Cinq choses à savoir sur la sonde Messenger, qui va s'écraser sur Mercure

Un final en forme d'apothéose. Mise en orbite autour de Mercure en mars 2011 et désormais à court de carburant, la sonde Messenger doit s'écraser jeudi 30 avril sur la surface de la plus petite planète de notre système solaire.

Lancée en 2004 par la Nasa, Messenger (pour MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging) a permis de percer quelques-uns des secrets qui entouraient cette planète. Avec l'aide d'Alain Doressoundiram, astrophysicien au Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique de l’Observatoire de Paris, francetv info revient sur ce qu'il faut retenir des exploits de la sonde, à quelques heures de son spectaculaire hara-kiri.

C'est la première à s'intéresser vraiment à Mercure

Avant Messenger, Mercure était un vrai mystère pour la communauté scientifique. Située à "seulement" 58 millions de kilomètres du Soleil (contre 149,5 millions pour la Terre), la planète était "le parent pauvre des missions spatiales", explique Alain Doressoundiram. "La sonde Mariner 10 avait certes survolé la planète à trois reprises dans les années 1970, mais il a fallu attendre 30 ans pour qu'une mission orbitale y soit organisée", détaille l'astrophysicien.

Observer Mercure était pourtant essentiel pour mieux comprendre la manière dont se sont formées les planètes telluriques qui, comme la Terre, sont composées de roches et de métaux (à la différence des planètes comme Jupiter, qui sont gazeuses). "Les autres planètes telluriques du système solaire, Mars et Vénus, étaient assez bien connues des scientifiques, continue Alain Doressoundiram. Mercure, pourtant particulièrement intéressante du fait de sa proximité avec le Soleil, faisait figure de chaînon manquant".

Son crash va former un cratère spectaculaire

Les équipes de la Nasa ont usé la sonde jusqu'à l'os. Initialement prévue pour durer un an, la mission de Messenger a été prolongée deux fois pour finalement se terminer un peu plus de quatre ans après le début de sa mise en orbite. Après un total de 7,9 milliards de kilomètres (!) parcourus, selon la Nasa (en anglais), la sonde ne dispose plus d'une goutte de carburant pour enrayer le déclin de sa trajectoire vers Mercure.

"L’orbite de la sonde est soumise aux perturbations, et il faut régulièrement rajouter un peu de poussée pour corriger la trajectoire, confirme Alain Doressoundiram. A la fin, les équipes en charge de Messenger ont même libéré l'hélium qui servait à maintenir le carburant sous pression pour effectuer une dernière poussée." Désormais entièrement à la dérive après plus de dix ans passés dans l'espace, la sonde doit percuter Mercure à une vitesse astronomique de 14 076 km/h. L'impact devrait former un cratère de 16 mètres de large.

Did you know when I make my final impact, I will be traveling 8,750 miles/hour (3.91 km/s), creating a crater ~52 feet (16 m) wide?

— MESSENGER (@MESSENGER2011) 28 Avril 2015

Malheureusement pour les amoureux d'espace, le crash devrait avoir lieu du côté opposé à la Terre, explique la Nasa (en anglais). Les scientifiques de l'agence américaine ne pourront donc pas observer la chute de leur bébé.

Elle a permis de découvrir de la glace sur une planète où la température atteint 430°C

Difficile d'imaginer de la glace sur Mercure, planète la plus proche du Soleil, où la température atteint 430°C le jour. Et pourtant. "Avant que Messenger n'entre en orbite autour de Mercure, il était possible d'observer depuis la Terre des tâches brillantes sur les deux pôles de la planète. Nous suspections qu'il s'agissait de glace d'eau, et Messenger a permis de valider cette hypothèse", se souvient l'astrophysicien interrogé par francetv info.

La sonde américaine a en fait permis de déterminer que de profonds cratères se trouvaient dans ces zones où la température peut baisser jusqu'à -180°C. "En raison de l'inclinaison très faible de Mercure par rapport à son orbite, le fond de ces cratères n'est jamais exposé au Soleil", détaille Alain Doressoundiram. "C'est à l'intérieur de ceux-ci que Messenger a détecté de l'hydrogène, que l'on retrouve dans l'eau. Depuis sa formation il y a 4,5 milliards d'années, Mercure a donc été bombardée de comètes riches en eau, et la glace s'est accumulée", continue le scientifique.

Grâce à elle, nous comprenons mieux la formation des planètes comme la Terre 

En perçant plusieurs mystères de Mercure, la sonde Messenger a permis aux astronomes d'écarter plusieurs théories sur l'histoire des autres planètes telluriques du système solaire. "Par exemple, nous étions auparavant persuadés que lorsqu'une planète de ce type était proche de son étoile, elle ne comportait pas d'éléments volatils, comme l'eau ou le potassium", raconte Alain Doressoundiram. "Or, les mesures de Messenger ont montré que, malgré la proximité de Mercure avec le Soleil, ces éléments étaient présents en abondance. Tous les modèles de formation des planètes telluriques décrivaient le contraire !", continue le spécialiste.

En observant quatre ans durant la surface de Mercure, la sonde a en outre permis de découvrir des similitudes entre la plus petite planète du système solaire et notre Terre. "Quand la sonde Mariner 10 a survolé Mercure dans les années 1970, les photos montraient une surface pleine de cratères. Trente ans plus tard, grâce à Messenger, nous savons qu'il s'agit également de cheminées volcaniques éteintes. Leur étude va nous permettre de comprendre l'histoire de cette planète, et la manière dont elle s'est refroidie au fil du temps."

La petite sœur de Rosetta va prendre sa relève

Si la mission de Messenger est sur le point de toucher à sa fin, Mercure est encore loin d'avoir livré tout ses secrets. De mystérieuses dépressions irrégulières et brillantes, appelées "hollows" (creux, en anglais), ont par exemple été photographiées par la sonde américaine sans que les scientifiques n'arrivent à expliquer leur origine, rapporte le site spécialisé Ciel et Espace.

"Outre ces 'hollows', on ignore encore la structure précise des glaces cachées dans les cratères de Mercure, la composition exacte de la surface de la planète, ou encore les spécificités du champ magnétique qui l'entoure, et que Messenger a pu identifier", énumère l'astrophysicien interrogé par francetv info. Pour que les recherches puissent se poursuivre, l'Agence spatiale européenne, déjà à l'origine de la mission Rosetta partie explorer une comète, va lancer, en collaboration avec le Japon, une nouvelle mission orbitale vers Mercure : BepiColombo. 

Alain Doressoundiram, responsable d'un instrument de la future sonde européenne qui permettra d'analyser plus précisément la surface de Mercure, ne cache pas son enthousiasme. "BepiColombo sera équipée de onze instruments, contre huit pour Messenger, et le matériel, plus performant, permettra d'approcher Mercure de plus près. Le budget consacré à cette mission est par ailleurs deux fois plus important que celui de Messenger : environ un milliard d'euros." Il faudra toutefois s'armer de patience pour découvrir les résultats des analyses menées par BepiColombo : le décollage de la sonde est prévu en janvier 2017, et sa mise en orbite autour de Mercure est attendue pour 2024.