La mission ESA/JAXA BepiColombo a effectué son deuxième survol de Vénus le 9 août 2021, s’approchant à moins de 552 km de la planète à 13:51:54 UTC pour une manœuvre d’assistance gravitationnelle. Les trois caméras de surveillance (MCAM) à bord du module de transfert Mercury ont été activées pendant des créneaux d’imagerie dédiés, peu avant l’approche la plus proche jusqu’aux jours suivants. Des exemples sont présentés dans cette infographie. Crédit : ESA/BepiColombo/MTM, ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO
Le Solar Orbiter et le vaisseau spatial BepiColombo de l’ESA ont effectué un survol historique de Vénus plus tôt cette semaine, passant par la planète à moins de 33 heures d’intervalle et capturant des images et des données uniques au cours de la rencontre.
L’ESA/Nasa Le vaisseau spatial Solar Orbiter a survolé Vénus le 9 août à une distance de 7995 km, tandis que l’ESA/JAXA La mission BepiColombo est passée à seulement 552 km de la surface de la planète le 10 août. Les survols étaient nécessaires pour donner au vaisseau spatial un assistance par gravité pour les aider à atteindre leurs prochaines destinations. BepiColombo effectuera le premier de six survols à Mercure dans la nuit du 1er au 2 octobre, avant d’entrer en orbite en 2025. Solar Orbiter effectuera un survol rapproché de la Terre le 27 novembre, avant que d’autres frondes de Vénus n’inclinent son inclinaison afin d’obtenir le premières vues des pôles du Soleil.
Les survols de Vénus ont nécessité un travail de navigation dans l’espace lointain extrêmement précis, garantissant que le vaisseau spatial était sur les bonnes trajectoires d’approche précises à quelques kilomètres près à une distance de 187,7 millions de km de la Terre.
Sentir la chaleur
Comme prévu lors du survol rapproché de BepiColombo, les modules du vaisseau spatial ont ressenti une augmentation rapide de la chaleur lors du passage du côté nuit au côté jour de la planète. Le JAXA Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), situé à l’intérieur du pare-soleil, a enregistré une augmentation de 110 degrés Celsius sur l’un de ses huit panneaux solaires, de -100ºC à +10ºC. Dans le vaisseau spatial lui-même, seule une augmentation de 2 à 3 degrés a été observée, démontrant l’efficacité de l’isolation.
Sur le module européen de transfert de mercure, une augmentation de température de 50 degrés a été observée sur le radiateur de l’engin spatial, tandis que le Mercury Planetary Orbiter (MPO) a enregistré un changement d’environ 20 degrés.
Remorqueur par gravité
Solar Orbiter et BepiColombo ont également ressenti l’immense attraction gravitationnelle de la planète dans le moment angulaire de leurs roues de réaction, qui sont utilisées pour maintenir l’attitude du vaisseau spatial, le maintenant sur sa trajectoire.
L’accéléromètre à ressort italien (ISA) à bord du BepiColombo MPO a enregistré les accélérations mesurées par le vaisseau spatial avec une grande sensibilité. L’équipe ISA a ensuite traduit les données d’accélération en fréquence pour les rendre audibles à l’oreille humaine. Les son résultant est riche en effets intéressants dus à la gravité de la planète agissant sur la structure de l’engin spatial, à la réponse de l’engin spatial aux changements rapides de température et aux roues de réaction qui travaillent dur pour compenser ces effets.
L’accéléromètre a également ressenti les effets de marée agissant sur le vaisseau spatial alors qu’il volait à différentes distances au-delà de Vénus. La très petite différence d’attraction gravitationnelle entre le centre de masse de BepiColombo et l’ISA par rapport à Vénus a pu être détectée, la première fois qu’un accéléromètre a enregistré cet effet sur une autre planète. L’équipe analyse ces précieuses données et utilisera la mesure comme référence pour affiner l’instrument avant la phase scientifique à Mercure.
Sciences multipoints
De nombreux instruments scientifiques étaient allumés pendant les survols, profitant de l’occasion pour collecter des données sur le magnétique vénusien, plasma, et l’environnement des particules autour du vaisseau spatial. De plus, l’aspect unique du double survol est que les deux ensembles de données peuvent être comparés à partir d’emplacements qui ne sont généralement pas échantillonnés par un orbiteur planétaire.
Les équipes de magnétomètres des deux engins spatiaux rapportent avoir vu les effets du survol dans leurs données, permettant un rare aperçu de l’interaction du vent solaire avec une atmosphère planétaire.
L’équipe du magnétomètre BepiColombo MPO a créé une sonification simple de la variabilité du champ magnétique total alors qu’ils survolaient Vénus. Les l’audio capture les bruits de vent à basse fréquence causés par le vent solaire et son interaction avec Vénus. La transition soudaine du vaisseau spatial dans le vent solaire très calme au niveau du choc d’étrave (l’endroit où la magnétosphère de la planète rencontre le vent solaire) est clairement enregistrée.
L’équipe du magnétomètre Solar Orbiter décrit également le champ magnétique augmentant en amplitude en raison de la compression du champ lorsqu’ils passaient devant les flancs de la planète, puis une forte baisse lorsqu’ils traversaient à nouveau le choc de l’arc dans le vent solaire.
