Mission BepiColombo

Transcription

00:32 Voix off
Mercure est la plus petite planète du système solaire et la plus proche de notre étoile.
Cette proximité du soleil rend les missions spatiales d'observation complexes.
À ce jour, seules deux sondes américaines, Mariner 10 puis Messenger, ont pu l'étudier et faire des découvertes qui questionnent la communauté scientifique.

00:51 François Leblanc, Astrophysicien - LATMOS
De manière très surprenante, c'est une planète qui a un champ magnétique intrinsèque, donc qui maintient, qui a maintenu au cours des 4 milliards d'années d'évolution du système solaire une dynamo, donc un mécanisme qui permet de générer un champ magnétique autour de Mercure, tout comme on l'a sur Terre.

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On ne s'attendait pas du tout à voir cela lorsque les premières missions américaines ont survolé cette planète, parce qu'on pensait que Mercure ressemblait énormément à la lune, donc un astre mort sans tectonique et donc sans aucune raison de maintenir une dynamo active.

01:25 Alain Doressoundiram, Astrophysicien - LESIA
On a découvert, avec les missions précédentes, qu'il y avait probablement de la glace d'eau au fond des cratères polaires.
Comment c'est possible ? Une planète qui est aussi chaude à 430°.
En fait Mercure n'est pas du tout penchée comme la terre sur son orbite mais elle est totalement droite et donc il se trouve qu'au fond des cratères polaires, jamais aucun rayon n'arrive à toucher le fond, et donc il y perdure depuis des milliards d'années, il s'est accumulé depuis des milliards d'années de la glace au fond des cratères.

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Ce qui nous interpelle à la surface de Mercure c'est que sa surface est pauvre en fer. Dans le même temps cette surface est riche en éléments volatils, donc des éléments légers qui normalement devraient sublimer sous l'effet de la chaleur du soleil, mais qui sont néanmoins présents.

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Et donc ça, les modèles de formation planétaire ne l'expliquent pas.
Donc, ce qu'a découvert la mission Messenger c'est qu'il faut jeter aux orties et à la poubelle nos modèles existants pour en élaborer de nouveaux à la lumière des futures données de la mission BepiColombo.


02:33 Voix off
C'est en 2000 que les agences spatiales européenne et japonaise décident conjointement de développer la mission BepiColombo.
Cette mission sera composée de deux orbiteurs :
MPO, de conception européenne étudiera la surface, le sous-sol et la faible atmosphère de Mercure.
L'orbiteur Japonais MMO aura pour objectif principal l'étude de son champ magnétique.

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Mais l'envoi d'une telle mission présente des difficultés techniques majeures.

03:01 La proximité du soleil va soumettre la sonde et ses instruments à un niveau de radiations très élevé et à des températures oscillant entre moins 180° côté nuit et plus 450° côté jour.
Ces conditions extrêmes vont nécessiter le développement de nouveaux concepts instrumentaux.

03:20 François Leblanc, Astrophysicien - LATMOS
Donc à l'origine lorsqu'on a réfléchi à construire un spectromètre ultraviolet dédié à l'observation de mercure, on a pensé évidemment à nos héritages, dont SPICAM en particulier, le spectro ultraviolet de Mars Express.

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On s'est très vite rendu compte que d'exporter, prendre le concept SPICAM pour observer l'atmosphère de mercure était impossible parce que justement SPICAM n'avait pas été conçu d'une part pour un environnement radiatif aussi intense ni pour des conditions thermiques aussi dures, et enfin parce que l'atmosphère qu'on cherche à observer autour de mercure émet une lumière qui est beaucoup moins intense que ce qu'on peut voir autour de Mars, et donc ça rend encore plus difficile l'utilisation d'un instrument comme SPICAM.

04:00 Voix off
Le principe d'un instrument comme PHEBUS est d'analyser la lumière réfléchie par l'atmosphère de Mercure afin d'en déduire sa composition. Mais là encore la proximité du soleil rend la surface de mercure extrêmement lumineuse et son atmosphère quasiment invisible.

04:18 François Leblanc, Astrophysicien - LATMOS
L'équivalent du flux solaire réfléchi à la surface de mercure c'est le soleil vu depuis la terre. C'est aussi un million de fois plus intense que l'émission lumineuse provenant de l'atmosphère.

