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La NASA annonce des missions pour explorer les premiers systèmes solaires

Astronomie : La NASA annonce des missions pour explorer les premiers systèmes solaires

C'est une nouvelle année, avec de nouveaux défis et de nouvelles opportunités! Et la NASA, cherchant à lancer des projets, a annoncé les deux nouvelles missions qui seront lancées au cours de la prochaine décennie. Ces missions robotiques, nommées Lucy et Psyché, sont destinées à nous aider à comprendre l'histoire du système solaire ancien et seront déployées à partir de 2021 et 2023, respectivement.

Alors que la mission de Lucy est d'explorer l'un des astéroïdes troyens de Jupiter, Psyche explorera un astéroïde en métal connu sous le nom de 16 Psyché. Et entre les deux, on espère qu'ils répondront à des questions persistantes sur la formation des planètes et sur la création du système solaire. Plus que cela, ces missions représentent des premières historiques pour la NASA et l'exploration de l'espace humain.

Le programme de découverte de la NASA, dont Lucy et Psyché font partie, a été créé en 1992 pour compléter leurs plus grands programmes «phares». En réunissant des scientifiques et des ingénieurs pour des missions de conception, le programme Discovery s’est attaché à optimiser la recherche scientifique en créant de nombreuses petites missions ayant des périodes de développement plus courtes et nécessitant moins de ressources opérationnelles.

Le concept d’artiste du vaisseau spatial Lucy piloté par Eurybates, l’un des six chevaux de Troie divers et d’importance scientifique qu’il étudiera. Crédit: SwRI

Le lancement de la mission Lucy est prévu pour octobre 2021 et devrait arriver à sa première destination (un astéroïde de la ceinture principale) en 2025. Elle mettra ensuite le cap sur les chevaux de Troie de Jupiter, un groupe d'astéroïdes pris au piège. par la gravité de Jupiter et partager son orbite. On pense que ces astéroïdes sont des reliques du système solaire primitif; et entre 2027 et 2033, Lucy en étudiera six.

En plus d’être la première mission à explorer la population troyenne de Jupiter, Lucy revêt également une importance historique en raison du nombre d’astéroïdes qu’elle visitera. Au cours de sa mission, il va enquêter sur six chevaux de Troie, soit le nombre total d’astéroïdes du Belt Belt étudiés à ce jour. La nature de ces six astéroïdes devrait également nous en dire beaucoup sur les débuts de l'histoire du système solaire.

Comme Harold F. Levison - l'investigateur principal de la mission Lucy du Southwest Research Institute (SwRI) à Boulder, Colorado - a expliqué lors d'un briefing de la NASA:

«L'un des aspects surprenants de cette population est leur diversité. Si on les regarde à travers des télescopes sur la Terre, on s'aperçoit qu'ils sont très différents les uns des autres par leur couleur, leur spectre. Et ainsi, nous pensons que cela nous dit quelque chose sur la façon dont le système solaire s'est formé et évolué… Cette diversité dans ces objets, nous croyons, est due au fait qu'ils se sont réellement formés dans des régions très différentes du système solaire, avec des caractéristiques physiques très différentes . Et quelque chose est arrivé dans l'histoire du système solaire, où ces objets ont commencé à des distances très différentes, mais lors de la formation et de l'évolution du système solaire, ils ont été déplacés et placés dans ces réservoirs stables près de l'orbite de Jupiter. ”

Illustration de l'orbite de la navette Lucy autour de Jupiter, ce qui lui permettra d'étudier sa population de Troie. Crédit: SwRI

Les six chevaux de Troie que Lucy est censée étudier ont été sélectionnés, car la diversité de leurs caractéristiques physiques montre qu'ils proviennent de différents endroits du système solaire. Comme Levison l'a dit, «ces petits corps sont vraiment les fossiles de la formation de la planète, et c'est pourquoi nous avons appelé Lucy d'après l'ancêtre humain connu sous le nom de Lucy».

En outre, Lucy s’appuiera sur le succès de missions telles que New Horizons et OSIRIS-REx., Qui inclut l’utilisation de versions actualisées des instruments utilisés pour explorer Pluto, la ceinture de Kuiper et l’astéroïde Bennu, ainsi que les instruments RALPH et LORRI et les OTES instrument. En outre, plusieurs membres des équipes scientifiques de New Horizons et OSIRIS-REx apporteront leur expertise à la mission Lucy.

De même, la mission Psyché aura une immense valeur scientifique puisqu'elle visitera le seul astéroïde en métal connu. Cet astéroïde mesure environ 210 km (130 mi) de diamètre et serait composé entièrement de fer et de nickel. À cet égard, il ressemble au noyau métallique de la Terre, ainsi qu'aux noyaux de toutes les planètes terrestres du système solaire.

