0
Aviation Civile

<strong>OSIRIS-REX SUR LE DÉPART</strong>

<strong>EXPLORATION INTERPLANÉTAIRE</strong> <strong>LES PRÉPARATIFS DE LA SONDE DE LA NASA À DESTINATION DE L'ASTÉROÏDE BENNU SE POURSUIVENT EN FLORIDE, AVANT SON LANCEMENT LE 8 SEPTEMBRE. L'UN DE SES OBJECTIFS EST LA COLLECTE D'ÉCHANTILLONS ET LEU

Initiée par le Laboratoire lunaire et planétaire de l'Université de l'Arizona à Tucson, la mission Osiris-Rex (Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer - cf. encadré) avait été proposée dès 2004, dans le cadre de l'appel à candidatures pour la onzième mission du programme Discovery de la Nasa. Mais elle avait été battue par la mission Grail de cartographie du champ de gravité lunaire. Elle n'avait pas non plus été re-tenue pour la dernière mission du programme, qui est revenue à la sonde martienne InSight (cf. A&C n° 2474). C'est finalement en mai 2011 qu'elle a été sélectionnée (face au projet d'atterrisseur Sage sur Vénus et à la mission MoonRise de collecte d'échantillons au pôle Sud de la Lune), cette fois dans le cadre du programme New Frontiers. Lancé en 2002, ce dernier prévoit des missions interplanétaires dont le coût - hors lancement - est plafonné à 1 Md$.

Après New Horizons vers Pluton et Juno vers Jupiter, il s'agit désormais de rejoindre un astéroïde, Bennu, pour l'étudier (à partir d'août 2018), récolter du régolite à sa surface (en 2020), puis le rapporter sur Terre (en septembre 2023). Une première pour l'agence américaine, qui avait jusqu'à présent collecté 382 kg de roches lunaires à l'occasion des missions Apollo (entre 1969 et 1972), et prélevé quelques ions du vent solaire et quelques particules de la comète 81P/Wild lors des missions Genesis et Stardust du programme Discovery (entre 2001 et 2004). Une aubaine pour les astrophysiciens, qui vont pouvoir disposer d'une somme de données inédites sur les caractéristiques d'un astéroïde, et connaître sa composition chimique et minéralogique, avec une résolution inférieure au millimètre. Ils pourront ainsi reconstituer son histoire et son évolution, et plus généralement mieux compren-dre les processus de formation des corps primitifs et l'origine du système solaire. Ils pourront également mieux maîtriser - et anticiper - les trajectoires des géocroiseurs (astéroïdes dont l'orbite croise celle de notre planète), grâce à l'analyse de l'effet Yarkovsky, la force de radiation thermique qui peut modifier l'orbite d'un astéroïde au fil du temps.

PRÉSENTATION DE LA SONDE. Osiris-Rex constitue l'un des engins les plus propres jamais construits pour l'exploration spatiale. Sa réalisation a été confiée à Lockheed Martin. La sonde se présente sous la forme d'un cube de 2,4 m de côté et de 3,2 m de haut. Sa masse à vide est de 880 kg, et de 2,1 t avec ses ergols. Deux panneaux solaires, qui se déploient sur 6,2 m et offrent une surface utile de 8,5 m2, fournissent de 1 226 à 3 000 W, en fonction de l'éloignement du Soleil. La propulsion est assurée par des moteurs à hydrazine, et la stabilisation est effectuée par quatre roues à réaction reliées à une centrale inertielle.

Cinq instruments ou suite d'instruments scientifiques sont embarqués : •Trois caméras constituent la suite Ocams (Osiris-Rex Camera Suite), développée par l'Université d'Arizona, à Tucson : PolyCam, MapCam et SamCam. Elles sont destinées à cartographier l'astéroïde, rechercher des zones de dégazage et d'éventuels satellites naturels, réaliser des images à haute résolution (jusqu'à 1m en quatre couleurs), documenter le site retenu pour le prélèvement et filmer le déroulement de celuici à grande vitesse (1 Hz). Poly-Cam, qui dispose notamment d'un téléobjectif de 200 mm de focale, sera le premier instrument à effectuer des prises de vues de l'astre, à une distance de 2 millions de kilomètres.

