Logo Zéphyrnet

L'explorateur d'astéroïdes de la NASA quitte la planète Terre à bord d'une fusée Atlas 5

Date :

Une fusée United Launch Alliance Atlas 5 a transporté dans l'espace la sonde astéroïde Lucy de la NASA. Crédit : Alliance de lancement unie

À destination d'une population vierge d'astéroïdes anciens, une sonde scientifique de la NASA nommée Lucy a décollé de Cap Canaveral samedi avant l'aube et s'est envolée dans l'espace au sommet d'un lanceur Atlas 5 pour commencer une mission de 12 millions de dollars sur 981 ans à la recherche d'indices sur le début système solaire.

La mission profite d'un alignement unique entre la Terre et les astéroïdes troyens, des groupes d'objets menant et traînant Jupiter dans son orbite autour du soleil. La trajectoire emmènera le vaisseau spatial Lucy près de huit astéroïdes de 2025 à 2033, plus que toute autre mission.

La sonde sera la première à visiter les astéroïdes troyens, qui ont été piégés dans deux essaims alors que Jupiter s'installait dans son orbite actuelle autour du soleil. Les scientifiques pensent que les astéroïdes troyens sont des vestiges primordiaux du système solaire primitif. Des objets similaires sont entrés en collision ou se sont regroupés pour former les planètes géantes du système solaire externe.

"La façon dont nous les considérons comme des fossiles, c'est pourquoi nous avons nommé le vaisseau spatial Lucy d'après le fossile de l'ancêtre humain connu sous le nom de Lucy", a déclaré Hal Levison, chercheur principal de la mission Lucy au Southwest Research Institute de Boulder, Colorado. "Cela va nous dire comment les planètes géantes se sont formées et comment elles se sont déplacées."

Lucy ciblera les astéroïdes dans les essaims de chevaux de Troie dont la taille varie de moins d'un mile à plus de 60 miles. Le vaisseau spatial survolera également des astéroïdes qui semblent avoir des différences de couleur dans les observations au sol, signe qu'ils pourraient avoir des compositions différentes.

Après un compte à rebours d'une nuit sans problème, l'explorateur de robots a décollé du pad 41 de la station spatiale de Cap Canaveral au sommet d'une fusée Atlas 5 de United Launch Alliance à 5 h 34 HAE (0934 h XNUMX GMT).

Lucy a décollé à la première seconde d'une période de lancement planétaire de 23 jours, atteignant un calendrier fixé près d'une demi-décennie à l'avance.

Équipé d'un moteur russe RD-180, le lanceur de 188 pieds de haut (57 mètres) a fait un arc en aval à l'est de Cap Canaveral au-dessus de l'océan Atlantique. L'Atlas 5 a volé samedi dans la configuration de base de la fusée, sans aucun booster de fusée solide.

Le premier étage alimenté au kérosène de la fusée s'est arrêté et largué pour tomber dans l'Atlantique environ quatre minutes après le début de la mission, laissant un étage supérieur Centaur pour terminer une paire de brûlures à l'aide de son moteur RL10 de fabrication américaine fourni par Aerojet Rocketdyne.

Le premier tir de RL10 a placé le vaisseau spatial Lucy sur une orbite de stationnement autour de la Terre. Environ 40 minutes après le début de la mission, le moteur s'est rallumé pendant six minutes pour accélérer la sonde à la vitesse requise pour échapper à l'emprise gravitationnelle de la Terre.

La séquence de vol de l'Atlas 5 a semblé se dérouler sans accroc, et la fusée a libéré le vaisseau spatial Lucy environ 58 minutes après le décollage. Environ une demi-heure plus tard, les équipes au sol ont annoncé que la sonde avait terminé le déploiement de ses deux panneaux solaires en forme d'éventail, chacun d'un diamètre d'environ 24 pieds (7.3 mètres).

La station Deep Space Network de la NASA en Australie a acquis les premiers signaux du vaisseau spatial Lucy à peu près au même moment, confirmant que la sonde était fonctionnelle après avoir voyagé dans l'espace sur la fusée Atlas 5.

Le lancement de samedi a marqué le 89e vol d'une fusée Atlas 5 et le troisième vol Atlas 5 de cette année.

"Pour le moment, le vaisseau spatial a l'air bien", a déclaré Levison à Spaceflight Now après le lancement samedi. « Les panneaux solaires, c'était notre grande préoccupation. Ils produisent la puissance qu'ils devraient produire. Cela semble donc sain. C'est en route.

