Mercure est la 1ère planète du Système solaire. Elle est difficilement observable, trop proche du Soleil, elle est noyée dans les brumes de l'horizon. Découverte le 7 novembre 1631 par Gassendi, Mercure est la 1ère planète du Système solaire. Mercure fut nommé ainsi par les romains car elle leur rappelait le "messager ailé des dieux"  se déplaçant plus rapidement que les autres. La mosaïque de Mercure a été élaborée à partir des photos prises par Mariner 10, 6 heures avant le survol du 29 mars 1974. Les images furent prises a une distance de 5 380 000 km.

Mise à jour: 15/12/02  caractéristiques et missions.

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Vue par Messenger lors du survol du 14-1-2008

  C'est au cours des années 80 du 19e siècle que Giovanni Schiaparelli fit un croquis montrant de fins détails de Mercure. Il détermina que Mercure devait être lié gravitationnelle ment au Soleil, tout comme la Lune est liée à la Terre (toujours la même face visible). En 1962, des radio-astronomes étudièrent les ondes radio en provenance de Mercure et déterminèrent que le côté opposé au Soleil était trop chaud pour être lié par gravitation. Il aurait dû être beaucoup plus froid si la même face était toujours tournée vers le Soleil. En 1965, Pettengill et Dyce déterminèrent la période de rotation à 59 ⁺ 5 jours, basée sur des observations radar. Plus tard en 1971, Goldstein affina les mesures et trouva: 58,65 ⁺ 0,25 jours. Après les survols de Mariner 10 nous connaissons exactement sa période de rotation sur elle-même: 
La journée mercurienne = 58,646 ⁺ 0,005 jours terrestres.

http://www.planetscapes.com/solar/cap/merc/caloris2.htm

http://pds.jpl.nasa.gov/planets/captions/mar10/m1001.htm

   La sonde Mariner 10 (433 kg), que nous voyons dans le hall d'assemblage,  décolla le 3 novembre 1973 de Cap Canaveral. La sonde américaine,  en utilisant la réaction de gravitation à proximité de Vénus, survola Mercure par 3 fois en 12 mois  1974/75 (1er survol le 29-3-74 à 756 km, 2ième le 21-9-74 à 48 069 km et enfin le 3ième à 327 km le 16-3-75 ). Elle recueillit 2 363 photos couvrant la moitié de la surface et dont la résolution varie de 100m à 5km; certains détails de 50 m furent visibles sur certaines images. La mission Mariner 10 requerra plus de corrections de trajectoire que n'importe quelle autre mission. Non seulement ce fut la première à utiliser la réaction de gravitation, mais elle fut aussi la première à utiliser les panneaux solaires pour se propulser. Les scientifiques jouèrent avec les panneaux comme avec des voiles pour assurer les corrections de trajectoire.

   Nous sommes ainsi passés de l'ignorance la plus totale à un niveau de connaissance extraordinaire, sur la moitié de la planète, car ce type de survol ne permet de visualiser que la moitié du globe mercurien.

   La découverte d'un sol cratérisé, fut une grande surprise. La Lune et Mercure semblent identiques. Mais la gravité y est différente (1/3 sur Mercure et 1/6 sur la Lune , en comparaison avec celle de la Terre).

   Les cratères présentent un fond plat (roches liquéfiées) pour un diamètre de 10 km. Lorsqu'ils dépassent un diamètre de 210 km, un piton central apparaît , qui est le résultat du jaillissement de la matière lors de l'impact. Dans les cratères de grandes tailles, ce piton devient un anneau.

  Dans une région où la vitesse est très élevée, les chocs ont un impact retentissant . Une énergie considérable s'en dégage dans des proportions beaucoup plus aberrantes que sur la Lune . Le plus grand cratère, Mare Caloris, a un diamètre de 1 300 km et des bords constitués d'un triple anneau montagneux de 2 000 m de haut. Il fut créé lors de l'impact (il y a 3,28 milliards d'années) qui ébranla toute la planète et  l'onde de choc se focalisa aux antipodes en y disloquant la croûte. Le sol y est particulièrement tourmenté.

  Mare Caloris porte ce nom, car c'est l'endroit le plus chaud de la planète ( 535°C ). Il se situe, au périhélie, en un point qui fait face au Soleil.

  Sur MERCURE, les cratères portent en général des noms d'écrivains et d'artistes.

10. Découvertes.

Cette falaise de 4 000 m de hauteur, est une articulation entre de grands blocs de la croûte qui s'est soulevée d'un côté et effondrée de l'autre. La présence de ces falaises laisse à penser que le diamètre aurait diminué de 3 à 4 kilomètres, comme si le manteau s'était refroidi à partir d'un état liquide.

  En conclusion, ces falaises sont la conséquence du refroidissement et de la contraction.

