77 millions de kilomètres. C’est la distance moyenne qui sépare la Terre de Mercure, la première planète du système solaire. Un trajet qu’un atlas représente en quelques centimètres sur une page. Pourtant, après 9,3 milliards de kilomètres de voyage, BepiColombo s’apprête à orbiter autour de Mercure le 21 novembre 2026, soit un détour équivalent à 120 fois la distance directe Terre-Mercure. Bienvenue dans la logique absurde, et parfaitement rationnelle, de la mécanique orbitale.

Sommaire

1. Le paradoxe de la planète la plus proche
2. La chorégraphie gravitationnelle d’un mathématicien mort en 1984
3. L’avarie qui a failli tout faire basculer
4. Ce que BepiColombo cherche vraiment

Le paradoxe de la planète la plus proche

Plus proche du Soleil et plus difficile à atteindre pour un orbiteur que Saturne : cette phrase de l’ESA résume à elle seule le paradoxe de Mercure. On l’imagine accessible, presque à portée de main. La réalité physique est tout autre. La planète est prise dans un puits de gravité solaire d’une intensité que peu de gens imaginent. Plus une sonde se rapproche du Soleil, plus l’attraction de l’astre l’accélère. Conséquence directe : un engin spatial lancé vers Mercure en ligne droite arriverait beaucoup trop vite pour espérer se satelliser. Il passerait la planète comme un boulet de canon, incapable de ralentir à temps.

La toute petite masse de Mercure rend sa force d’attraction gravitationnelle extrêmement faible par rapport à celle du Soleil. C’est ce double problème, accélération solaire d’un côté, faible attraction mercurienne de l’autre, qui rend la mise en orbite si redoutable. Pour filer vers Mars, il suffit d’accélérer et de viser. Pour atteindre Mercure en s’y satellisant, il faut passer des années à freiner.

Pourquoi un si long voyage, alors que dans les années 1970, la sonde de la NASA Mariner 10 avait atteint Mercure en moins de cinq mois ? Tout simplement parce que leurs trajectoires diffèrent totalement. Mariner 10 a simplement survolé Mercure à grande vitesse à trois reprises. BepiColombo a besoin de ralentir afin de se mettre en orbite autour de la planète. Se satelliser autour d’un monde change absolument tout à l’équation du voyage.

La chorégraphie gravitationnelle d’un mathématicien mort en 1984

Cette chorégraphie, on la doit à un mathématicien italien, Giuseppe Colombo, disparu en 1984, qui avait compris le premier comment ralentir un engin lancé vers le Soleil. La sonde porte son nom. Son principe : utiliser la gravité des planètes comme frein cosmique naturel, sans brûler de carburant en quantités impossibles à emporter à bord.

Lancé en octobre 2018, BepiColombo a effectué neuf survols différents : un de la Terre, deux de Vénus et six de Mercure elle-même. Chaque passage au ras d’une planète fonctionne comme un frein cosmique : la gravité vole un peu de vitesse à la sonde et la reconduit sur une trajectoire plus basse, plus proche de l’orbite mercurienne. Six survols de Mercure pour approcher la planète sans tomber dedans ni repartir en orbite solaire haute. Cette séquence a abaissé la vitesse relative de la sonde à 1,76 km/s. Chaque passage au ras de la surface n’était pas du temps perdu : durant le cinquième survol en décembre 2024, avec l’instrument MERTIS, BepiColombo est devenu le premier engin à observer Mercure en lumière infrarouge moyen.

Le 15 juin 2026, une étape décisive a été franchie sans bruit. BepiColombo a éteint sa propulsion solaire-électrique pour la dernière fois, entrant dans la phase d’arrivée à Mercure. La machine se tait. Le freinage final commence. Quatre derniers arcs de poussée réduiront la vitesse relative au point où Mercure capturera faiblement la sonde en novembre 2026 en orbite polaire. Une petite manœuvre suffira ensuite pour amener l’engin sur une orbite à 178 000 kilomètres d’apocentre.

L’avarie qui a failli tout faire basculer

En avril 2024, un court-circuit. Cette défaillance partielle n’empêche pas BepiColombo de fonctionner et de communiquer, mais ne permet pas à ses quatre propulseurs électriques-ioniques d’atteindre 100 % de leur poussée. Quatre-vingt-dix pour cent de puissance disponible, ça paraît peu grave. Dans la mécanique orbitale à des centaines de millions de kilomètres, c’était potentiellement fatal à la mission.

Face à l’impossibilité de récupérer la pleine puissance, l’ESA n’a pas capitulé. Pour compenser la perte de puissance de propulsion, l’équipe de dynamique de vol de l’ESA a révisé la trajectoire de BepiColombo. La nouvelle manœuvre prévoit que la sonde passe environ 35 kilomètres plus près de Mercure lors du cinquième survol, réduisant ainsi les exigences en matière de poussée. Trente-cinq kilomètres de marge en moins, sur une planète sans atmosphère notable, exécutés à des dizaines de millions de kilomètres du moindre technicien. La précision d’un horloger suisse, à l’échelle du système solaire.

Le prix à payer : un retard de onze mois repoussant l’arrivée prévue de décembre 2025 à novembre 2026. Onze mois pour un court-circuit. La bonne nouvelle, confirmée par la JAXA : malgré le délai d’environ un an, il n’y aura aucune perturbation dans l’opération des deux orbiteurs. Les deux sondes sont programmées pour mener leurs observations scientifiques comme prévu initialement.

Ce que BepiColombo cherche vraiment

Le 21 novembre 2026, le vrai travail commence. Le module de propulsion MTM freinera une dernière fois pour entrer en orbite haute elliptique autour de Mercure. BepiColombo éjectera alors un cache, puis la petite sonde japonaise Mio, avant de décrocher le MPO européen, qui freinera encore pour orbiter à moins de 200 kilomètres d’altitude. MPO cartographiera l’ensemble de la surface de la planète et étudiera sa composition interne et sa structure, tandis que Mio analysera son champ magnétique et sa magnétosphère.

Si la trajectoire de remplacement n’avait pas fonctionné, si les ingénieurs de l’ESOC à Darmstadt n’avaient pas trouvé cette solution en quelques mois, une génération entière de chercheurs aurait dû faire son deuil de Mercure. Il n’y a actuellement aucune autre mission en préparation pour partir étudier la petite planète : BepiColombo sera probablement la seule avant au moins 2035-2040. Ce n’est pas seulement une question de curiosité scientifique : l’absence d’atmosphère combinée à la proximité du Soleil engendre des températures en surface allant de -183 °C au fond des cratères polaires jusqu’à 427 °C au point subsolaire. Un monde de contrastes extrêmes qui recèle peut-être des glaces d’eau dans ses cratères d’ombre permanente, et dont l’immense noyau métallique, disproportionné par rapport à sa taille, pose encore des questions fondamentales sur la formation des planètes rocheuses. Ses capteurs à haute précision et les mesures in situ apporteront des données inédites et des précisions améliorées d’un facteur 10 par rapport à la mission MESSENGER. Huit ans de voyage pour, enfin, lire Mercure de près.

Sources : berthine.fr | cnes.fr