La mission planétaire euro-japonaise BepiColombo a décollé du port spatial européen en Guyane française à 03h45 heure d'été d'Europe centrale le 20 octobre 2018 (22h45 le 19 octobre heure locale), à bord d'un lanceur Ariane 5. "Non seulement la mission est conçue pour enquêter sur la planète Mercure, il fournira également de nouvelles informations sur le système solaire, " explique Walther Pelzer, Membre du conseil d'administration de l'administration spatiale du Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR). "Encore une fois, en relevant cet immense défi, Le Japon s'avère être un partenaire aérospatial fiable pour l'Europe. » Le voyage cosmique du vaisseau spatial à travers le système solaire interne durera environ sept ans.

Deux vaisseaux spatiaux enquêteront ensemble sur Mercure

BepiColombo est le projet européen le plus complet à ce jour pour explorer une planète du système solaire. La mission se compose de deux orbiteurs qui encercleront Mercure – le Mercury Planetary Orbiter (MPO) et le Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Alors que MPO est conçu pour étudier la surface et la composition de la planète, MMO analysera sa magnétosphère. Les autres objectifs de la mission comprennent l'étude du vent solaire, la structure interne et l'environnement planétaire de Mercure, ainsi que son interaction avec l'environnement le plus proche du Soleil. Les scientifiques espèrent que cela fournira également de nouvelles informations sur la formation du système solaire.

Pendant le voyage, les deux orbiteurs voyageront à bord du Mercury Composite Spacecraft (MCS), qui leur fournira de l'énergie et, grâce à un bouclier spécial – le MMO Sunshield and Interface Structure (MOSIF) – les protègent des températures extrêmes qui varient entre 430 degrés Celsius du côté jour de la planète et moins 180 degrés Celsius du côté nuit.

MERTIS et BELA – Utilisation de capteurs dans des conditions extrêmes

Sur les 16 instruments à bord des deux engins spatiaux, trois ont été principalement développés en Allemagne :BELA (BepiColombo Laser Altimeter), MPO-MAG (magnétomètre MPO) et MERTIS (radiomètre à mercure et spectromètre infrarouge thermique). MERTIS est un spectromètre et un radiomètre d'imagerie infrarouge avec deux capteurs de rayonnement qui fonctionneront dans la région de longueur d'onde de sept à 40 micromètres. Une fois en orbite, MORTIS étudiera la surface et l'intérieur de Mercure à bord de MPO. Avec une résolution spatiale de 500 mètres, il identifiera les minéraux formant des roches à la surface dans le domaine de l'infrarouge moyen.

La connaissance de la composition minéralogique permet aux scientifiques de faire des déclarations sur l'évolution de la planète. En outre, un micro-radiomètre intégré fournira des données sur la température de surface et la conductivité thermique de Mercure. Grâce à un concept d'instrument innovant, MORTIS est extrêmement compact et économe en énergie. "Les deux capteurs MORTIS sont uniques, " précise le responsable de l'expérimentation du DLR Jörn Helbert et ajoute :" La voie d'imagerie utilise un microbolomètre dit non refroidi - le premier à être qualifié spatial en Europe - utilisant un capteur mesurant seulement trois millimètres sur un, qui a été fabriqué à partir d'une seule pièce de silicium et sert également de fente pour le spectromètre. Ce ne sont là que deux des nombreuses technologies innovantes développées spécifiquement pour cette expérience. » L'équipe est dirigée par des scientifiques de l'Université de Münster et du DLR Institute of Planetary Research. L'expérience est gérée par le DLR Institute of Optical Sensor Systems, qui a conçu et développé MORTIS. L'opération est menée sous la direction du DLR Institute of Planetary Research, tandis que l'évaluation scientifique des données est réalisée avec l'Université de Münster.