Entièrement déployés, les panneaux solaires couvrent une superficie d'environ 548 pieds carrés, soit 51 mètres carrés, faisant des ailes solaires de Lucy les plus grandes jamais envoyées dans l'espace lointain. Les structures donnent au vaisseau spatial Lucy une envergure de plus de 52 pieds, ou 16 mètres.

Le lancement samedi a marqué un tournant pour la mission Lucy après sept ans de conception, de développement, de construction et de tests. Mais les scientifiques doivent encore attendre 12 ans pour que Lucy visite tous ses astéroïdes cibles.

"J'ai cherché, il n'y a pas si longtemps, la première occurrence du mot Lucy dans l'objet d'un e-mail, et c'était en mars 2014", a déclaré Levison.

Les ingénieurs et les scientifiques ont terminé le développement de la mission Lucy sous la menace de la pandémie de coronavirus. Malgré les difficultés, ils ont maintenu le calendrier et le budget de la mission

"L'analogie que j'ai utilisée est que c'est un peu comme élever un enfant", a déclaré Levison. « Et cela a été une grossesse difficile. Maintenant, elle est née, et maintenant elle va grandir.

Construit par Lockheed Martin dans le Colorado, le vaisseau spatial Lucy de 3,300 1,500 livres (XNUMX XNUMX kilogrammes) est chargé d'hydrazine et de tétroxyde d'azote pour effectuer une série de manœuvres dans l'espace lointain afin de se guider vers ses cibles de survol d'astéroïdes.

La moitié de la masse de la sonde est propulsive, donnant à Lucy la possibilité de remodeler considérablement son orbite autour du soleil tout au long de sa mission.

Mais la plupart de la trajectoire unique de la mission sera conduite par des forces naturelles, lorsque Lucy reviendra pour trois rencontres rapprochées avec la Terre pour gagner de la vitesse et accélérer plus loin du soleil, atteignant finalement la distance de Jupiter en 2027. Puis le La mission survolera cinq astéroïdes en 15 mois avant de faire un autre tour du soleil, se préparant pour un dernier survol d'une paire binaire intrigante d'astéroïdes en 2033.

Les scientifiques ont nommé la mission Lucy d'après les restes fossilisés d'un ancêtre humain, appelé Lucy par les scientifiques qui l'ont découverte en Éthiopie en 1974.

L'écusson en forme de losange pour la mission Lucy. Crédit : NASA/SWRI

Les scientifiques pensent que les astéroïdes troyens représentent un échantillon diversifié des types de petits blocs de construction planétaire laissés après la formation du système solaire il y a 4.5 milliards d'années.

"Ces objets sont intéressants car ce sont les vestiges de la formation du système solaire", a déclaré Cathy Olkin, chercheuse principale adjointe de la mission Lucy au SWRI. « Nous avons conçu notre mission pour étudier la diversité de ces objets dans cette population. Nous allons visiter le plus d'astéroïdes de tous les temps en une seule mission. Nous allons survoler sept astéroïdes troyens dans ce voyage épique de près de 4 milliards de milles. Nous allons étudier la géologie, la composition de la surface… et nous allons rechercher des satellites autour de ces objets.

Comme la découverte de fossiles qui ont informé les scientifiques sur l'évolution humaine, les astéroïdes troyens pourraient fournir des indices sur l'histoire ancienne du système solaire. Après que Jupiter se soit formé et se soit installé sur son orbite actuelle, les astéroïdes se sont retrouvés piégés dans des essaims, chacun centré sur un point de libration gravitationnellement stable devant et derrière la plus grande planète du système solaire.

"Ce fossile a transformé notre compréhension de l'évolution des hominidés, tout comme nous espérons que le vaisseau spatial Lucy transformera notre compréhension du système solaire", a déclaré Olkin.

La NASA a sélectionné la mission Lucy, ainsi qu'un autre astéroïde exploré nommé Psyche, pour le développement en 2017. Psyche devrait être lancé l'année prochaine pour orbiter autour d'un astéroïde riche en métaux.

Lucy et Psyche, parfois appelées missions sœurs, visiteront différents types d'objets. Mais les deux pourraient en dire beaucoup aux scientifiques sur l'évolution du système solaire.

Les deux sondes spatiales lointaines rejoignent la gamme de missions Discovery à coût plafonné de la NASA, un programme qui a inclus le rover Mars Pathfinder, la mission Messenger en orbite autour de Mercure et le vaisseau spatial Dawn qui a mis en orbite l'astéroïde géant Vesta et la planète naine Cérès.

