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BepiColombo largue son module de propulsion : un succès qui est surtout un point de non-retour

La séparation du module de transfert de Mercure, réussie le 3 septembre, ouvre la phase finale de la mission européano-japonaise. Mais l'insertion orbitale, elle, reste entièrement à faire.

Le signal est arrivé au Centre européen des opérations spatiales (ESOC), à Darmstadt, en Allemagne. Le module de transfert de Mercure (MTM) de la sonde BepiColombo s'est bel et bien détaché de l'empilement de vaisseaux qu'il poussait depuis octobre 2018. L'Agence spatiale européenne (ESA) parle d'une « étape marquante » pour la mission menée conjointement avec l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA).

Elle a raison. Mais il faut lire l'annonce pour ce qu'elle est : non pas une arrivée, mais un point de non-retour. Une fois le MTM largué, il n'existe plus aucun moyen de corriger massivement la trajectoire. La sonde se présente désormais devant Mercure avec les seuls moyens de bord de ses deux orbiteurs scientifiques, et tout ce qui suit devra fonctionner du premier coup.

Ce que faisait vraiment le module largué

Le MTM n'était pas un simple étage de fusée. Construit par Airbus Defence and Space, il constituait la véritable bête de somme de la mission : deux ailes de panneaux solaires de plus de 14 mètres d'envergure au total, alimentant quatre propulseurs ioniques au xénon de type T6 fournis par la britannique QinetiQ. Chacun développe une poussée maximale d'environ 145 millinewtons — soit, dans l'ordre de grandeur, le poids d'une pièce de monnaie posée dans la paume.

C'est dérisoire, et c'est précisément le principe de la propulsion électrique solaire : une poussée minuscule, mais entretenue pendant des semaines. Accumulée sur sept ans, elle représente un changement de vitesse impossible à obtenir avec des moteurs chimiques sans embarquer des tonnes d'ergols supplémentaires.

Car aller vers Mercure est contre-intuitivement difficile. En tombant vers le Soleil, une sonde accélère. Pour se laisser capturer par une planète aussi petite — Mercure fait à peine plus du tiers du diamètre terrestre — il faut au contraire freiner énormément. D'où la chorégraphie de neuf survols planétaires : un de la Terre en avril 2020, deux de Vénus en 2020 et 2021, puis six de Mercure elle-même entre 2021 et janvier 2025. Chaque passage rapproché a servi de frein gravitationnel, la sonde cédant un peu de son énergie orbitale à la planète survolée.

Un module de propulsion aussi encombrant devient toutefois un handicap au moment de l'insertion orbitale. Il masque les instruments, alourdit l'ensemble, complique le contrôle d'attitude et impose ses propres contraintes thermiques dans un environnement où le rayonnement solaire est jusqu'à dix fois plus intense qu'en orbite terrestre. Il fallait donc s'en débarrasser. C'est fait.

Les ratés de 2024, l'épisode qu'on oublie de raconter

Le récit du succès escamote un peu vite un incident sérieux. En avril 2024, l'ESA a constaté que le MTM ne délivrait plus la poussée attendue. L'anomalie a été attribuée à un problème d'alimentation électrique entre les panneaux solaires et les propulseurs. Les équipes sont parvenues à restaurer une partie de la puissance, sans jamais revenir au niveau nominal.

Conséquence : le plan de vol a dû être révisé. L'insertion en orbite mercurienne, initialement prévue pour décembre 2025, a été repoussée à la fin de 2026. Les manœuvres de survol ont été ajustées en conséquence, et le sixième et dernier survol de Mercure, en janvier 2025, a été exécuté sur une trajectoire recalculée. Autrement dit, la séparation du 3 septembre 2026 clôt une séquence qui a été improvisée sous contrainte pendant plus de deux ans.

Ce rappel n'enlève rien au mérite des équipes d'opérations. Il éclaire au contraire la prudence du vocabulaire employé par l'ESA, qui parle de « première étape » de l'arrivée plutôt que d'arrivée tout court.

Ce qu'il reste à accomplir

Débarrassé du MTM, l'empilement restant comprend deux orbiteurs. Le Mercury Planetary Orbiter (MPO), européen, doit se placer sur une orbite relativement basse pour cartographier la surface. Le Mio (Mercury Magnetospheric Orbiter), japonais, visera une orbite plus haute et plus elliptique afin d'échantillonner la magnétosphère. Un bouclier pare-soleil japonais, le MOSIF, protège Mio jusqu'à sa libération.

