BepiColombo

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Introduction

La future mission BepiColombo sera la première mission d'exploration de l'ESA, l'Agence spatiale européenne vers la planète Mercure, réalisée conjointement avec la l'agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA). Programmée pour août 2014 et un survol 6 ans plus tard, en 2020, cette mission est composée d'un couple de sondes placées en orbite autour de Mercure par un module de transfert:

  • 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.
  • le Mercury Transfer Module, ou MTM, dont la maîtrise d'œuvre est confiée à l'ESA, a pour mission de conduire le MPO et le MMO depuis la Terre jusqu'à Mercure ;

À l'origine un atterrisseur était également prévu, mais des restrictions budgétaires ont conduit à son abandon.

Objectifs de la mission

À ce jour, seule la sonde américaine Mariner 10 a atteint le voisinage de Mercure et, lors des trois survols qu'elle effectua en 1974 et 1975, est parvenue à transmettre les seuls photographies de Mercure disponibles. La mission BepiColombo a pour objectif de satelliser deux sondes autour de Mercure pendant au moins un an afin de procéder à des analyses beaucoup plus poussées. 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.

Le voyage vers Mercure

Après le décollage la sonde BepiColomo va se positionner en orbite géostationnaire.Ensuite elle va survolerla Lune. La sonde va prendre L'assistance gravitationnel de la Terre une fois. Puis elle prendra 2 fois l'assistance de Vénus ainsi que 2 fois celle de Mercure avant de se mettre en orbite autour de celle-ci.

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

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 Heure. Son but principal sera d'étudier la planète elle même.

Orbites mmo mpo.png
Instrumentsutilités
BELAOrbites mmo mpo.png
ISAAccéléromètre printemps italien
MERMAGMagnétomètre Mercury
MERTIS-TISMercury spectromètre infrarouge thermique
MGNSgamma Mercure et spectromètre à neutrons
MIXSImagerie Mercury X-ray Spectrometer
PLUSMercury Orbiter Radio Science Experiment
PhébusExploration de l'exosphère Hermean par spectroscopie UV
SERENARecherche de Exosphère remplissage et émissions de neutre abondance (neutre et analyseur de particules ionisées)
SIMBIO-SYSspectromètres et imageurs d'MPO BepiColombo Système intégré de l'Observatoire (haute résolution et des caméras stéréo, visuels et spectromètre NIR)
SIXSl'intensité solaire et des rayons X
AntenneRésistant à haute température de 1,0 m X / Ka-bande à haut gain de l'antenne orientable
Propulseurspropulseurs 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 principale sera d'étudier l'atmosphère et la magnétosphère de Mercure.

Orbites mmo mpo.png
InstrumentsUtilité
MERMAG-M/MGFMagnétomètre Mercury
MPPEExpérience de particules du plasma de mercure
PWIInstrument onde plasma
MSASISodium mercure atmosphérique imageur spectral
MDMDust Mercury Monitor
Antenne0,8 m X-band de réseaux d'antennes à gain élevé
Propulseurspropulseurs ioniques maillées