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MESSENGER
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SOMMAIRE
La présentation de la mission ............................................................................................................................ 3 La fiche technique .............................................................................................................................................. 5 L’instrumentation ................................................................................................................................................... 6 La carte d’identité de Mercure ........................................................................................................................ 8 Les sources ............................................................................................................................................................. 9
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LA PRESENTATION DE LA MISSION
Après les trois survols de Mercure dans les années 70 par la sonde Mariner 10, la Nasa a voulu une étude plus approfondie de la planète la plus proche du Soleil. Une étude plus approfondie signifie une étude étendue sur plusieurs années, ce que ne permettent pas des survols. Il faut se placer sur orbite autour de la planète. Des études sont réalisées régulièrement mais d’autres priorités empêchent leur concrétisation. Il faudra attendre 30 ans après les survols de Mariner 10 pour que Messenger voie le jour. Messenger est l’acronyme de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging. Elle s’inscrit dans le cadre du programme « Discovery » de missions de taille moyenne avec un objectif bien précis. On est loin des missions Cassini ou Galileo qui étudient tout un monde. Celui de Saturne et ses lunes pour la première et celui de Jupiter et ses lunes pour la seconde. Messenger doit répondre à 6 questions :
- Pourquoi Mercure est-elle si dense ? - Quelle est l’histoire géologique de Mercure ? - Quelle est la nature du champ magnétique de Mercure ? - Quelle est la structure interne de Mercure ? - A quoi correspondent les matériaux inhabituels aux pôles ? - Quels sont les volatils les plus importants sur Mercure ?
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Messenger aura quelques années pour répondre à ces questions. Mais avant cela, elle a eu une longue route qui l’a amenée en orbite autour de Mercure. Elle a été lancée le 03 août 2004 par une fusée Delta depuis le centre spatial de Cap Canaveral en Floride. Mais contrairement à une mission qui s’envole en direction de Vénus ou de Mars, Messenger ne pourra se placer sur orbite dès son premier passage. Pour diverses raisons, la Nasa a choisi une trajectoire indirecte ce qui permet une économie de carburants, et donc une prolongation de la durée de vie de la sonde, une orientation optimale pour l’étude de la planète. La première planète que Messenger a rencontré c’est la Terre. La rencontre a eu lieu le 02 août 2005 à quelques 2 348 km d’altitude. Cette rencontre a permis à la sonde d’être orientée pour partir en direction de Vénus pour un premier survol le 24 octobre 2006. Messenger s’est approchée à 2 387 km du pôle Nord de la planète. Elle en a profité pour relever quelques mesures en compagnie de la sonde européenne Venus-Express en orbite autour de la planète depuis quelques mois. Le second survol de Vénus, ou plutôt le rase-motte, a lieu le 05 juin 2007 à seulement 338 km de la surface de la planète. Le premier grand rendez-vous avec Mercure a lieu le 14 janvier 2008. Messenger a survolé la planète à 228 km d’altitude à la vitesse de 7 km/seconde. Le second survol est réalisé quelques mois plus tard, le 06 octobre 2008. Messenger passe à 199 km de distance à la vitesse de 6,6 km/seconde. Le dernier survol se déroule sans problème le 29 septembre 2009. Messenger passe à 228 km de la surface grisâtre de Mercure. Ce dernier catapultage a renvoyé la sonde dans le système solaire pour une dernière ronde qui l’amènera dans les parages de Mercure le 18 mars pour les manœuvres d’insertion orbitale. La sonde s’approchera à quelques 200 m de distance de la planète à la vitesse de 3,8 km/seconde. Vitesse réduite par rapport aux survols mais qui sera nécessaire pour que l’attraction de Mercure capture la sonde qui se placera alors sur une orbite de
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LA FICHE TECHNIQUE
Messenger est la seconde sonde d’exploration de Mercure mais la première conçue pour une insertion orbitale autour de la planète. DIMENSIONS Cotés: 1,4 x 1,9 x 1,3 m Envergure panneaux solaires déployés: 6 m Protégée par un bouclier thermique de 2,5 x 2 m MASSE Au décollage: 1 107 kg A sec : 508 kg STABILISATION Triaxiale DUREE DE VIE A partir de l’insertion orbitale autour de Mercure : au moins 1 an PUISSANCE Puissance de 640 kW fournis par 2 panneaux solaires depuis une orbite autour de Mercure PROPULSION Moteur de 660N consommant un mélange d’hydrazine et de tétra-oxyde d’azote pour les grosses manœuvres et un système de 16 petits moteurs consommant de l’hydrazine pour les corrections orbitales TRANSMISSION La sonde peut transmettre en bande X via deux antennes haut gain allant de 9,9 kb/seconde à 104. La sonde peut recevoir des transmissions depuis le centre de contrôle à la vitesse de 7,8 à 500 kb/seconde COÛT Le coût de la mission, depuis son développement jusqu’à l’analyse des données recueillies, s’élève à 446 millions de dollars
Préparation de Messenger en vue d’un test de vibrations - Photo Nasa
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L’INSTRUMENTATION
MDIS (Mercury Dual Imaging System) Constructeur: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Objectifs: Caméra multi-spectral grand angle fonctionnant sous 11 filtres différents allant du monochrome au proche infrarouge en passant par la lumière visible.
