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Mise à jour 20 Mars 2022

CONFÉRENCE de Lina HADID

du Labo de Phys des Plasmas de l’école Polytechnique sur :

 « LES MYSTÈRES DE MERCURE À LA PORTÉE DE BEPICOLOMBO »

Organisée par la SAF

En direct du siège et par téléconférence

Le Samedi 26 Février 2022 à 15H00

À l'occasion de la réunion de la Commission de Planétologie

 

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.

Le conférencier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et se nomme :

Mercure_Bepi_SAF.pdf, qui se trouve dans le dossier PLANETOLOGIE-SAF/ saison 2021-2022.

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

Les actualités présentées sont ici.

 

La vidéo se trouve ici : URL à venir

 

 

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Lina Hadid est chercheuse au Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP) de l’École Polytechnique à Palaiseau.

 

 

Elle a travaillé sur les missions Cassini, Juice, Solar Orbiter et est co-Investigator sur BepiColombo sur la partie MIO.

 

 

 

Elle nous parle cet après-midi, justement de cette mission européenne vers Mercure, BepiColombo et en introduction nous présente cette étrange planète.

 

 

 

 

 

 

 

 

LA PLANÈTE MERCURE.

 

C’est la planète la plus proche de notre Soleil, donc difficile à voir.

 

Elle est plus petite que la Terre, mais plus grande que notre Lune.

 

 

C’est une planète tellurique qui possède d’étranges propriétés au point de vue orbital.

En effet, son jour 176 jours terrestres) est plus long que son année 88 jours terrestres.

 

Cela est dû à un phénomène de résonnance avec le Soleil.

En effet, Mercure effectue 3 rotations sur elle-même quand elle fait 2 fois le tour du Soleil, elle est en résonnance orbitale 3/2.

 

Son orbite est aussi très excentrique (très elliptique), ce qui amènent des différences de température énormes entre les points les plus près et les plus éloignés du Soleil 700K à 550K.

 

D’autre part Mercure possède un noyau ferrique énorme par rapport à sa taille, il représente 85% de la planète alors que sur Terre, c’est seulement 55%. Pourquoi ?

 

C’est un des mystères de Mercure.

 

On voit bien sur ce graphique que Mercure est hors de la courbe.

 

De même Mercure ne possède pas d’atmosphère significative, mais seulement une exosphère.

 

Sa densité est très élevée par rapport à sa taille (5,3).

 

 

 

 

Le transit de Mercure (NdlR).

Le plan de l’orbite de Mercure est incliné de 7° sur l’écliptique (plan de l’orbite terrestre)

En conséquence tous les 23 ans mercuriens en moyenne, Mercure passe entre le Soleil et la Terre

C’est ce que l’on appelle un transit

 

Ce phénomène rare (très rare en ce qui concerne Vénus, tous les 110 ans) a joué un rôle très important en astronomie.

Il a permis à l’aide d’un calcul élémentaire de MESURER EN ABSOLU LE SYSTÈME SOLAIRE

L’étude des transits va lever le voile sur l'immensité de l'espace. Edmund Halley, (celui de la comète!) jeune astronome anglais, assiste au transit de Mercure en 1677 dans l’hémisphère sud (Île de Ste Hélène) cela va lui donner une idée géniale qu’il publiera beaucoup plus tard

 

 

LES PREMIÈRES OBSERVATIONS DE MERCURE.

 

MARINER 10.

 

Une sonde interplanétaire est lancée vers Vénus et se met en orbite de telle façon qu’elle passe près de Mercure tous les 2 ans mercuriens, la première fois en 1974.

Cette trajectoire originale est inventée par un savant Italien Giuseppe (Bepi) Colombo

Elle nous rapporte les premières images de sa surface

 

Mercure ressemble beaucoup à la Lune, on découvre un énorme bassin d’impact, le bassin Caloris.

