La sonde BepiColombo, en route vers Mercure, va frôler la Terre à l'aube

En pleine épidémie de Covid-19, l'Agence spatiale européenne se prépare au survol de la Terre par la sonde BepiColombo en route vers Mercure. Les explications d'Agnès Montagnon, manager française à l'ESA et responsable des Opérations de vol de BepiColombo vers Mercure au Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt de l'ESA (Esoc).

C'est dans le contexte particulier de l'épidémie du Covid-19, qui contraint l'Agence spatiale européenne à réduire au strict minimum les équipes de contrôle et d'ingénieurs du Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt de l'ESA (Esoc) - afin de respecter les règles de distanciation sociale - que la sonde BepiColombo s'apprête à survoler la Terre à seulement 12.700 kilomètres de distance. Ce passage au plus près de la Terre est prévu demain vendredi, à 6 h 25, heure de Paris.

Lancée en octobre 2018, cette sonde européano-japonaise réalisera vendredi 10 avril sa « première des neuf assistances gravitationnelles nécessaires pour rejoindre la planète et s'insérer en orbite autour », nous explique Agnès Montagnon, responsable des Opérations de vol de BepiColombo vers Mercure au Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt de l'ESA (Esoc). Bien que couramment utilisée, cette « manœuvre est toujours délicate à réaliser ». La sonde doit passer au « point de passage prévu, à une distance de seulement 12.700 km de la Terre, nécessaire pour modifier sa vitesse et courber sa trajectoire vers le centre du Système solaire à destination de Vénus ». Ce passage au-dessus de la Terre va « ralentir la sonde de près de quatre kilomètres par seconde ».

Habituellement, les manœuvres d'assistance sont plutôt utilisées pour accélérer des sondes à destination d'objets lointains du Système solaire. Mais, comme nous le rappelle Agnès Montagnon, elles peuvent être également utilisées « pour changer le plan d'inclinaison des satellites ou, comme c'est le cas pour BepiColombo, ralentir ». En fait, tout dépend des caractéristiques du survol et de la mission.

La nécessité de ralentir la sonde plusieurs kilomètres par seconde

Or, du fait de la gravité considérable exercée par le Soleil et plutôt que de prendre une trajectoire directe et embarquer une très grande quantité de carburant, jusqu'à plus de 50 % de la masse du véhicule, l'Agence spatiale européenne a préféré allonger le voyage de la sonde, en matière de distance et de temps, avant d'arriver à destination. Concrètement au lieu de parcourir les 90 millions de kilomètres qui séparent Mercure de la Terre en seulement quelques mois, BepiColombo s'astreint à un voyage de sept ans, de près de 9 milliards de kilomètres à parcourir et neuf assistances gravitationnelles ! Des contraintes fortes mais nécessaires. Pour atteindre la « vitesse requise afin d'être capturée en orbite par la gravité de Mercure, la sonde devra perdre 7,7 km/s », ce qui est énorme. Ce freinage représente sept fois la poussée nécessaire pour rejoindre Mars ! L'énergie pour la mise en orbite autour de Mercure est même bien plus élevée que pour expédier une sonde jusqu'à Pluton, pourtant située entre 4,4 et plus de 7 milliards de kilomètres. BepiColombo réussira ce ralentissement en « effectuant un total de neuf manœuvres d'assistances gravitationnelles ». Après le survol, suivront deux manœuvres autour de Vénus et six autour de Mercure.

« Pendant la phase de survol de la Terre, nous avons besoin d'être en contact quotidien avec la sonde. » C'est pourquoi, les trois antennes de 35 mètres du réseau de l’espace lointain de l'ESA, situées à Malargüe (Argentine), New Norcia en Australie et à Cebreros en Espagne, seront utilisées. Elles resteront en « contact permanent avec la sonde jusqu'au 13 avril pour s'assurer que tout s'est bien passé, c'est-à-dire que la sonde soit sur la bonne trajectoire en direction de Vénus » où auront lieu les deux « prochaines manœuvres d'assistances gravitationnelles pour ajuster la trajectoire de la sonde en direction de Mercure et continuer à freiner la vitesse de BepiColombo ».

Le saviez-vous ?

Après Mariner 10 dans les années 1970 et Messenger (2010-2015), BepiColombo est la troisième mission, et la première européenne, vers Mercure, la plus petite planète et la moins explorée de notre Système solaire. « La moins explorée non pas parce qu'elle n'est pas intéressante mais parce qu'elle est difficile d'accès », explique Álvaro Giménez, directeur du programme scientifique de l’ESA. Avec BepiColombo, l'ESA et la Jaxa se sont donné les moyens de faire progresser notre « connaissance de Mercure, progrès qui bénéficiera des succès de Messenger et des découvertes pionnières de Mariner 10 », précise François Leblanc, planétologue au Latmos.

Lors de ce survol, les scientifiques de la mission prévoient d'utiliser huit des dix instruments embarqués à bord de l'orbiteur MPO. Pour rappel, la sonde BepiColombo se compose du module de transfert MTM (Mercury Transfert Module), de l'orbiteur MPO dédié à la planète (Mercury Planetary Orbiter), du bouclier thermique, pour protéger l'engin des quelque 350 °C au voisinage de Mercure et de l'orbiteur MMO d'étude de la magnétosphère (Mercury Magnetospheric Orbiter), fourni par le Japon.

Pour les scientifiques, il s'agit de réaliser des mesures techniques et de calibration de façon à s'assurer de leur bon fonctionnement. Comme le souligne l'ESA, il ne faut donc pas s'attendre à des données avec le niveau de qualité espéré lorsque ces mêmes instruments seront mis en service autour de Mercure. La caméra principale ne pouvant pas être mise en route, l'ESA utilisera les trois caméras de type GoPro, situées sur le module de transfert, pour prendre des photos du système Terre-Lune qui passera dans leur champ de vision. Environ 300 images seront acquises 24 heures avant et 24 heures après le passage de la sonde au plus près de la Terre.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/mercure-sonde-bepicolombo-route-vers-mercure-va-froler-terre-aube-80491/#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura