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 : https://youtu.be/SqF7UzWso_o
Comme toutes les autres vidéos de la commission de Planétologie, elle est classée dans la playlist SAF Planéto à:
https://www.youtube.com/playlist?list=PL78ug7UrzPF3GO6qPac6isuQ1Gm5aIGJa
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.
Les
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.
Messenger
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.
La
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 :
|
|
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.
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
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
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