GRS
NS
GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) Constructeur: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Objectifs: Package qui comprend le GRS (Gamma-Ray Spectrometer) et le NS (Neutron Spectrometer). Le premier mesurera le taux de rayonnement Gamma émis par la surface de la planète. Comme chaque composant de la surface ayant une signature spectrale différente, il sera possible de distinguer chacun de ces composants. L’intérêt est avant tout de rechercher les éléments géologiquement importants tels que l'hydrogène, le magnésium, le silicium, l'oxygène, le fer, le titane, le sodium, et le calcium. Il peut également détecter les éléments naturellement radioactifs tels que le potassium, le thorium, et l'uranium. Le second dresse la carte des variations dans les neutrons rapides, thermiques et épi thermique de la surface de Mercure qu’elle émet lorsqu’elle est frappée par les rayons cosmiques. Le but est d’estimer la quantité d’hydrogène, probablement piégée dans des molécules d’eau, ainsi que d’autres éléments. XRS (X-Ray Spectrometer) Constructeur: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Objectifs: Spectromètre qui analysera les rayons X venant du Soleil et étudiera comment ceux-ci interagissent avec la surface de Mercure en complément avec les données fournies par GRNS.
MAG (Magnetometer) Constructeur: Goddard Space Flight Center Objectifs: Perche de 3,6 m de long où est monté un magnétomètre qui va dresser une carte du champ magnétique de Mercure.
MLA (Mercury Laser Altimeter) Constructeur: Goddard Space Flight Center Objectifs: Altimètre laser mesurera la topographie de la surface de Mercure avec une précision de 30 cm.
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MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) Constructeur: Laboratory for Atmospheric and Space Physics - University of Colorado Objectifs: Ensemble de deux spectromètres (l’un travaillant dans l’ultraviolet et l’autre dans l’infrarouge) destiné à mesurer l’abondance des gaz présents dans la mince atmosphère de Mercure. Il servira également à détecter les minéraux présents à la surface de la planète.
EPPS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) Constructeur: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Objectifs: Spectromètre qui mesurera la composition, la distribution ainsi que l’énergie des particules chargées, à savoir les électrons et divers ions, dans la magnétosphère de Mercure. Ses résultats seront complémentaires avec ceux obtenus par le MAG.
PS (Radio Science) Constructeur: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Objectifs: Détecteur Doppler étudiera la distribution de la masse de Mercure, y compris l’épaisseur de la croûte. La gravité de la planète n’étant pas homogène, la vitesse de la sonde en orbite sera modifiée. A partir de là, il sera possible de déterminer les différents paramètres qui jouent dans la fluctuation de la vitesse, à savoir entre autres, la répartition de la masse de la planète. Les résultats seront réalisés à partir des transmissions radio de la station de poursuite de Camberra en Australie
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CARTE D’IDENTITE DE MERCURE
Position Distance moyenne du Soleil: 57 909 175 km (0,38709893 A.U.) Distance maximale du Soleil: 69 820 000 km (0,4667 A.U.) Distance minimale du Soleil: 46 000 000 km (0,3075 A.U.) Orbite Période de rotation sidérale (jour): 58,646 jours Période de révolution sidérale (année): 87,969 jours Vitesse moyenne orbitale: 172 341 km/h Excentricité de l'orbite: 0.20563069 Inclinaison sur l'écliptique: 7° 00’ Inclinaison de l'équateur sur l'orbite: 0° 00’ Circonférence orbitale: 356 000 000 km Mesures Diamètre équatorial: 4 879,4 km Circonférence équatoriale: 15 329,1 km Volume: 60 827 200 000 km3 Masse: 3,3022 x 1023 kg Densité: 5,427 g/cm3 Surface: 74 800 000 km2 Gravité Gravité à la surface à l'équateur: 3,7 m/s2 Vitesse d'évasion : 15 300 km/h Géologie Composition : cœur métallique (+/- 71 %), manteau (+/- 27 %), croûte (+/- 1 %) Atmosphère Températures: -173° à 427°C Pression atmosphérique: 10-12 mmb Composition: argon, oxygène, sodium, hélium, potassium, calcium, hydrogène, lithium Vitesse des vents: - Informations supplémentaires Champ magnétique: 0,01 x Terre Satellites: - Anneaux: - Aplatissement: - Albédo: 0,11 Flux d’énergie provenant du Soleil: 3 566 W/m2
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LES SOURCES
http://www.destination-orbite.net/planetologie/index.phphttp://messenger.jhuapl.edu/Messenger Mercury Flyby 1 - Press Kit
