MESSENGER - Définition et Explications

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Introduction

Le programme MESSENGER (en anglais : Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging) est une mission d'étude des caractéristiques physicochimiques de la planète Mercure. Son but est d'étudier en particulier la composition chimique de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) et de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), l'histoire géologique, la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes...), la taille, l'état et la nature du cœur de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...), ainsi que l'origine de son champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...).

Mercure vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) par Messenger (Le programme MESSENGER (en anglais : Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and...) le 14 janvier 2008.

Aucune mission ne s'était rendue vers Mercure depuis Mariner 10 (Mariner 10 était la dernière sonde spatiale du programme Mariner. Elle fut envoyée par la NASA...), la précédente et unique sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des...) qui a achevé sa mission en mars 1975. Celle-ci a offert une cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) de près de 45 % de la surface de la planète (un seul hémisphère) avec une résolution de 1610 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...). Messenger offre plusieurs améliorations dans la numérisation (La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation...) des clichés avec des caméras offrant une résolution permettant de distinguer des caractéristiques de surface de seulement 18 mètres de diamètre. Messenger sera également la première sonde à offrir l'image de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) de la planète.

L'acronyme Messenger a été choisi par la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) symboliquement car le dieu Mercure était le messager (messenger en anglais) des dieux dans la mythologie romaine.

Déroulement de la mission

Initialement prévu le 11 mai 2004, avec une fenêtre de lancement (Une fenêtre de lancement, dans le domaine de l'astronautique, est l'intervalle de temps pendant...) de 12 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), le lancement de la sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour...) a été repoussé le 26 mars 2004 pour la date du 30 juillet avec une fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan...) de 15 jours.

Finalement, c'est le 3 août 2004 à 6h16 UTC, que la sonde décolle à bord d'une fusée (Fusée peut faire référence à :) Boeing (Boeing (nom officiel en anglais The Boeing Company) est l'un des plus grands constructeurs...) Delta II (Les Delta II ou Delta 7000 sont des lanceurs américains de puissance moyenne dont le premier...) de la base de Cap Canaveral (Cap Canaveral est une base de lancement américaine située en Floride (28°27′ de latitude...), en Floride, après un ultime retard de 24 heures (L'heure est une unité de mesure  :) provoqué par une tempête (Une tempête est un phénomène météorologique violent à large...) tropicale.

La sonde Messenger a survolé la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) le 2 août 2005, à 2 347 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...), pour utiliser l'assistance gravitationnelle (L'assistance gravitationnelle, dans le domaine de l'astronautique, est l'utilisation de l'effet du...) de sa planète d'origine.

Cette assistance gravitationnelle se poursuivra grâce à une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) assez longue et complexe pour pouvoir atteindre la vitesse orbitale (La vitesse orbitale d'un corps céleste, le plus souvent une planète, un satellite naturel, un...) de Mercure qui est très élevée, sans trop consommer d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...).

Elle a ainsi survolé Vénus en octobre 2006 et en juin 2007 et devrait faire de même par trois fois avec Mercure, avant de commencer sa mission scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) en mars 2011, pour une durée de 1 an. Ces divers survols seront suivis de corrections de trajectoires par les propulseurs.

Lors de son premier survol de Mercure à seulement 200 km de sa surface le 14 janvier 2008, la sonde a pris une première série de clichés haute résolution de la face inconnue de la planète.

Lors de son deuxième survol de Mercure toujours à 200 km de sa surface le 6 octobre 2008, la sonde a pris plus de 1200 clichés, haute résolution de la face inconnue de la planète, couvrant ainsi 30% de sa surface. Le troisième et dernier survol de Mercure avant l'insertion orbitale définitive (18 mars 2011), s'est déroulé le 29 septembre 2009, dévoilant les derniers 10% encore inconnus de sa surface.

Mercure étant quasiment dépourvue d'atmosphère, la sonde ne pourra pas utiliser d'aérofreins lors de sa mise en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) finale et devra utiliser ses propulseurs d'appoint pour ralentir.

La sonde sera en orbite mercurienne le 18 mars 2011.

La sonde et ses sous-systèmes

Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) de la sonde Messenger près de la planète Mercure.
Trajectoire de Messenger

La sonde Messenger conçue et développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de...) par le Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHU / APL), est une boite aplatie (1,27 m × 1,42 m × 1,85 m) protégée du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) par un bouclier thermique (Un bouclier thermique, dans le domaine de l'astronautique, est un dispositif destiné à protéger...) en forme de demi cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée...) et pourvue de deux panneaux solaires. Un magnétomètre (Un magnétomètre est un appareil qui sert à mesurer l'aimantation d'un système. Il en existe...) est installé au bout d'un bras de 3,6 mètres. La masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) totale de la sonde est de 1093 kg dont 607,8 kg de masse d'ergol (Un ergol, dans le domaine de l'astronautique, est une substance homogène employée seule ou en...) et d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...). La structure en graphite / epoxy est constituée de deux panneaux verticaux qui supportent les deux réservoirs de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...) et de deux panneaux verticaux qui soutiennent le réservoir de comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un...). Le panneau supérieur supporte le propulseur principal (LVA), les propulseurs auxiliaires et leur réservoirs, les senseurs stellaires et la batterie.

La propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant....) est assurée par un propulseur biergol (Un biergol ou diergol, dans le domaine de l'astronautique, est un propergol composé de deux ergols...) de 645 N de poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...) et 317 s d'impulsion spécifique (L'impulsion spécifique (notée généralement Isp), dans le domaine de l'astronautique, est le...). Quatre propulseurs monergol (Un monergol est un ergol de formation souvent endothermique, qui a la propriété de se suffire à...) de 22 N de poussée contrôlent le satellite (Satellite peut faire référence à :) pendant les tirs du propulseur principal. Le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) d'attitude du satellite est assuré par dix propulseurs mono-ergol de 4 N de poussée et une roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe...) à inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa...). L'attitude du satellite est acquise grâce à des senseurs stellaires, une centrale à inertie (Une centrale à inertie ou centrale inertielle est un appareil de navigation de précision...) et six senseurs solaires. La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) électrique est fournie par les panneaux solaires, qui s'étendent au-delà du bouclier thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) et sont orientés de façon à contrôler leur température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et la puissance délivrée qui est nominalement de 450 W en orbite autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de Mercure. Les panneaux solaires sont recouverts à 70 % de réflecteurs optiques (OSR) et à 30 % de cellules photovoltaïques AsGa / Ge. La puissance est stockée à l'aide de batteries nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) / hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.).

Les communications vers la terre sont réalisées en bande X (Dans les télécommunications radio, la bande X est une plage de fréquences aux alentours de 8...) par l'intermédiaire de deux antennes réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) à commande (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un...) de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) (liaison descendante) et d'antennes à faible gain et à gain moyen (liaison montante et descendante) qui sont montées sur les faces avant et arrière de la sonde. Un système de contrôle thermique passif, constitué d'un bouclier thermique opaque en tissu de céramique (Premier « art du feu » à apparaître (avant la métallurgie et le travail du verre),...), est utilisé pour maintenir la température de fonctionnement de la sonde lorsqu'elle est proche du soleil. Des radiateurs sont par ailleurs intégrés à la structure et l'orbite est optimisée afin de minimiser les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) thermiques infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) et visible provenant de la surface de Mercure. Des isolants multicouches, des joints à faibles conductivité et des réchauffeurs sont également utilisés pour maintenir les températures dans les limites de fonctionnement.

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