Choisis parmi une liste de 28 propositions soumises à la NASA en 2015, Lucy et Psyche visiteront des mondes jamais vus de près alors que les scientifiques cherchent à démêler l'histoire violente du système solaire, lorsque des proto-planètes se sont fusionnées et des collisions entre roches et rochers dans un disque autour du soleil.

Cette illustration, montrée à l'échelle, comprend les concepts de l'artiste des cibles d'astéroïdes de la mission Lucy. Crédit : NASA

Les astéroïdes troyens, y compris les cibles de survol de Lucy, peuvent encore ressembler à ce qu'ils étaient il y a plus de 4 milliards d'années, avant que les scientifiques pensent que l'immense attraction de la gravité de Jupiter les a piégés dans leurs emplacements actuels alors que les planètes extérieures changeaient de position. Les chevaux de Troie sont des reliques des types d'objets qui se sont réunis pour créer les planètes géantes : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

« Si toute cette histoire est vraie… ces objets représentent vraiment des objets qui se sont formés dans tout le système solaire externe et se trouvent maintenant dans les essaims de chevaux de Troie, où une mission comme Lucy peut aller les étudier », a déclaré Levison.

Les scientifiques en savent peu sur les astéroïdes troyens. En raison de leur éloignement de la Terre, les fragments des chevaux de Troie de Jupiter ne sont jamais tombés au sol sous forme de météorites, privant les scientifiques de tout aperçu de leur histoire et de leur composition.

Les astronomes ont trouvé plus de 7,000 XNUMX objets dans les essaims de Troie. Il y en a peut-être des milliers d'autres qui attendent d'être découverts à l'aide de grands télescopes.

Mais même le télescope spatial Hubble ne peut pas résoudre les détails sur la composition et l'apparence des astéroïdes troyens. Les scientifiques ont une approximation approximative de la taille de chaque objet devant être visité par Lucy, et connaissent un peu leurs couleurs. Certains sont gris et certains sont d'apparence plus rougeâtre.

"C'est une mission d'exploration", a déclaré Olkin. « Nous n'avons jamais vu les astéroïdes troyens auparavant. Une chose que nous examinons est la composition. Donc beaucoup de choses sont des indices, mais nous n'avons pas d'hypothèse spécifique que nous testons que je peux vous dire, oui ou non, car nous n'avons jamais été à ces objets auparavant. Nous avons beaucoup de questions et nous devons continuer à apprendre pour pouvoir poser le prochain niveau de questions plus approfondies.

"Nous échantillonnons différentes tailles d'objets, différents types spectraux, deux essaims différents, nous examinons donc la diversité sur tous les axes différents auxquels nous pouvons penser", a déclaré Olkin. "Nous pouvons donc prendre cette mission, visiter le plus grand nombre d'astéroïdes jamais créés et pouvoir vraiment comparer ces objets."

Les plus grands astéroïdes cibles de Lucy, nommés Patrocle et Menoetius, seront les derniers mondes visités au cours de la mission. Les observations au sol indiquent que ces astéroïdes ont une forme à peu près sphérique.

Vue d'artiste du vaisseau spatial Lucy survolant un astéroïde troyen. Crédit : Institut de recherche du Sud-Ouest

Pendant que les équipes préparent le vaisseau spatial Lucy pour le lancement, les astronomes tentent d'en savoir plus sur les formes des autres cibles de la mission. Les scientifiques utilisent les occupations stellaires, lorsque quelque chose passe directement entre la Terre et une étoile éloignée, pour se rapprocher de la taille et de la forme d'un objet éloigné.

En mesurant le motif dans lequel l'astéroïde masque la lumière de l'étoile, les astronomes peuvent estimer la forme de l'objet. Ce mois-ci, les scientifiques ont planifié deux campagnes d'occultation stellaire pour en savoir plus sur la forme de deux des cibles de Lucy : Polymele et Eurybates.

Après le lancement de samedi, le vaisseau spatial Lucy passera un an sur une orbite autour du soleil similaire à celle de la Terre, avant de retourner sur sa planète natale en octobre prochain pour une manœuvre de fronde assistée par gravité pour commencer à se diriger vers le système solaire.

