Conocido desde la antigüedad, Mercurio aún no ha revelado todos sus secretos. La misión internacional BepiColombo, programado para lanzarse en los próximos días, estudiará la superficie del planeta y comparará su campo magnético con el de la Tierra.

Aparte de la Tierra, Mercurio es el único planeta terrestre con su propio campo magnético, y, sin embargo, solo ha sido visitado por dos misiones espaciales hasta ahora. De hecho, esta no es una tarea fácil:debido a que está tan cerca del Sol, una nave espacial que no alcance el débil campo gravitacional del planeta Swift se precipitará inevitablemente hacia la superficie solar, calentado a un ardiente 5, 500 ° C.

Las agencias espaciales europeas y japonesas, ESA y JAXA, por lo tanto, hemos trabajado en estrecha colaboración para garantizar el éxito de BepiColombo. La misión, que comprende dos orbitadores, está programado para lanzarse desde Kourou, Guayana Francesa, la noche del 19 al 20 de octubre a bordo de un cohete Ariane 5. Después de un viaje de siete años y dos sobrevuelos de Venus para beneficiarse de una asistencia de gravedad, luego examinará la superficie de Mercurio, atmósfera, y magnetosfera durante dos años, hasta 2027.

De Mariner a Bepi

En los 1970s, durante una misión centrada principalmente en Venus, la nave espacial estadounidense Mariner 10 realizó tres sobrevuelos de Mercurio. Uno de los investigadores involucrados fue profesor de la Universidad de Padua, Italia, llamado Giuseppe "Bepi" Colombo. La nueva nave espacial, la primera colaboración entre ESA y JAXA, fue nombrado después de él.

Durante los breves sobrevuelos, El Mariner 10 pudo mapear la mitad de Mercurio y detectar su campo magnético. Aunque es mucho más débil que el de la Tierra, muestra que el núcleo del planeta todavía está activo. Mariner 10 también confirmó la presencia de una exosfera, una atmósfera extremadamente tenue que se extiende a alturas muy elevadas.

Muchos años después, La NASA lanzó la nave espacial MESSENGER. Colocado en órbita alrededor de Mercurio en marzo de 2011, se estrelló contra su superficie en abril de 2015 cuando se quedó sin combustible. Confirmó las observaciones de Mariner 10 y llevó a cabo más mapas y estudios de la superficie. En particular, MESSENGER descubrió evidencia no solo de actividad volcánica y tectónica de placas, sino también de hielo de agua:debido a la inclinación axial extremadamente pequeña de Mercurio, nunca la luz solar directa llega al fondo de los cráteres de impacto en los polos.

"Aunque MESSENGER llevaba un magnetómetro y un equipo para medir iones y partículas energéticas, La misión principal de la nave espacial era inspeccionar el planeta, su fina atmósfera y su superficie, "explica Dominique Delcourt, Investigador senior del CNRS y director del LPC2E, a cargo del espectrómetro de masas de iones a bordo del orbitador de diseño japonés de BepiColombo, MMO. "En presencia de un campo magnético intrínseco, se forma una cavidad magnética en el espacio. Esto se llama magnetosfera, donde tienen lugar muchos procesos de transporte y aceleración de partículas ".

Una misión Dos orbitadores

La misión BepiColombo comprende dos orbitadores que transportan una carga útil científica de casi 100 kilogramos. El primero, MPO (Bepi), se dedicará a cartografiar completamente el planeta y estudiar su superficie, estructura interna, y exosfera, mientras que el segundo, MMO (renombrado Mio), estudiará su entorno magnético. Una vez en su destino, Mio se lanzará primero, seguido de Bepi, que se colocará en la órbita más baja jamás alcanzada alrededor de Mercurio.

Delcourt es optimista:"Esta gama más amplia de instrumentos nos permitirá no solo hacer nuevos descubrimientos, pero también revise los datos de MESSENGER. Combinando observaciones de ambos orbitadores, también estaremos en condiciones de realizar lo que podríamos llamar medidas estereoscópicas, algo que antes era imposible ".

