Par Nicolas Le Maux (Nicolas_LX)
Défi technologique d’une exploration
La cartographie de Mercure représente un défi. Elle suppose tout d’abord la mise en orbite d’un satellite. C’est aussi la première planète de notre système solaire, la plus proche du soleil et la plus chaude. Les températures peuvent parfois atteindre plus de 350° Celsius. Cette planète demeurait quasi inexplorée, malgré trois rapides survols de la sonde Mariner 10 au milieu des années 70.
La sonde qui allait réaliser l’exploit de topographier Mercure a été baptisée Messenger (Mercury Surface Space Environment, Geochemistry and Ranging). Toutefois, sur un autre plan, le nom de Messenger n’a pas été choisi par hasard. C’est en fait un clin d’œil assuré à la Mythologie gréco-romaine. Mercure dérive en réalité directement du dieu grec Hermès : le messager des dieux.
Carte fausses couleurs de Mercure divulguant les différences chimiques, minéralogiques et physiques de sa surface. © Nasa/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.
La sonde Messenger fait partie du programme Discovery de la NASA, visant l’exploration à développement rapide et à moindre coût du système solaire. Ce sont les avancées en matière de trajectoires balistiques et d’assistance gravitationnelle qui ont rendu possible la mise en orbite de la sonde d’environ une tonne. De fait, la sonde a plusieurs fois profiter des ellipses gravitationnelles de la Terre, de Vénus et de Mercure pour tendre à l’alignement avec l’orbite de Mercure nécessaire à son observation. Ce processus complexe fut relativement long. Lancée en 2004, la sonde n’a atteint son orbite stationnaire qu’au début 2011.
Carte bifaciale et bipolaire fausses couleurs de Mercure. © Nasa/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.
Des phases d’acquisition aux rendus cartographiques
Plusieurs dispositifs équipant la sonde visent l’acquisition de données et d’imagerie. Ils permettent de reconstituer la topographie pour l’établissement de la cartographie. D’autres abordent en revanche l’étude géologique ou bien documentent la noyau ou la magnétosphère de ce corps astral.
On doit la première carte de Mercure grâce à l’Altimètre Laser qui équipait la sonde (Mercury Laser Altimeter).
Satellisé, Messenger a effectué 4104 fois le tour de Mercure. Elle a permis l’acquisition de plus de 270.000 clichés du corps. Une orbite plus proche de Mercure concernait d’ailleurs la dernière phase de survols. Elle a ainsi accrue la résolution spectrale et spatiale tout comme la durée d’observation. La sonde a rempli sa tache pendant plus de 4 ans. Pourtant, sa mission était initialement d’une année. Faute de carburant pour se maintenir en orbite, la sonde s’écrase sur l’astre le 30 Avril 2015.
Favorisés par de nombreux survols, plus de 100.000 clichés furent réalisés par l’imageur MDIS intégré à bord (Mercury Dual Imaging System). La première topographie esquissée via le MLA fut ainsi enrichie, complétée et affinée . La cartographie présentée en 2016 par la NASA est donc le fruit du croisement des données du MLA et de l’imagerie obtenue par le MDIS.
Pôle nord de Mercure où la sonde Messenger a confirmé la présence de glace. © Nasa, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Carnegie Institution of Washington.
De l’eau au pôle Nord de Mercure
Les études de composition géochimique intègrent les données. Ainsi, les instruments ont notamment permis de confirmer la présence d’eau sous forme de glace au pôle nord de la planète. Il s’agit d’une zone où la lumière du soleil ne parvient jamais directement. De nos jours, nous sommes encore loin d’avoir encore exploité tous les résultats livrés par Messenger.
Carte topographique de Mercure issue des apports de Messenger. L’altimétrie varie du marron au bleu-violacé (du plus haut au moins élevé). © Nasa/U.S. Geological Survey/Arizona State University/Carnegie Institution of Washington/JHUAPL.