 

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Description générée automatiquementLes premières mesures du champ magnétique de Mercure ont lieu.

 

Le champ magnétique de Mercure est beaucoup plus faible que celui de la Terre, comme on le voit sur ce diagramme.

 

Son origine est comme pour la Terre, dû au noyau semi liquide qui provoque un effet dynamo.

Le champ est près de du « bow shock », il induit alors une magnétosphère.

 

 

 

 

 

 

MESSENGER.

 

Mariner 10 a été suivie longtemps après par Messenger.

Sélectionné en 1999, ce sera le grand retour vers Mercure après les années 1974-75 de Mariner 10

Lancement en Mars 2004 pour mise en orbite autour de Mercure en 2011

Équipé d’un bouclier de protection, Messenger effectue une cartographie complète de la planète.

Elle étudie son noyau et son exosphère

Elle se concentre aussi sur son champ magnétique.

 

 

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Description générée automatiquementMessenger découvre de la glace au fond de certains cratères qui ne sont jamais éclairés par le Soleil, principalement au Pôle Nord.

 

Les dépôts de glace sont en jaune.

La température au fond de ces cratères (5km de profondeur) est de l’ordre de -200°C.

On remarque que les cratères sont nommés en l’honneur d’artistes Russes.

 

La région du pôle Sud, certains cratères sont aussi dans une ombre éternelle et devraient contenir une énorme quantité de glace.

 

Photo crédit : Pole N NASA.

 

 

 

 

Mercure rétrécit au cours du temps, depuis sa formation, elle a perdu 7 km.

Cela donne naissance à des « craquelures » à sa surface.

 

 

Une image contenant texte, écran, périphérique, panneau de configuration

Description générée automatiquementLa surface est riche en substances volatiles.

 

Une autre découverte étrange de Messenger, le rapport K/Th.

Voici le rapport K/Th par masse des planètes telluriques.

Le Potassium (K) est un volatile, alors que le Thorium ne l’est pas, il est réfractaire. Ce rapport K/Th est une indication des processus d’évaporation.

Ce rapport pour Mercure est du même ordre de grandeur ou même plus important que pour les autres planètes telluriques, alors que l’on aurait pu penser que si près du Soleil, les volatils se seraient échappés depuis longtemps. Encore un mystère.>

 

Crédit : NASA / JHUAPL / CIW

 

 

 

 

 

 

L’ORIGINE DE MERCURE.

 

Mercure contrairement à la Lune, ne serait pas formé lors d’un impact géant.

 

On pense qu’elle se serait formée dans le disque protoplanétaire.

 

 

QUELQUES QUESTIONS EN SUSPENS.

 

 

·         Où et comment s’est formé Mercure ?

 

·         Est-ce qu’il y a vraiment de l’eau glacée sur Mercure ?

 

·         Est-ce que Mercure est toujours actif ?

 

·         Pourquoi Mercure possède un champ magnétique ?

 

·         Quelle est la composition exacte de son atmosphère ?

 

On compte beaucoup sur la mission BepiColombo pour apporter quelques réponses.

 

 

 

LA MISSION BEPICOLOMBO.

 

L’ESA et la JAXA (agence spatiale japonaise) mettent au point un projet très ambitieux : BepiColombo appelé ainsi en honneur du professeur Colombo.

 

Ce projet comporte 2 orbiteurs

 

Le MPO (Mercury Planet Orbiter) en orbite basse pour photo et étude (ESA)

Le MMO (Mercury Magnetosphere Orbiter) pour analyser les particules (JAXA)

 

L’originalité de cette mission :

Elle réside dans la propulsion de cet engin, elle combine 3 types de propulsions :

Moteur ionique (croisière) comme Deep Space 1

Propulsion chimique (mise en orbite)

Assistance gravitationnelle

Lancement le 20 Octobre 2018 avec une Ariane 5 depuis Kourou.

Voyage de 6 ans !