Les prochains mois reposent donc sur des manœuvres chimiques du MPO, la séparation des deux orbiteurs, puis la mise en configuration opérationnelle de chacun — déploiement des mâts magnétomètres, mise en rotation de Mio, activation progressive des instruments. Chaque étape comporte des mécanismes à usage unique. Aucune n'admet de deuxième essai.

S'ajoute l'environnement lui-même. Mercure est un four : la face éclairée peut dépasser 400 °C, tandis que la planète réémet vers l'orbiteur un rayonnement infrarouge intense. Le MPO a été conçu avec un radiateur dédié et une discipline d'orientation stricte. La phase de commissionnement sera un test grandeur nature de ces choix d'ingénierie.

Pourquoi Mercure reste la grande inconnue

Malgré sa proximité, Mercure n'a reçu que deux visiteurs avant BepiColombo. Mariner 10 l'a survolée trois fois en 1974-1975, sans jamais s'y satelliser, et n'a cartographié qu'environ 45 % de sa surface. Il a fallu attendre MESSENGER, de la NASA, en orbite de 2011 à 2015, pour obtenir une couverture globale.

MESSENGER a livré des énigmes plutôt que des réponses. La planète possède un noyau métallique démesuré, occupant l'essentiel de son volume. Elle génère un champ magnétique global — une rareté parmi les planètes telluriques — mais dont le centre est décalé vers le nord d'environ 20 % du rayon planétaire, une asymétrie qu'aucun modèle de dynamo ne reproduit pleinement. Sa surface est riche en éléments volatils comme le soufre et le potassium, ce qui cadre mal avec les scénarios de formation près du Soleil. Et de la glace d'eau se maintient dans des cratères polaires en ombre permanente.

BepiColombo doit s'attaquer à ce dossier avec seize instruments répartis entre les deux orbiteurs. La stratégie à deux plateformes est unique : mesurer simultanément le champ magnétique en deux points de l'espace permet de distinguer ce qui relève de la planète de ce qui relève du vent solaire. C'est justement ce que ni Mariner 10 ni MESSENGER, sondes solitaires, ne pouvaient faire.

L'exosphère — une atmosphère si ténue que les atomes n'entrent pratiquement jamais en collision — sera également scrutée. Elle est constamment arrachée à la surface puis balayée, formant une queue comparable à celle d'une comète.

Retombées et présence canadienne

BepiColombo est une mission ESA-JAXA, et le Canada n'y est pas partenaire institutionnel. L'Agence spatiale canadienne concentre son exploration planétaire ailleurs : le bras robotique Canadarm3 pour la station lunaire Gateway, la caméra CASTOR, et une contribution instrumentale sur des missions martiennes.

Cela dit, la science mercurienne n'échappe pas aux laboratoires d'ici. Les universités québécoises et canadiennes actives en géophysique planétaire, notamment autour de l'Institut de recherche sur les exoplanètes de l'Université de Montréal et des équipes de l'Université Western en science planétaire, travaillent sur les modèles d'intérieur planétaire, de dynamo et d'impacts qui serviront directement à interpréter les données de BepiColombo. Les jeux de données de l'ESA et de la JAXA sont versés à des archives publiques, et la communauté canadienne y puise sans avoir eu à construire de matériel de vol.

Il y a aussi un enjeu technologique. La propulsion électrique solaire, éprouvée ici sur sept ans et une distance de plusieurs milliards de kilomètres, s'impose comme la solution de référence pour les missions lourdes vers le système solaire interne — un savoir-faire que suivent de près les industriels du secteur spatial, ici comme ailleurs.

Ce qu'il faut retenir

La séparation du MTM était nécessaire, elle a réussi, et elle mérite d'être saluée. Mais elle ne garantit rien. Elle supprime au contraire la marge de manœuvre : BepiColombo est maintenant engagée sur une trajectoire qu'elle ne peut plus fondamentalement modifier. Le vrai verdict tombera lorsque le MPO et Mio auront été insérés séparément sur leurs orbites et déclarés opérationnels.

En cas de succès, on disposera pour la première fois d'une observation stéréoscopique et continue de la planète la moins explorée du système solaire interne. En cas d'échec, il n'y aura pas de reprise avant très longtemps : aucune autre mission vers Mercure n'est actuellement approuvée par une grande agence spatiale.