec l'ESA sur cette mission. Pour l'ESA, cela entraînera une diminution du coût de la mission d'environ 60 Meuro. Celui-ci est évalué à 577.4 Meuro avec deux lancements sur Soyuz-Fregat en 2009.
Du point de vue technologique Bepi-Colombo bénéficiera de l'expérience acquise avec les missions ESA MARS-EXPRESS et SMART-1 (propulsion électrique solaire). Du côté NASA, il n'y a pas eu de rapprochement vers l'ESA bien que leur planning prévoit une mission vers Mercure: MESSENGER. Cela dit, la mission MESSENGER est beaucoup moins ambitieuse que BepiColombo.
Des informations détaillées sur l'ensemble des missions ESA en orbite ou en développement sont disponibles sur le site Internet du son programme scientifique: http://sci.esa.int/.
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Cette réponse a été préparée par Stephane.Berthet@bbw.admin.ch