Mariner 10 - Définition

Introduction

Mariner 10 était la dernière sonde spatiale du programme Mariner. Elle fut envoyée par la NASA le 3 novembre 1973, soit environ deux ans après la sonde Mariner 9, pour étudier les planètes Vénus et Mercure, ainsi qu'effectuer d'autres mesures dans l'espace. C'est la première sonde à avoir visité Mercure. Elle a été la seule à l'avoir effectué pendant un peu moins de 33 ans avant le survol de Mercure par la sonde Messenger le 14 janvier 2008.

Préparation de la sonde.

Mariner 10 est la première sonde à avoir utilisé l'assistance gravitationnelle d'une planète pour modifier sa trajectoire, se servant de l'attraction gravitationnelle engendrée par Vénus pour se propulser vers Mercure. Cette technique est depuis très utilisée afin d'économiser l'énergie nécessaire à faire manœuvrer les sondes.

Elle fut aussi la première à mettre en œuvre le principe de la voile solaire. Lors de sa mission, le contrôle d'attitude de la sonde eut une défaillance. Les ingénieurs décidèrent alors de repositionner les panneaux solaires pour s'en servir de voile solaire. La trajectoire de la sonde fut alors corrigée en économisant une surconsommation de carburant.

À l'origine, Mariner 10 n'avait que pour mission de survoler Vénus et d'y étudier son atmosphère (composition, structure, pression) et ses nuages, mais lors de la planification de sa trajectoire, les ingénieurs de la NASA se sont rendu compte qu'avec quelques ajustements, la sonde pourrait atteindre Mercure.

Survols de Vénus et Mercure

Mariner 10 survola Vénus le 5 février 1974 à 5 794 km d'altitude avant de partir pour Mercure. Durant son voyage inter-planétaire, la sonde étudia l'environnement inter-planétaire en prenant des mesures sur les vents solaires et les champs magnétiques. Trois survols de Mercure ont pu être effectués :

• Le premier, le 29 mars 1974, fut un rapide passage à 703 km d'altitude et permit de découvrir que Mercure possédait un champ magnétique, alors que les scientifiques pensaient qu'il n'en existait pas, puis seconde découverte surprenante : la présence d'une atmosphère, certes infime, mais présente (il s'agit plutôt en fait d'une exosphère). La faible densité de la croûte fut également remarquée. Les premières photos de la surface de la planète — jusqu'ici impossible à voir depuis la Terre — furent prises et dévoilèrent une surface couverte de cratères, ressemblant à celle de la Lune. 2 300 photographies en moyenne (3–20 km/pixel) et haute résolution (moins d'1 km/pixel) furent prises lors de ce premier passage.

• Le deuxième, le 21 septembre 1974 à 48 069 km d'altitude, permit de cartographier environ 45% de la surface de la planète. Seules 750 nouvelles photos de la planète ont pu être prises, à cause d'un problème technique avec l'enregistreur embarqué.

• Enfin, le dernier, le 16 mars 1975 à 327 km d'altitude, et qui avait pour objectif d'étudier plus précisément le champ magnétique de Mercure. Les scientifiques découvrirent qu'il ne s'agissait pas simplement d'un effet dû aux vents solaires, mais qu'il était généré par la planète elle-même. Le mécanisme qui génère ce champ est une question majeure pour les prochaines missions spatiales vers Mercure. Ce dernier survol permit la prise de 450 photos en haute résolution.

Le 25 mars 1975, Mariner 10 n'avait plus de carburant pour être manœuvrée. Les scientifiques décidèrent alors de clore la mission. Seuls 45% de la surface ont pu être cartographiés, car à chacun des trois survols, Mercure présentait la même face au Soleil. Mariner 10 aura rapporté près de 8 000 photographies de Vénus (4 000), Mercure (3 500) ainsi que de la Lune et de la Terre (acquises une douzaine d'heures après le décollage pour calibrer les instruments).