El orbitador MMO completará una rotación en solo cuatro segundos, permitiendo que sus instrumentos apunten en todas direcciones en el espacio en busca de partículas neutras o ionizadas y ondas electromagnéticas. Con una resolución más alta que el instrumento MESSENGER, el espectrómetro de iones MSA, desarrollado en LPP [6] en colaboración con equipos japoneses y alemanes, puede distinguir entre átomos pesados ​​con solo una unidad de masa atómica aparte, como potasio y calcio.

"Estas mediciones nos permitirán caracterizar el material planetario expulsado, "dice Delcourt." Como resultado del bombardeo de meteoritos y el viento solar, la materia es expulsada de la superficie de Mercurio. Luego puede ser ionizado por la radiación ultravioleta del sol, y transportados y acelerados alrededor del planeta ". Al estudiar estos iones, será posible analizar la composición de la superficie sin tener que aterrizar en ella.

Un campo magnético modelo

El campo magnético de Mercurio también es un modelo genérico interesante. La observación de una magnetosfera más pequeña que la nuestra debería mejorar nuestra comprensión del comportamiento de la materia tanto neutra como ionizada en el espacio. A tan corta distancia del Sol, la densidad del viento solar significa que tiene un mayor impacto en el planeta. Otro factor interesante es que la órbita altamente elíptica de Mercurio provoca variaciones cíclicas significativas en esta exposición. Como resultado, Es probable que los diversos instrumentos científicos de BepiColombo se mantengan extremadamente ocupados. Seis de ellos fueron diseñados con la participación de ocho laboratorios del CNRS, incluido el LPC2E, la IAS, IPGP, el Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología (IRAP), el LAM, LATMOS, LESIA y LPP.

En el LATMOS, Éric Quemerais es el científico principal de PHEBUS. Este espectrómetro ultravioleta escanea frecuencias que van desde 50 a 320 nanómetros, así como algunas líneas utilizadas para detectar calcio y potasio.

Analizando la superficie de Mercurio

"Cubrimos un rango espectral más amplio que incluye elementos que eran invisibles para MESSENGER, como el helio, azufre, calcio ionizado, dihidrógeno, etc., "Explica Quemerais." Gracias a una mejor relación señal / ruido, también tenemos un límite de detección mejorado ". Y mientras que el espectrómetro estadounidense estaba alineado con su sonda, PHEBUS tiene un mecanismo de apuntado independiente. Esto le permite elegir su dirección y proporciona una mejor cobertura espacial y temporal en órbita. "La exosfera da una idea de la composición de la superficie de Mercurio y de sus capas más externas, "Añade Quemerais". Por ejemplo, sabemos que detectaremos calcio y sodio, pero también esperamos encontrar magnesio, potasio, y oxigeno, cuya presencia aún no ha sido confirmada sistemáticamente ".

Otra ventaja de la luz ultravioleta es que se refleja en el hielo de una manera diferente, lo que significa que PHEBUS podrá detectar cualquier hielo de agua presente. "Esta técnica ya se ha empleado en la Luna, ", dice Quemerais." Usaremos estos cambios en la cantidad de luz reflejada para mapear los dos polos de Mercurio ". Debido a su órbita específica, seleccionado para que pudiera inspeccionar el Polo Norte, MESSENGER solo pudo mapear la mitad del planeta.

BepiColombo se compromete a proporcionar a la comunidad científica una gran cantidad de datos nuevos. En junio de 2020 en Orleans (centro de Francia), Delcourt organizará la próxima conferencia importante dedicada al Swift Planet. "Por supuesto, BepiColombo no habrá llegado a su destino para entonces, pero, no obstante, podremos hacer uso de los datos de MESSENGER, ", explica. Sin duda, los científicos en ese momento tendrán la mira puesta en Venus, que Bepi Colombo estará a punto de pasar, propulsado en su camino a Mercurio, su destino final.