La NASA a commencé à programmer cette mission, dont l'acronyme MESSENGER vient de MErcury Surface, Space, ENvironment, GEochemistry and Ranging, vers le milieu des années 1990, dans le cadre des missions de la série Discovery (missions à budget limité et temps de préparation court). Cette mission a été finalement sélectionnée et acceptée, la maîtrise d'oeuvre en a été confiée à l'APL (Applied Physics Laboratory).

Comme son nom l'indique, cette mission est destinée à l'exploration la plus détaillée possible de Mercure, complétant les premiers résultats obtenus par Mariner 10. Elle doit profiter d'une fenêtre de tir ouverte entre les 10 et 29 mars ou bien les 12 et 23 mai 2004, utiliser Vénus en effet de fronde lors de 2 survols (24 juin 2004 et 16 mars 2006), puis survoler Mercure à deux reprises (21 juillet 2007 et 11 avril 2008) avant une mise en orbite autour de cette planète le 6 avril 2009. Elle devrait continuer ses observations en orbite pendant environ une année terrestre.

Pour rapidement résumer la mission, MESSENGER devra tout d'abord, au cours de son premier survol de la planète, cartographier celle-ci le plus complètement possible, et effectuer des mesures préliminaires sur sa composition atmosphèrique et de surface, et sa magnétosphère.
L'orbite polaire très élliptique permettra alors à la sonde d'explorer l'ensemble de la planète, à la fois en plan rapproché sur son hémisphère nord (permettant une exploration détaillée du bassin d'impact Caloris), et en plan lointain pour prendre des mesures de la haute magnétosphère. La durée de l'exploration permet d'étaler les observations sur 2 jours mercuriens.

Instrumentation et expériences

Messenger

MDIS (Mercury Dual Imaging System) Ensemble de 2 caméras grand-angle et petit-angle, permettant la cartographie et la topographie du relief de la surface.

GRNS (Gamma-Ray and Neutron Spectrometer) Spectromètre Gamma et à neutron, permettant l'analyse de l'existence et de l'abondance de certains éléments de sa surface, en particulier la glace.

MAG (Magnetometer) magnétomètre effectuant mesure et cartographie du champ magnétique mercurien.

MLA (Mercury Laser Altimeter) altimètre laser permettant la topographie détaillée et précise de la surface, ainsi que la libration (mouvement oscillant de faible amplitude) de Mercure.

MASCS (Mercury Atmospheric and Surface Composition Spectrometer) composé de deux spectromètres, Infrarouge et Ultraviolet, mesurant les abondances des comosants atmosphériques.

EPSS (Energetic Particle and Plasma Spectrometer) analyseur de plasma permettant l'étude (composition, distribution spatiale, répartition énergétique et variation dans le temps) des particules chargées autour et dans la magnétosphère.

XRS (X-Ray Spectrometer) spectromètre X complétant l'analyse de surface faite par le spectromètre Gamma.

RS (Radio Science) Détecteur Doppler permettant l'étude de la distribution de masse de Mercure, en particulier les inhomogénéités de la croûte.