L'altimètre laser BELA fournit des informations sur la forme globale, rotation et topographie de la planète la plus proche du Soleil. Chaque seconde, il envoie 10 impulsions laser vers Mercure et reçoit le signal réfléchi par la surface en une fraction de seconde. Plus un point du paysage est haut, plus le temps nécessaire à l'impulsion laser pour se rendre à la surface et de là au capteur de BELA est court. De la durée de millions d'impulsions laser, un modèle 3D de toute la surface de Mercure émergera au cours de la mission. "En outre, nous pouvons utiliser la forme des impulsions réfléchies pour déterminer la rugosité de la surface, qui nous aide à mieux comprendre les processus physiques et géologiques qui façonnent la planète, " explique Hauke ​​Hußmann, chef de projet scientifique de BELA. Des mesures de protection sophistiquées et une protection complète contre la chaleur et la lumière empêchent l'instrument de surchauffer ou d'endommager les radiations en raison des températures extrêmes sur la planète. BELA a été développé et construit par DLR en collaboration avec l'Université de Berne, l'Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire, l'Instituto de Astrofísica de Andalucía et de l'industrie. The operation and scientific evaluation of the data takes place under the direction of the DLR Institute of Planetary Research.

The MPO-MAG experiment is a high-resolution digital magnetometer. As already discovered by the Mariner 10 probe, Mercury is surrounded by a magnetic field with a strength that corresponds to one percent of the Earth's magnetic field. In MPO-MAG, two sensors are used on one of the MPO's arms to investigate Mercury's magnetic field. One of the goals is also the exploration of the internal structure of Mercury. Karl-Heinz Glaßmeier from the Institute for Geophysics and Extraterrestrial Physics (IGEP) of the Technical University of Braunschweig is scientifically responsible.

The long journey through space

It will take BepiColombo approximately seven years to reach Mercury. Pendant ce temps, the spacecraft will perform several swing-by manoeuvres past Earth and Venus and even six at Mercury itself before being directed into its final orbital trajectory at its destination planet. During these swing-by manoeuvres, the spacecraft uses the gravitational force of celestial bodies to gather momentum for its continued travel through space, ou, and also, to decelerate. For an orbit to be achieved, the probe must not only greatly reduce its velocity at Mercury, but also counteract the Sun's enormous gravitational pull. MERTIS will already be performing measurements during the swing-bys of Earth and Venus. Once it has arrived at Mercury, BepiColombo will collect data for approximately one year.

Mercury – Our 'unknown' neighbour in the Solar System

Mercury is more than just the smallest planet. With a diameter of 4878 kilometres it is barely larger than the Moon. It is also the least researched of the Solar System's Earth-like planets in our solar system. Above all, this is due to the fact that it is the closest neighbour to the Sun, which blasts the surface with radiation six times higher than on Earth, causing temperatures to rise to as high as 430 degrees Celsius during the day, before cooling down to even minus 180 degrees Celsius at night. Only two spacecraft have visited Mercury in the past:NASA's Mariner 10 performed three fly-bys past Mercury in 1974 and 1975, while the NASA probe MESSENGER performed three fly-bys and circled our neighbour while approaching the northern hemisphere of our planetary neighbour on an exploratory mission between 2011 and 2015. BepiColombo will complement the Messenger mission perfectly, as the southern hemisphere can now be captured accurately as well. À la fois, completely new investigations will be carried out. No instruments on MESSENGER observed the planet in the mid-infrared range. Par conséquent, MERTIS will supply a completely new dataset.

Close European-Japanese cooperation

ESA is responsible for the overall mission, and the agency was also responsible for developing and building the Mercury Planetary Orbiter. The Japanese space agency JAXA contributed the Mercury Magnetospheric Orbiter. The German part of the BepiColombo mission was coordinated and largely financed by DLR Space Administration using funds provided by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi). The two instruments BELA and MERTIS, which were largely developed by the DLR Institutes of Planetary Research and Optical Sensor Systems in Berlin-Adlershof, were essentially financed from means provided by DLR Research and Technology. The mission also received support from the Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Göttingen, the University of Münster and TU Braunschweig. A European industrial consortium led by the firm Airbus Defence and Space is contributing the industrial part of the spacecraft.