Jusqu'en 2008, un seul vaisseau spatial avait déjà visité la planète Mercure, et ça n'a pas duré longtemps. La mission Mariner 10 de la NASA a survolé le petit monde à trois reprises dans les années 1970, donnant à l'humanité un aperçu utile mais limité de la planète la plus intime du système solaire. Mariner 10 a photographié environ 45% de la surface de Mercure et a découvert son champ magnétique interne, entre autres.

Des décennies ont passé avec l'exploration de Mercure en pause, jusqu'au lancement du MESSENGER (MErcury Surface, Environnement spatial, GEOchimie, et Ranging) mission en 2004. En orbite autour de Mercure plus de 4, 000 fois, le vaisseau spatial MESSENGER a donné aux scientifiques le premier - et jusqu'à présent, seulement—image globale de Mercure. Il a révélé d'étranges caractéristiques de surface, des indices sur son histoire géologique, cartographié un champ magnétique différent de tout ce que nous avions vu auparavant, et fait d'innombrables autres découvertes. Après avoir tourné autour de Mercure pendant plus de quatre ans, le vaisseau spatial a manqué de gaz; sans propulseur, sa distance d'approche la plus proche a baissé de plus en plus jusqu'à ce que la sonde s'écrase finalement sur la surface de la planète le 30 avril, 2015.

Maintenant, après avoir traversé les énormes quantités de données que le vaisseau spatial a renvoyées, certains des meilleurs scientifiques de MESSENGER ont publié un livre détaillant les principales leçons de la mission. Intitulé Mercury :The View After MESSENGER, le livre est co-édité par Sean Solomon, qui a dirigé la mission et est maintenant directeur de l'observatoire terrestre de Lamont-Doherty au sein du Earth Institute de Columbia.

Dans l'interview ci-dessous, Salomon partage certaines des principales conclusions discutées dans le livre, pourquoi ils comptent pour nous Terriens, et comment les données MESSENGER informeront une nouvelle mission qui est déjà en route vers Mercure.

La conversation a été éditée et condensée.

Qu'est-ce qui vous a inspiré pour créer ce livre ?

Nous avions écrit des centaines d'articles, mais nous voulions synthétiser toutes ces informations alors que nous étions encore ensemble en équipe, et décrivez à nos collègues scientifiques ce que nous avons appris sur Mercure grâce à la mission MESSENGER.

Ce que le livre révèle, c'est que nous regardions une planète compliquée, et tous ses éléments et processus, pour la première fois au niveau mondial. Le livre est le reflet du fait que nous avions une équipe scientifique très large qui abordait juste un large éventail de questions à l'échelle planétaire, de l'intérieur profond de la planète au fonctionnement de l'atmosphère et à la façon dont la planète interagit avec le vent solaire et la météo spatiale. Ce fut une expérience merveilleuse de faire partie d'une équipe qui abordait un si large éventail de questions à la fois.

Qu'est-ce qui a suscité votre intérêt pour Mercure au départ ?

Dans notre système solaire, nous avons quatre laboratoires naturels pour explorer comment les planètes de roche et de métal se sont formées et ont évolué :la Terre, Mars, Vénus, et Mercure. Nous savons maintenant qu'il existe des centaines de ces laboratoires autour d'autres étoiles, mais seulement quatre sont à la portée des engins spatiaux actuels. Mercure complète cet inventaire des expériences de formation et d'évolution des planètes, dont l'un a produit notre propre planète et dont trois ont produit des planètes très différentes.

Des quatre planètes intérieures, La Terre est devenue un peu plus grosse, le seul qui a aujourd'hui des océans, qui a aujourd'hui un climat favorable aux organismes qui y vivent, et que nous savons était un siège pour l'origine de la vie. Et donc la Terre semble spéciale, surtout pour nous parce que c'est notre maison. Mais c'est le produit des mêmes processus qui ont produit nos planètes sœurs, et donc nous aimerions comprendre quelles caractéristiques ont conduit à l'environnement que nous appelons à la maison, et comment de petits changements dans les conditions de départ ou la distance de l'étoile hôte ou d'autres événements peuvent avoir déclenché la Terre dans une direction légèrement différente de ses planètes sœurs. À quel point cela signifie-t-il que notre planète est vulnérable à long terme, et quelle est la probabilité que des planètes semblables à la Terre autour d'autres étoiles aient des résultats similaires à ceux de notre propre planète ?

Pourquoi Mercure est-il le dernier de ces quatre à être exploré en profondeur ?

Mercure est plus difficile à atteindre que Vénus et Mars, et c'est plus loin. C'est beaucoup plus près du Soleil, l'environnement est donc beaucoup plus rude - le Soleil est jusqu'à 11 fois plus lumineux qu'il ne l'est sur l'orbite de la Terre, et le rayonnement est plus élevé parce que vous êtes beaucoup plus près du Soleil. Cela a donc toujours été un défi d'envoyer un vaisseau spatial sur Mercure.

L'humanité a envoyé plus de trois douzaines de vaisseaux spatiaux sur Vénus et plus de quatre douzaines sur Mars. MESSENGER n'était que le deuxième vaisseau spatial à visiter la planète la plus intérieure. Néanmoins, cela nous a donné une vue globale de la composition de la surface, l'intérieur, et l'environnement spatial. Donc, nous sommes définitivement en train de rattraper l'exploration de Mars il y a environ 40 ans, et là où l'exploration de Vénus était il y a environ 25 ans. Rattrapage :oui; rattrapé :non.

Quelles ont été les découvertes clés de la mission MESSENGER ?