  Ce cratère proche de l'équateur dans la partie non visible, n'a pas été encore nommé. Il mesure 85 km de diamètre et peut être regardé comme un jumeau du cratère Tycho, sur la Lune. Les sondages par le radio télescope d'Arecibo à la mi-2001 montrent un grand "splash" de 900 km avec des raies de projection très lumineuses. C'est une indication sur la jeunesse géologique de ce cratère. Un mélange de rochers et de poussières furent projetés à l'impact ce qui fait un excellent réflecteur pour les impulsions du radio télescope. Ces traces sont récentes et peuvent être plus jeunes que Tycho qui fut créé il y a 109 millions d'années. Image due à l'amabilité de John K. Harmon (NAIC: National Astronomy and Ionosphere Center) et Sky & Telescope.

    Voici une vue prise par le satellite TRACE dans l'ultraviolet, lors du passage devant le Soleil le 15 nov 99.

   Mercure gravite dans un plan incliné de 7° par rapport à celui de la Terre. Pour que nous puissions observer un passage devant le Soleil, il faut que cela se produise lorsque les 2 axes se croisent . La Terre traverse ce plan le 8 ou 9 mai et  le 10 ou 11 novembre. Il y a 13 passages par siècle. Le dernier eut lieu le 15 novembre 1999 dans le Pacifique Sud,  et le prochain sera le 5 mai 2003, puis le 8 novembre 2006 et le 9 mai 2016.

   Le dernier fut le 6 novembre 1993. En 1999, ce fut peu spectaculaire, car se produisant sur le bord supérieur. Le début du phénomène se produisit à 21h15mn01s GMT et se termina à 22h06h47s GMT. Seuls les pays de l'hémisphère sud furent concernés:  Australie, Nouvelle-Zélande, Nouvelle-Calédonie, Antarctique, Amérique du Sud, Papouasie - Nouvelle Guinée, Hawaï.

     Le 5 mai 2003, ce sera plus bas, mais toujours peu éloigné du bord supérieur. Cela se produira à 7h52 GMT. Le 8 novembre  2006, à 21h41 et le 9 mai 2016, à 14h57. Puis ce sera en 2019, 2032, 2039 et 2049.

      Mercure ne représentant que le 1/194 du Soleil , il faut un télescope de 50 à 100 de grandissement. Naturellement il doit être équipé des filtres adéquats.

       Il est à noter que la même chose se produit pour Vénus.

http://spaceweather.com/swpod2003/02may03b/reddy_med.gif

12. Messenger  missions.

Photo prise à 5800 km, juste après 21 mn du survol à 200 km. Le sol est couvert d'intrigantes caractéristiques dont un petit cratère de 400 m. Nous sommes à l'équateur. Nous voyons un des 
plus longs escarpements courbes. Le bouleversement du sol occupe les 2/3 de l'image.

http://messenger.jhuapl.edu/gallery/sciencePhotos/pics/EN0108826105M.png

    A quand la prochaine mission ? Les Américains et les Européens veulent retourner vers Mercure. Mercure est souvent moins éloignée de nous, que Mars. Mais ce n'est pas une chose facile que de s'y rendre. Il faut naviguer dans les champs gravifiques intenses du Soleil occasionnant des manœuvres coûteuses.

    Au départ de la Terre, la sonde  doit avoir la même vitesse que pour aller sur Jupiter, mais en sens inverse. Il faut freiner pour " tomber " vers le Soleil.

    A l'arrivée, puisqu'il n'y a pas d'atmosphère, le freinage va coûter beaucoup d'énergie. Il faut vaincre des vitesses de l'ordre de 4 km/s, selon l'orbite.

    Or, aujourd'hui, les américains avec leur devise "petit, vite et pas cher" seraient obligés d'utiliser Vénus comme tremplin pour naviguer par réaction de gravitation, afin d'amener la sonde, à la bonne vitesse, dans les parages de Mercure. Naturellement, cela se fera au détriment de la durée, qui pourra être de plusieurs années, au lieu de quelque mois. 

     Les USA sont en train d'élaborer le projet MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging mission) pour une mise en orbite autour de Mercure pour 2 survols de reconnaissance. Le but étant de comprendre pourquoi le noyau de Mercure est-il si lourd ? Et de quelle composition chimique est-elle constituée ? A-t-elle une histoire tectonique ? Le volcanisme y fut-il présent ? Quelles sont les caractéristiques de son atmosphère et de sa mini magnétosphère ? Quelle est la nature de ses calottes polaires ?

    Le vaisseau spatial Messenger est maintenant installé au sommet d'une fusée Delta II de Boeing sur le site de Cap Canaveral au Space Launch Complex 17. Le décollage, si le temps le permet, est prévu pour le lundi 2 août 2004 à 8 h heure française, pour un voyage vers Mercure. Une fenêtre de 13 jours permettra des reports en cas de problème. Dans un an, août 2005, il repassera à proximité de la Terre (2 842 km) qui le renverra par réaction de gravitation sur une orbite de survol de Vénus le 24 octobre 2006 à 3 612 km. Un deuxième survol à 300 km est prévu pour le 6 juin 2007. Grâce à son rôle de fronde astronomique, Vénus enverra Messenger vers Mercure. Premier survol le 15 janvier 2008. Puis 2 autres se produiront le 6 octobre 2008 et le 30 septembre 2009. Les 3 survols se feront à 200 km. Chaque survol sera suivi environ deux mois plus tard d'une manoeuvre de correction, permettant de placer Messenger sur une orbite d'insertion le 18 mars  2011. Une mission d'une année autour de Mercure est envisagée.