•Equipé d'un Lidar, l'altimètre laser OLA (Osiris-Rex Laser Altimeter) est le fruit d'une coopération avec l'Agence spatiale canadienne. Il doit mesurer la distance précise entre la sonde et l'astéroïde, et fournir des données topographiques détaillées. • Le spectromètre infrarouge Otes (Osiris-Rex Thermal Emission Spectrometer) a été fourni par l'Université d'Etat de l'Arizona, à Tempe. Il dressera des cartes des températures et des minéraux présents, identifiés par leur signature spectrale.

• Le spectromètre visible et infrarouge Ovirs (Osiris-Rex Visible and IR Spectrometer) a été réalisé par le centre Goddard de la Nasa, à Greenbelt (Maryland). Il doit également dresser une carte spectrale générale des minéraux et des molécules organiques (avec une résolution de 20 m), et fournir une carte précise des sites envisagés pour le prélèvement d'échantillons (avec une résolution comprise entre 2 m et 8 cm).

•Enfin, le spectromètre imageur à rayons X Rexis (Regolith Xray Imaging Spectrometer) est une expérience proposée par des étudiants du MIT et de l'Université Harvard, également à Cambridge (Massachusetts). Grâce à PAT MARY NASA/ l'analyse de l'interaction entre les rayons X produits par le Soleil, le vent solaire et le régolite de la surface de Bennu, il doit déterminer quels éléments chimiques sont présents sur l'astéroïde et leur abondance.

TRENTE-QUATRE JOURS POUR LANCER.L'odyssée d'Osiris-Rex doit démarrer par sa mise sur orbite autour du Soleil, avec une vitesse d'échappement de 5,4 km/s. Cette mission est confiée au lanceur Atlas V 411 (équipé d'un seul propulseur solide d'appoint), à l'origine développé par Lockheed Martin et aujourd'hui opéré par United Space Alliance. Il effectuera à cette occasion son quatrième vol depuis avril 2006. Le décollage est prévu depuis le pas de tir SLC-L'explication des initiales du programme Osiris-Rex • O -Origins (Origines) Rapporter et analyser un échantillon d'un astéroïde primitif riche en carbone pour étudier la nature, l'histoire et la distribution de ses minéraux et de ses matières organiques.

• SI -Spectral Interpretation (Interprétation spectrale) Définir les propriétés globales d'un astéroïde primitif riche en carbone pour permettre la comparaison directe avec les données existantes fournies par les télescopes terrestres pour tous les astéroïdes.

• RI -Resource Identification (Identification des ressources) Cartographier les propriétés globales, la chimie et la minéralogie d'un astéroïde primitif riche en carbone pour définir son histoire géologique et dynamique, et fournir le contexte pour l'échantillon retourné.

• S -Security (Sécurité) Mesurer l'effet Yarkovsky sur Bennu et comprendre comment les propriétés de l'astéroïde contribuent à cet effet.

Bennu, l'astéroïde idéal Bennu (101955), anciennement dénommé (101955) 1999 RQ36, est un petit astéroïde primitif riche en carbone, d'une taille d'environ 500 m. Il a été découvert en septembre 1999 dans le cadre du projet Linear (Lincoln Near-Earth Asteroid Research -Recherche d'astéroïdes proches de la Terre Lincoln) du laboratoire Lincoln de l'Institut de technologie du Massachusetts. Il coupe régulièrement l'orbite de la Terre en décrivant une orbite de 1,2 an autour du Soleil. Bennu (Bénou, en français) et Osiris-Rex (le roi Osiris) font référence à la mythologie égyptienne. Le premier désigne l'oiseau sacré représentant l'âme de Rê (le Soleil), tandis que le second était le dieu de la fertilité et du développement végétal, puis des morts, et le dieu de la résurrection.