De toutes les planètes intérieures, Mercure est fait de la matière la plus dense, de loin. Nous savons depuis 70 ans environ qu'il s'agit principalement (peut-être les deux tiers) de métal, et il y avait des idées quant à pourquoi. Une idée était que Mercure est riche en métaux car il ne se condensait qu'à partir de matériaux solides très proches du Soleil, qui aurait inclus du fer. Une autre idée était qu'il a commencé peut-être deux fois sa taille actuelle, et puis la chaleur extraordinaire de la nébuleuse de gaz et de poussière autour du premier Soleil actif a vaporisé la partie extérieure. Une troisième idée était que Mercure avait une taille semblable à celle de Mars, et plus tard un gros objet est entré en collision avec lui et a éjecté la majeure partie de la coquille rocheuse, laissant derrière lui un objet riche en métal qui était peut-être plus petit d'un facteur deux. Toutes ces théories prédisaient que le mercure devrait être appauvri en éléments facilement éliminés par des températures élevées, les éléments dits volatils. Nous avons réalisé les premières cartes chimiques de la surface, et l'une des plus grandes surprises de la mission était que ces éléments volatiles sont présents, et ils sont présents en grande abondance. Donc, aucune des théories expliquant pourquoi Mercure était riche en métaux n'est correcte. Ils ont tous été falsifiés par la télédétection géochimique. Cela signifie que nous avons besoin d'une nouvelle théorie sur la façon d'assembler les planètes intérieures.

Une autre surprise est venue lorsque nous avons mesuré le champ magnétique de Mercure. Nous avons deviné que, comme le champ terrestre, ce serait à dominante dipolaire - comme le champ d'un barreau magnétique - et c'était le cas. La grande surprise était que, contrairement à la Terre, le champ magnétique de Mercure n'a pas le même centre que la planète. Il est décalé vers le pôle nord d'environ 20 pour cent du rayon de la planète. Aucun modèle n'avait prédit ce résultat avant la mission, et cela a des implications importantes sur Terre. La polarité de la Terre change parfois, et ces inversions magnétiques fournissent la base pour élaborer une grande partie de l'histoire de la Terre. La méthode suppose que le dipôle magnétique de la Terre a toujours été au centre, mais trouver une planète sœur où ce n'est pas vrai remet au moins en question cette hypothèse sur notre propre planète.

Il y a eu beaucoup d'autres découvertes, mais le dernier que je mentionnerai concerne les dépôts polaires de Mercure. Ces dépôts ont été observés pour la première fois il y a des décennies par un radar terrestre sous forme de zones lumineuses à l'intérieur de cratères d'impact près des pôles nord et sud. Ces zones sont dans une ombre permanente et ont été suffisamment froides pour piéger la glace d'eau pendant des milliards d'années. MESSENGER a confirmé que les dépôts polaires sont principalement de la glace d'eau, mais nous avons découvert autre chose. Dans les cratères à plus de quelques degrés des pôles, la glace était recouverte d'une matière extraordinairement sombre. C'est plus sombre que n'importe quoi d'autre sur Mercure, ce n'est donc pas du mercure. Il n'est associé qu'aux gisements polaires, alors peut-être est-ce là à cause des mêmes processus qui ont envoyé la glace à Mercure. La conjecture de notre équipe est que la matière sombre est de la matière organique du type qui recouvre les objets du système solaire externe, et qu'il aurait pu être livré avec de la glace d'eau par les impacts de comètes et d'astéroïdes. L'une des idées sur la façon dont l'eau de la Terre a été acquise est qu'elle provient des impacts d'objets externes du système solaire. Et c'est peut-être ça, conservés dans les grands froids de ces cratères polaires, Mercure fournit une archive du processus par lequel l'eau et la matière organique ont été livrées à la Terre primitive.

Quelle est la prochaine étape pour l'exploration de Mercure ?

Je suis sûr qu'il y a plus de découvertes à faire à partir des données de MESSENGER. Nous avons des téraoctets de données qui ont été collectées, et il y a maintenant des gens qui rédigent des articles sur l'analyse de ces données. Nous nous attendons à ce que les étudiants de Mercure parcourent ces données pendant des années et des années.

En outre, il y a actuellement deux vaisseaux spatiaux en route vers Mercure dans le cadre d'une mission conjointe de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale appelée BepiColombo. Le vaisseau spatial devrait entrer en orbite autour de Mercure à la fin de 2025. D'ici là, les données MESSENGER sont les meilleures disponibles pour répondre aux questions qui n'ont pas encore reçu de réponse, et la mise en place des questions auxquelles BepiColombo doit répondre. Nous nous attendons donc à ce que les données MESSENGER soient une ressource très importante, certainement pour les sept prochaines années, et sans doute par la suite.

Quels mystères espérez-vous que BepiColombo puisse résoudre ?

BepiColombo contribuera grandement à faire progresser notre compréhension de Mercure.

MESSENGER avait une orbite elliptique autour de Mercure, nous avons donc dû choisir un hémisphère pour l'approche la plus proche, et nous avons choisi le nord. Donc BepiColombo va obtenir de meilleures observations de l'hémisphère sud que nous, et il est destiné à améliorer notre compréhension des différences hémisphériques. L'une des questions que j'ai est :pouvons-nous voir quelque chose à la surface, dans l'histoire ou la composition géologique, par exemple, cela nous donne une idée de la raison pour laquelle le champ magnétique est décentré ?

Il sera également intéressant de savoir si nous pouvons voir des changements de surface depuis que MESSENGER était là, indiquant les processus géologiques en cours, modifications du champ magnétique, ou d'autres modifications que nous ne pouvons même pas anticiper à ce stade.

Une fois que BepiColombo commence à renvoyer des données, envisagez-vous de créer une autre édition de votre livre ?

Je pense que je vais probablement laisser le prochain livre à ces gars-là.