• Dr. Sean Solomon of the Carnegie Institution of Washington.
• Le constructeur sera: The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHU/APL) en collaboration avec GenCorp Aerojet (propulsion) et Composite Optics, Inc (intégration).
• NASA/Goddard Space Flight Center, l' University of Colorado et l' University of Michigan.

    L'Agence Européenne (ESA) avait prévu la mission : "Pierre angulaire" ( http://solarsystem.estec.esa.nl/solar_physics/projects/mercury_cornerstone.htm ) ainsi qu'une mission de retour d'échantillons ( http://solarsystem.estec.esa.nl/solar_physics/projects/sample_return.htm ). Aujourd'hui, bien que l'affaire ne soit pas abandonnée, elle est néanmoins retardée pour X années, faute d'argent. Le départ aurait dû avoir lieu en octobre 2000 et l'arrivée  au printemps 2004. Puis une satellisation sur une orbite polaire de 200 km/15 000 km, décrite en 12h, serait intervenue. Hélas, l'échec de la 1ère Ariane V a provoqué des coupes budgétaires. L'opération a été reporté au-delà de 2006, mais si les USA sont les suivants, cela risque de rendre l'opération désuète.

    Une Ariane V lancerait une sonde pour un périple de 4 ans dans l'espace. Il y aurait 2 survols de Vénus pour acquérir l'énergie nécessaire aux survols de Mercure. Il faut ralentir pour arriver à 2 ou 3 km/s. Le gros problème sera de travailler avec des températures élevées ( ~ 500°C), tandis que le matériel infra-rouge devra être maintenu à -150°C.

http://messenger.jhuapl.edu/whereis/November2005jpg/CurrentOrbit070.jpg

  Le but de cette mission serait de :

• comprendre l'interaction des particules du vent solaire, qui existe entre la surface et les couches en profondeur.

• déterminer aussi, ce que certains jugent plausible, la présence de glace aux endroits où le Soleil ne va jamais, tout comme sur la Lune

• comprendre pourquoi Mercure est la planète plus lourde (d = 5,5). La présence d'un noyau de fer représentant 40% de son volume et les 2/3 de sa masse, reste une énigme.

• dire si le noyau est liquide ou solide, afin de connaître le magnétisme de Mercure. Elle tourne trop lentement sur elle-même ( 59 jours). Nous avons vu que ce dernier est dû à l'effet dynamo engendré par une masse liquide en mouvement. La convection arrache des électrons aux atomes qui deviennent ainsi des ions et donc apportent des charges à la matière.

    Le comité des programmes scientifiques de l'ESA a décidé, lors d'une réunion à Naples en 1999, de donner le nom de Giuseppe Colombo à la mission Mercure Pierre Angulaire, en l'honneur de ses travaux.

13.  La mission de l'ESA: Bepi-Colombo

    Bepi Colombo est une mission en coopération avec le Japon, pour explorer Mercure. Les scientifiques européens ont identifié cette mission comme un challenge planétaire à long terme car Mercure est en orbite à proximité du Soleil. Cela en fait la mission la plus difficile pour une sonde planétaire. L'étude de Mercure est nécessaire pour comprendre le processus de formation des planètes. Il fut appelée ainsi en l'honneur du scientifique italien Guiseppe "Bepi" Colombo (1920–1984). Il était un mathématicien et un ingénieur d'une étonnante imagination. C'est lui qui suspecta la résonance journalière (3 tours) responsable de la rotation orbitale (2 tours) autour du Soleil. Il suggéra aussi à la NASA d'utiliser la réaction gravitationnelle lors du survol de Vénus ce qui permit à Mariner 10 de survoler 3 fois Mercure.

     La mission sera constituée d'un engin, qui après un voyage de  2½ ans qui se séparera en 2 sondes. L'un étudiera le globe mercurien et l'autre le champ magnétique. Un petit "lander" (MSE pour Mercury Surface Element) pourrait analyser les roches. L'ESA construit la sonde principale (MPO: Mercury Planetary Orbiter) et l' Agence Spatiale Japonaise (ISAS) contribuera à la 2e sonde (MMO: Mercury Magnetospheric Orbiter).

Le MPO étudiera la surface et la composition interne de la planète et le MMO la magnétosphère, région autour de Mercure dominée par le champ magnétique. Le Lander déterminera les propriétés chimiques et physiques de la surface, en particulier la quantité de fer, compte tenu de la densité étonnamment  dense et la taille de son noyau.

Voir: http://sci.esa.int/content/doc/93/2195_.htm#P19_3524

14. Planisphère

Voici la planisphère telle qu'elle fut aperçue par Mariner 10.

En grand: http://www.solarviews.com/raw/merc/mercurycyl2.jpg