41 de Cape Canaveral (Floride) le jeudi 8 septembre à 19 h 05, heure locale (23 h 05 UTC). La fenêtre, d'une durée quotidienne de 120 minutes, se refermera trente-quatre jours plus tard.

Avant d'atteindre Bennu, Osiris-Rex effectuera d'abord une révolution complète autour du Soleil, puis un survol de la Terre le 22 septembre 2017, pour une manoeuvre d'assistance gravitationnelle cruciale : il s'agit de modifier l'inclinaison de son orbite, en phase avec celle de l'astéroïde. L'approche de l'astre est prévue pour août 2018, avec une vitesse relative de 20 cm/seconde. Commencera alors l'étude préliminaire de l'astre (recherche des dégagements gazeux et de satellites naturels, mesure de l'effet Yarkovsky). Puis la sonde changera de mode de navigation, passant d'un pointage inertiel stellaire à un centrage pointé sur l'astéroïde à l'aide de la caméra de navigation optique. Depuis une orbite plus rapprochée, elle entamera la phase d'étude détaillée (cartographie et détermination des caractéristiques spectrales, thermiques et géologiques), ainsi que la sélection des sites potentiels pour le prélèvement d'échantillons, les plus sûrs et les plus intéressants sur le plan scientifique.

SIMPLE BAISER ET RETOUR DIRECT. La collecte d'échantillons est prévue courant 2020. Il n'y aura pas d'atterrissage puisque le prélèvement s'effectuera à l'occasion d'un baiser de 5 secondes, réalisé à faible vitesse (10 cm/seconde). Osiris-Rex utilisera alors le mécanisme Tagsam (Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism), d'une précision de 25 m. Construit par Lockheed Martin et hérité de la mission Stardust, il est constitué d'un bras robotique de 3,4 m de long, rehaussé d'un système de prélèvement rudimentaire : un disque perforé qui, au contact de la surface, expulse trois jets d'azote (à l'aide de trois bonbonnes de gaz différentes) pour soulever et recueillir le régolite. Alors que les essais sur Terre (en chambre à vide et en micropesanteur) ont permis des collectes de 300 g en moyenne, l'espoir est de prélever in situ entre 60 g et 2 kg d'échantillons. Par sécurité, le disque est également enduit de gel collant qui pourra fixer de la matière supplémentaire. La masse de la récolte sera évaluée en mettant la sonde en rotation, son collecteur toujours placé à l'extrémité du bras robotique, et en mesurant son moment d'inertie.

Osiris-Rex quittera l'orbite de Bennu en mars 2021 et se placera sur une trajectoire balistique pour un retour direct sur Terre. Celuici est prévu le 24 septembre 2023, treize ans après celle de la sonde japonaise Hayabusa, à l'issue de son périple vers l'astéroïde Itokawa. Egalement fournie par Lockheed Martin, la capsule de retour SRC (Osiris-Rex Sample Return Capsule) contenant les précieux échantillons se séparera de la sonde quatre heures avant l'atterrissage. Tandis que la sonde poursuivra sa ronde autour du Soleil, la capsule plongera dans l'atmosphère avec une vitesse de 12,4 km/s, protégée par son bouclier thermique. Son parachute devra se déployer à 3 km du sol, autorisant une arrivée en douceur dans le désert de l'Utah, sept ans après le lancement de la mission.

¦ Pierre-François Mouriaux Les Français associés à la mission Tandis que l'Université d'Arizona compte parmi ses rangs le Français Christian Drouet d'Aubigny, responsable adjoint des caméras Ocams, quatre astrophysiciens français sont membres de l'équipe scientifique d'Osiris-Rex : • Antonella Barucci, du Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris-Meudon).

• Marco Delbo, du laboratoire Lagrange (Observatoire de Nice-Côte d'Azur).

• Guy Libourel, de l'unité de recherche GéoAzur (Observatoire de Nice-Côte d'Azur).

• Patrick Michel, directeur de recherches au CNRS, responsable de l'équipe « théories et observations en planétologie » du laboratoire Lagrange (Observatoire de Nice-Côte d'Azur).

Répondre à () :


Captcha

| | Connexion | Inscription