Vue d'artiste de la sonde ESA-JAXA BepiColombo. Crédit : ESA/ATG medialab
BepiColombo est une mission conjointe entre l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) conçu pour étudier la planète Mercure. Lancée fin 2018, sa trajectoire complexe impliquait un survol de la Terre le 10 avril 2020. Nous avons profité de l'événement pour organiser une campagne d'observation coordonnée. L'objectif principal était de calculer et de comparer les propriétés de l'orbite de survol observées avec les valeurs disponibles à partir du contrôle de mission. La méthode que nous avons conçue pourrait ensuite être améliorée pour de futures campagnes d'observation ciblant des objets naturels susceptibles d'entrer en collision avec notre planète.
La trajectoire entrante de la sonde a limité l'observabilité au sol à quelques heures seulement, à peu près au moment où elle était la plus proche de la Terre. Le réseau de télescopes que nous avons utilisé a été développé par le Centre de coordination NEO de l'ESA (NEOCC) avec des capacités pour observer rapidement des impacteurs imminents, présentant ainsi des orbites similaires. Notre équipe a réussi à acquérir la cible avec divers instruments tels que le télescope chilien 6ROADS, le télescope Zadko de 1.0 m en Australie, le réseau de télescopes ISON et le télescope Kryoneri de 1.2 m à Corinthe, en Grèce.
Les observations étaient difficiles en raison du mouvement angulaire extrêmement rapide de l'objet dans le ciel. À un moment donné, les télescopes ont vu la sonde couvrir deux fois la taille de la lune dans le ciel chaque minute. Cela a remis en cause les capacités de suivi et le calendrier précision des télescopes. Chaque télescope se déplaçait à la vitesse instantanée prédite de la cible tout en prenant des images, « poursuivant » le vaisseau spatial. Les étoiles de terrain apparaissaient comme des traînées, tandis que BepiColombo lui-même était une source ponctuelle, mais seulement si l'observation commençait exactement au bon moment. Parce que la sonde se déplaçait si vite, toute erreur de date des images du télescope se traduit par des erreurs de position de la sonde. Pour atteindre une mesure précise de 0.1 mètre, la date des images devait avoir une précision de 100 millisecondes.
Les résultats finaux ont été condensés en deux quantités mesurables qui pourraient être directement comparées à celles de Mission Control, la distance du périgée et le temps d'approche de la sonde la plus proche de la Terre. Les deux nombres étaient parfaitement appariés, prouvant que notre méthode était un succès : elle a calculé une prédiction plus précise de l'orbite de BepiColombo ; il a également fourni des informations précieuses pour les futures observations d'objets entrant en collision avec la Terre :
- Une campagne d'observation purement optique peut fournir des informations de trajectoire lors d'un survol à des niveaux de précision inférieurs au kilomètre et à la seconde.
- Une campagne similaire conduirait à une précision inférieure au kilomètre et à la seconde pour l'heure et l'emplacement de l'entrée atmosphérique de tout objet en collision.
- Une précision de synchronisation inférieure à 100 millisecondes est cruciale pour les observations les plus proches.
- Il est possible d'organiser des campagnes astrométriques couvrant presque tous les continents.
Écrit par le chercheur d'OzGrav, le Dr Bruce Gendre, Université d'Australie occidentale.