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Donc ce qu'on cherche à faire avec l'instrument PHEBUS, une des premières choses c'est d'avoir une capacité de regarder le ciel tout en filtrant cette lumière réfléchie, c'est ce qui a été réalisé par un composant qu'on appelle le baffle, qui est un élément optique qui nous permet justement de réduire d'un facteur 1 million la lumière réfléchie depuis la surface de Mercure. Donc on arrive à extraire en quelque sorte la lumière de l'atmosphère dans un environnement qui est un million de fois plus intense.

04:58 Voix off
Sur l'ensemble de la mission et des seize instruments qu'elle emporte, seuls 20% des développements technologiques sont issus de concepts préexistants.

05:07 Marc Ollivier, Astrophysicien - IAS
Alors BepiColombo c'est une mission de planétologie nouvelle génération, c'est à dire que les instruments au fur à mesure qu'on en réalise, on les perfectionne, on les améliore, ils ont des performances sans cesse meilleures, plus précis, un nombre plus important d'éléments de résolution spatiale, de détails, de résolution spectrale, et donc, dans le cas particulier de l'instrument SIMBIO-SYS, qui est un super couteau suisse de l'imagerie, qui fait de la vision panoramique, qui fait de l'imagerie hyperspectrale, et donc qui génère un flot de données extrêmement important.

05:42
On arrive aux limites finalement de la quantité d'informations qu'on est capable de transporter d'une sonde spatiale jusqu'à la Terre, avec un simple lien de communication radio.

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Il a fallu imaginer des techniques pour finalement compresser les données, pour pouvoir les transmettre en perdant le moins d'informations, et si possible ne pas perdre d'information.

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Alors la particularité de cet instrument, c'est d'avoir un système de compression de données en hard, codé sur une carte électronique, avec une densité de composants jamais atteint, mais qui permet de gagner un facteur 10, 15, 20, sur la quantité de données qu'on reçoit et de pouvoir récupérer des images d'extrêmement bonne qualité de la surface de Mercure.

06:28 Voix off
L'instrument SIMBIO-SYS est en fait une suite instrumentale comprenant une caméra haute résolution, une caméra stéréo, et un spectro imageur VIHI développé par l'équipe du LESIA.

06:41 Alain Doressoundiram, Astrophysicien - LESIA
C'est effectivement une tendance actuelle de mutualiser des ressources afin d'économiser ces mêmes ressources. Donc pour ces trois instruments on va utiliser la même puissance électrique, le même ordinateur de bord, la même électronique et donc tout cela sera mutualisé.

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Et dans le même temps on va aussi miniaturiser au maximum ces instruments, et ce qu'on a gagné depuis Mars Express jusqu'à BepiColombo c'est surtout sur l'électronique.

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Maintenant, des électroniques qui occupaient un grand volume, maintenant vous diminuez par 3, 4, cette même électronique et donc la combinaison de la miniaturisation et l'optimisation des ressources a permis par exemple pour Omega, qui est un instrument de 30 kilogrammes, d'avoir avec SIMBIO-SYS deux fois moins : 15 kilogrammes. Mais en même temps SIMBIO-SYS c'est un instrument qui en comporte trois. C'est 3 en 1 et avec des performances beaucoup plus importantes que l'on avait sur Oméga.

07:40 Voix off
Après 18 années de développement, la sonde BepiColombo est enfin prête et le 18 octobre 2018, elle entame son voyage vers Mercure. Il durera 7 ans.

07:50
Trois, deux, un... Top !

08:02 Alain Doressoundiram Astrophysicien LESIA
Quand la fusée Ariane 5 s'est extrait de la gravité terrestre dans la nuit Guyanaise, c'était une très très forte émotion. Et quand on a eu les premières confirmations que les panneaux solaires s'étaient bien déployés ça a été un premier soulagement, mais pas un soulagement final puisque le voyage est encore long. Il y aura tous les ans des tests des instruments pour vérifier leur bonne santé et je dirais que c'est seulement à l'arrivée et à l'obtention des premières données qu'on aura enfin un grand ouf de soulagement.