Aperçu rapide des données d’intensité du champ magnétique enregistrées par le magnétomètre de Solar Orbiter lors du survol de Vénus le 9 août 2021. Le champ est vu augmenter en amplitude en raison de la compression du champ lorsque le vaisseau spatial passe devant le flanc de la planète, puis de la forte chute lorsqu’il renvoie le choc de l’arc dans le vent solaire. Crédit : Equipe ESA/Solar Orbiter/MAG
Et tandis que Solar Orbiter traversait la queue de la magnétosphère et sortait du choc de l’arc dans le vent solaire, BepiColombo était «en amont», donc les équipes connaîtront les conditions du champ magnétique d’entrée tout au long de la rencontre pour voir comment Vénus a affecté le vent solaire en aval. Il faudra plusieurs semaines pour faire une analyse détaillée des deux ensembles de données.
Des capteurs sur BepiColombo MPO et MMO surveillaient également les ions circulant dans la magnétosphère et à proximité de Vénus. Les particules suivent les champs électromagnétiques et sont également fortement liées aux processus dans l’ionosphère et l’atmosphère. Par exemple, le détecteur de particules ioniques SERENA/PICAM sur MPO a clairement mesuré un pic de densité d’ions hydrogène lors de l’approche la plus proche. SERENA est la suite d’instruments de recherche du remplissage exosphérique et des abondances naturelles émises et PICAM est la caméra ionique planétaire.
Séquence de 89 images prises par les caméras de surveillance à bord de la mission euro-japonaise BepiColombo vers Mercure, alors que le vaisseau spatial se rapprochait de Vénus le 10 août 2021. Il s’agissait du deuxième des deux survols d’assistance gravitationnelle de Vénus nécessaires pour mettre le cap sur Mercure. . Crédit : ESA/BepiColombo/MTM, CC BY-SA 3.0 IGO
Grâce à cette rencontre rapprochée, le radiomètre MErcury et le spectromètre d’imagerie infrarouge thermique (MERTIS) de MPO pourraient capturer les spectres de l’atmosphère de Vénus pendant que la planète remplissait complètement son champ de vision. De tels spectres à haute résolution de Vénus n’ont pas été obtenus depuis la mission Venera 15 au début des années 1980. Un premier regard sur les données MORTIS montre la bande attendue de dioxyde de carbone et des indices de caractéristiques plus spectrales. L’analyse détaillée révélant la structure thermique de l’atmosphère et potentiellement l’abondance de dioxyde de soufre prendra plusieurs semaines. Outre la valeur scientifique de ces données, elles permettront également de vérifier l’étalonnage de l’instrument en vue des premières observations infrarouges thermiques de Mercure par un engin spatial.
Bombe photoélectrique de Vénus
Il n’était pas possible de prendre des images haute résolution de Vénus avec les caméras scientifiques à bord de l’une ou l’autre mission, mais les deux pouvaient utiliser d’autres instruments pour capturer des images en noir et blanc.
https://www.youtube.com/watch?v=VUEbs7cYcCU
L’imageur SoloHI de Solar Orbiter a observé le côté nocturne de Vénus dans les jours précédant l’approche la plus proche. SoloHI prend généralement des images du vent solaire – le flux de particules chargées constamment libéré du Soleil – en capturant la lumière diffusée par les électrons dans le vent. Dans les jours qui ont précédé le survol de Vénus, le télescope a capté l’éblouissement dramatique du côté jour de la planète. Les images montrent Vénus se déplaçant à travers le champ de vision depuis la gauche, tandis que le Soleil est hors caméra en haut à droite. La face nocturne de la planète, la partie cachée du Soleil, apparaît comme un demi-cercle sombre entouré d’un brillant croissant de lumière.
Les trois caméras de surveillance de BepiColombo ont capturé une série d’instantanés en noir et blanc, à partir de l’approche de nuit, jusqu’à l’approche la plus proche et dans les jours qui ont suivi, lorsque la planète a disparu de la vue. L’ensemble complet des images du survol est disponible dans le Archives des sciences planétaires.
Où ensuite ?
Solar Orbiter et BepiColombo ont tous deux un autre survol cette année.
Dans la nuit du 1er au 2 octobre, BepiColombo verra sa destination pour la première fois, effectuant son premier de six survols de Mercure à une distance de seulement 200 km. Les deux orbiteurs planétaires seront placés sur l’orbite de Mercure fin 2025, chargés d’étudier tous les aspects de cette mystérieuse planète intérieure, de son noyau aux processus de surface, en passant par le champ magnétique et l’exosphère, afin de mieux comprendre l’origine et l’évolution d’une planète proche de son étoile parentale.
Le 27 novembre, Solar Orbiter effectuera un dernier survol de la Terre à 460 km, donnant le coup d’envoi de sa mission principale. Il continuera à faire des survols réguliers de Vénus pour augmenter progressivement l’inclinaison de son orbite afin d’observer au mieux les régions polaires inexplorées du Soleil, ce qui est essentiel pour comprendre le cycle d’activité de 11 ans du Soleil.