 

Crédit illustration : ESA/JAXA.

 

 

 

 

 

Voici une vue d’ensemble des éléments :

 

Crédit ESA/JAXA

 

Deux orbiteurs pour une parfaite couverture spatiale et temporelle.

 

Conformément à la tradition japonaise, le module MMO développé par l'Agence spatiale JAXA est rebaptisé après son lancement et reçoit le nom de MIO, que l’on pourrait traduire par « vaisseau éclaireur ».

 

On peut voir sur cette illustration (originale de la Planetary Society) le parcours complexe de la sonde.

 

 

Vidéo ESA : Launch to Mercury :

 

https://dlmultimedia.esa.int/download/public/videos/2017/07/004/1707_004_AR_EN.mp4

 

 

 

En complément (NdlR) :

Pour cette mission particulièrement complexe, Ariane 5 a libéré BepiColombo de l’orbite terrestre pour le placer sur sa trajectoire de transfert dans le système solaire vers Mercure en lui communiquant une vitesse absolue de 10,99 km/s (39 570 km/h), soit 1,15 km/s (4140 km/h) de plus que pour l’orbite habituelle de transfert vers la position géostationnaire.

Cette mission profite de la première application de l’augmentation de débit du moteur Vulcain 2 (+ 2,25%), décidée dans le cadre de l’amélioration de la performance du lanceur Ariane 5 ECA.

L’un des défis les plus importants à relever est la gravité considérable exercée par le Soleil, ce qui rend particulièrement difficile l’insertion d’un véhicule spatial sur une orbite stable autour de Mercure.

En effet, il faudra constamment exercer un freinage afin de garder sous contrôle la trajectoire en direction du Soleil, tandis que les 4 propulseurs ioniques (au Xénon) du MTM fourniront la faible poussée requise durant de longues séquences de la phase de croisière.

Il y aura en tout 9 assistances de prévues afin d’arriver avec la bonne vitesse autour de Mercure,

 

 

 

Parmi les instruments, il y a de nombreux instruments français à la fois sur MPO et sur MIO, qui sont repérés sur ces diapos :

 

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Le LPP est le laboratoire pour lequel notre conférencière travaille.

 

La sonde a déjà effectué quelques passages près de la Terre, de Vénus et de Mercure.

Nous en avons parlé dans les astronews de l’époque.

 

 

EN CONCLUSION.

 

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Mercure, planète peu connue, peut nous permettre de découvrir les secrets de la naissance du système solaire

 

Pourquoi une telle densité ?

 

Le noyau de Mercure est-il solide ou liquide ?

 

Explication du fort champ magnétique ?

 

Activité tectonique éventuelle ?

Les volatils, pourquoi autant ?

 

Il faut attendre les réponses de cette prochaine mission

 

 

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Mercury's strange potassium-thorium ratio

 

Une vidéo du passage près de Mercure : https://youtu.be/GdOLeGeqAEI

 

BepiColombo au MPS.

 

La mission BepiColombo chez Wikipedia, bien résumée !

 

Le volcanisme de Mercure : CR conf SAF (Planétologie) d’O. Barraud du 11 Mai 2019.

 

Mercure : de Messenger à Bepi-Colombo : CR de la conférence SAF de F Leblanc du 9 Mars 2016

 

BepiColombo :En route pour Mercure ! 

 

 

 

 

PROCHAINE CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF :

 

Prochaine conférence SAF devant public :
Le mercredi 13 Avril 2022 à 19H00  au CNAM amphi Grégoire (220 places).

« Les débris spatiaux : problèmes et solutions »

Par Christophe BONNAL du CNES Direction des lanceurs  Résa > 10 Mars

.  Réservation comme d’habitude ou à la SAF directement.

Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF Sinon à suivre en direct : https://youtu.be/dEYzUxHXLIg

 

 

 

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin   Président de la commission de cosmologie de la SAF

www.planetastronomy.com

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