"Trouver une trajectoire qui nous permettra réellement de visiter tous ces types d'objets a été une véritable corvée pour Lucy", a déclaré Levison. "Nous tournons autour du système solaire interne en utilisant l'aide de la gravité terrestre pour pomper lentement l'orbite du vaisseau spatial afin qu'il finisse par croiser l'orbite de Jupiter."

Sans les aides de la gravité terrestre, Lucy devrait transporter cinq fois plus de carburant, suffisamment pour rendre la mission irréalisable, selon Coralie Adam, chef adjointe de l'équipe de navigation chez KinetX Aerospace.

D'ici la première rencontre avec un astéroïde, les scientifiques calibreront les instruments Lucys. Les survols avec la Terre aideront à vérifier les instruments.

« Nous avons en fait une campagne d'observation au sol très active pour obtenir les formes (des cibles d'astéroïdes), afin que nous puissions réellement utiliser ces formes dans nos simulations des rencontres pour nous assurer qu'elles produiront la science que nous veulent qu'ils obtiennent », a déclaré Levison.

« Donc, il y a beaucoup à faire. »

Cette illustration montre la trajectoire unique du vaisseau spatial Lucy à travers le système solaire, emmenant la sonde vers les deux essaims d'astéroïdes troyens. Crédit : NASA/SWRI

Un deuxième survol de la Terre en décembre 2024 enverra Lucy vers sa première rencontre avec un astéroïde. Le vaisseau spatial passera devant l'astéroïde Donaldjohanson, du nom du scientifique qui a découvert le fossile de Lucy, en avril 2025.

Ensuite, Lucy volera dans le premier essaim de Troie, visitant cinq astéroïdes - dont une minuscule lune de l'un des objets - en seulement 15 mois entre août 2027 et novembre 2028. Ces cinq astéroïdes se trouvent dans le soi-disant essaim L4, ou essaim grec. .

À son arc le plus éloigné, Lucy sera à plus de 500 millions de miles (800 millions de kilomètres) du soleil. Le vaisseau spatial sera le vaisseau spatial le plus éloigné du soleil à avoir jamais utilisé l'énergie solaire.

Un dernier basculement de la Terre en 2030 préparera Lucy pour la dernière rencontre de la mission de 12 ans, un survol d'une paire binaire d'astéroïdes nommés Patrocle et Menoetius le 3 mars 2033, dans l'essaim L5, ou Trojan. Chacun des deux objets est à peu près de la même taille, avec un diamètre de plus de 60 miles (100 kilomètres), ce qui en fait les plus grandes cibles du séjour de Lucy dans le système solaire.

À chaque astéroïde, Lucy n'aura que quelques heures pour prendre les meilleures photos et rassembler les données les plus utiles. La sonde passera près des astéroïdes à une vitesse relative de plusieurs kilomètres par seconde, en utilisant une plate-forme pivotante pour pointer sa caméra et ses instruments scientifiques.

"Lucy est une mission de survol, donc après avoir passé des années à parcourir plus d'un milliard de miles pour atteindre nos cibles, nous visons presque directement vers elles, volant à moins de 600 miles (1,000 XNUMX kilomètres) de leurs surfaces", a déclaré Keith Noll, scientifique du projet de la NASA. pour la mission Lucie. "Et Lucy ne ralentit pas pour ces survols."

Le vaisseau spatial passera devant chacune de ses cibles d'astéroïdes à des vitesses relatives allant de 13,000 21,000 mph (20,000 32,000 kilomètres par heure) à XNUMX XNUMX mph (XNUMX XNUMX kilomètres par heure).

"Lorsque vous regardez ces cartes dessinées, il semble que ces points qui représentent les chevaux de Troie soient assez proches les uns des autres", a déclaré Noll. "Mais, en fait, la paire la plus proche que nous (visiterons) est distante de plus de 10 millions de kilomètres, et les autres sont beaucoup plus éloignées que cela."

Au cours de sa mission, Lucy survolera six chevaux de Troie Jupiter. Cette animation en accéléré montre les mouvements des planètes intérieures (Mercure, marron ; Vénus, blanc ; Terre, bleu ; Mars, rouge), Jupiter (orange) et les deux essaims de Troie (vert) au cours de la mission Lucy . Crédit : Institut d'Astronomie du CAS/Petr Scheirich

Les trois instruments scientifiques de Lucy sont chacun des versions améliorées des charges utiles volées lors des missions précédentes de la NASA.