C'est pour cette raison que les scientifiques pensent qu'il pourrait s'agir du noyau exposé d'une planète de la taille de Mars. Selon cette théorie 16, Psyché a connu plusieurs collisions majeures au cours des débuts de l’histoire du système solaire, ce qui l’a fait perdre son manteau rocheux. La sonde robotique sera lancée en 2023 et devrait arriver d'ici 2030 - après avoir reçu une manœuvre d'assistance gravimétrique terrestre en 2024 et un survol de Mars en 2025.

En mesurant sa composition, son champ magnétique et en cartographiant ses caractéristiques de surface, l'équipe scientifique de Lucy espère en apprendre davantage sur l'histoire de la formation des planètes. Comme l'indiquait Lindy Elkins-Tanton - chercheuse principale de Psyche et directrice de la School of Earth and Space Exploration de l'Arizona State University - lors du briefing de la NASA:

«L’humanité a visité des mondes rocheux et des mondes glacés et des mondes faits de gaz. Mais nous n'avons jamais vu un monde de métal. Psyché n’a jamais été visité, ni une photo prise était plus qu’un point lumineux. Et ainsi, son apparence reste un mystère. Cette mission sera une véritable exploration et découverte. Nous pensons que Psyché est le noyau métallique d’une petite planète qui a été détruite au premier centième de l’ère de notre système solaire. En visitant Psyché, nous pouvons littéralement visiter un noyau planétaire comme la seule façon dont l’humanité peut… Psyché nous permet de visiter l’espace intérieur en visitant l’espace. »

Non seulement les noyaux planétaires sont supposés être à l'origine des champs magnétiques (nécessaires à l'émergence de la vie), mais ils nous sont tout à fait inaccessibles. Le bord même du noyau externe de la Terre se trouve à environ 2 890 km (1790 mi) de la surface de notre planète. Mais l'humanité la plus profonde jamais creusée a été une profondeur de 12 km, qui s'est déroulée à Kola Superdeep, en Russie.

De plus, les conditions de température et de pression dans le cœur de la Terre devraient atteindre 5700 K (5400 ° C) et 330 à 360 gigapascals (plus de trois millions de fois la pression atmosphérique normale). Cela rend l'exploration du noyau de notre planète (ou de toute autre planète du système solaire) totalement irréalisable. D'où pourquoi une mission robotique dans un monde comme Pysche est une telle opportunité.

Et puisque Psyché est le seul corps arrondi de métal connu dans le système solaire, l’astéroïde est aussi improbable qu’il est unique. Et comme aucune mission n’a jamais eu lieu pour explorer sa surface, et qu’il n’existe aucune image qui puisse nous donner une idée de ce à quoi ses caractéristiques de surface ressembleraient, la mission Psyché jettera un éclairage sérieux sur ce à quoi ressemble un monde métallique.

«À quoi cela pourrait-il ressembler, à notre avis?» Demanda Tanton. «At-il des coulées de lave au soufre à la surface? Est-il recouvert d'imposantes falaises créées lors de la solidification du métal rétréci et de la cassure de l'extérieur du corps? Est-ce que sa surface est une combinaison de fer métal et de cristal minéral vert comme le sont les météorites ferreuses? Et à quoi ressemble un cratère d'impact en métal? Ses bords ou ses éclats de métal pourraient-ils se figer dans le froid de l’espace avant de retomber à la surface. Nous ne savons pas. "

Jim Green, directeur des sciences planétaires de la NASA, a exprimé son enthousiasme pour les missions Discovery 13 et 14 dans un récent communiqué de presse de la NASA:

«Ce sont de véritables missions de découverte qui s’intègrent dans la stratégie plus vaste de la NASA consistant à étudier la formation et l’évolution du système solaire. Nous avons exploré des planètes terrestres, des géantes gazeuses et de nombreux autres corps en orbite autour du soleil. Lucy observera les restes primitifs de plus loin dans le système solaire, tandis que Psyché observera directement l'intérieur d'un corps planétaire. Ces pièces supplémentaires du puzzle nous aideront à comprendre comment le soleil et sa famille de planètes se sont formés, ont changé au fil du temps et sont devenus des lieux où la vie pourrait se développer et se maintenir, ainsi que l'avenir

Lucy et Psyche ont été choisis parmi cinq finalistes sélectionnés pour un développement ultérieur en septembre 2015. Ils ont également été choisis parmi 27 concepts de mission soumis en novembre 2014. Parmi les missions Discovery passées et présentes, citons la sonde spatiale Kepler, l’engin spatial Dawn, le Mars Pathfinder et l’atterrisseur InSight (dont le lancement est prévu en 2018).

Lectures supplémentaires: NASA

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