L'un des instruments, le Lucy Long Range Reconnaissance Imager, est un télescope d'imagerie en noir et blanc basé sur un instrument similaire sur le vaisseau spatial New Horizons de la NASA, qui a capturé les premières vues rapprochées de Pluton en 2015.

L'instrument L'LORRI, fourni par le laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, produira les images les plus détaillées des astéroïdes troyens, cartographiant leurs surfaces, arpentant les cratères et recherchant de petits astéroïdes compagnons et des nuages ​​de poussière.

Une autre charge utile sur le vaisseau spatial provient du Goddard Space Flight Center de la NASA. Il s'appelle L'Ralph, et c'est deux instruments en un.

Un élément de l'instrument est essentiellement une caméra couleur, produisant des images d'apparence similaire à ce que l'œil humain verrait. Un spectromètre d'imagerie infrarouge aidera les scientifiques à identifier les glaces, les minéraux et les molécules organiques sur chaque astéroïde.

Le spectromètre d'émission thermique de Lucy, ou L'TES, mesurera la température de la surface de chaque astéroïde.

« La température nous en dit énormément sur les propriétés physiques de la surface », a déclaré Phil Christensen, chercheur principal de l'instrument L'TES de l'Arizona State University. « En comparant les mesures de jour et de nuit, nous pouvons déterminer si la surface est constituée d'un matériau de bloc dense ou de poussière et de sable à grains fins. »

Une autre enquête scientifique faisant partie de la mission de Lucy, mais non considérée comme une charge utile, aidera les chercheurs à déterminer la masse de chaque astéroïde, ce qui peut fournir des estimations de la densité de l'objet.

"Alors que nous survolons les astéroïdes troyens, l'accélération de l'attraction gravitationnelle des astéroïdes troyens modifiera un peu la vitesse du vaisseau spatial", a déclaré Olkin. "Nous volons à près de 15,000 XNUMX mph au-delà de nos objets, et l'attraction gravitationnelle des astéroïdes troyens modifiera cette vitesse d'environ un centième de mile par heure, mais nous pourrons le détecter avec notre sous-système de télécommunications et le changement de fréquence Doppler au fur et à mesure que nous survolons.

Ce changement de vitesse indiquera aux scientifiques la masse de chaque astéroïde.



La mission de Lucy vise à répondre à de sérieuses questions scientifiques, mais les planificateurs de mission ne sont pas à l'abri de la culture pop.

Les scientifiques ont nommé Lucy, le fossile, après avoir entendu la chanson des Beatles "Lucy In The Sky With Diamonds" tout en célébrant la découverte. Les scientifiques qui ont développé l'explorateur d'astéroïdes de Troie ont vu le lien.

"Ces astéroïdes sont vraiment comme des diamants dans le ciel en termes de valeur scientifique pour comprendre comment les planètes géantes se sont formées et le système solaire a évolué", a déclaré Levison.

Un minuscule diamant enfoui profondément à l'intérieur du spectromètre L'TES agit comme un séparateur de faisceau, qui sépare la lumière et envoie des faisceaux dans différentes directions dans le plan focal de l'instrument.

"Nous envoyons vraiment un diamant dans le ciel avec Lucy", a déclaré Christensen. "C'est une partie fondamentale de l'instrument ainsi qu'un élément amusant de la mission."

Les scientifiques n'ont pas exclu d'envoyer Lucy visiter d'autres astéroïdes après la dernière rencontre de la mission principale en 2033. Le dernier survol de la Terre laissera le vaisseau spatial sur une orbite stable autour du soleil qui nécessite peu de propulseur à maintenir.

Même sans mission prolongée, Lucy trouvera sa place dans le livre des records.

"Nous visitons plus d'astéroïdes que tout autre vaisseau spatial de l'histoire", a déclaré Levison. « C'est aussi une mission de 12 ans, ce qui est une longue période.

"Je dois dire que j'aurai 75 ans quand tout cela sera dit et fait", a déclaré Levison. "Mais vous pouvez aussi imaginer que des jeunes, peut-être des élèves du primaire et du collège, travailleront sur Lucy d'ici la fin de la mission."

Email l'auteur.

Suivez Stephen Clark sur Twitter: @ StephenClark1.

PlatonAi. Web3 réinventé. L'intelligence des données amplifiée.
Cliquez ici pour y accéder.

Source : https://spaceflightnow.com/2021/10/16/nasa-asteroid-explorer-leaves-planet-earth-on-atlas-5-rocket/

spot_img

Dernières informations

spot_img