Mise à jour le 29 Novembre 2010
 
 
    
CONFÉRENCE
"HAYABUSA : POUR UNE PINCÉE DE POUSSIÈRES D’ASTÉROÏDES"
Par le Dr Patrick MICHEL Dr Recherche CNRS ; responsable planétologie OCA
 
Pour les RCE 2010 Cité des Sciences de Paris
Le 13 Novembre 2010 à 14H00
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.
REMARQUE : Les comptes rendus des conférences sont mis en ligne au fur et à mesure
Vous vous en apercevrez en allant voir  la page du compte rendu général de temps en temps à l'index "conférences", je signalerai les mises en ligne dans la fenêtre des mises à jour du site
 
 
 
BREF COMPTE RENDU
 
Patrick Michel, que nos lecteurs connaissent bien, il nous donne très souvent des nouvelles de première main sur les astéroïdes, a la chance de travailler à l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) sur les hauteurs de Nice, est responsable du groupe planétologie et membre du laboratoire Cassiopée (acronyme approximatif de Laboratoire de Cosmologie, Astrophysique Stellaire & Solaire, de Planétologie et de Mécanique des Fluides)
 
Il a participé très activement à la mission japonaise Haybusa vers l’astéroïde Itokawa dont les principaux événement vous on été contés sur ce site.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUCTION SUR LE SYSTÈME SOLAIRE.
 
Il y a 4,556 milliards d’années, un disque de gaz et de poussières tourne autour d’une étoile naissante, le Soleil.
 
Dans ce disque Jupiter se forme en moins de 10 millions d’années et notre Terre en moins de 100 millions d’années.
 
On passe d’un disque de poussières et de gaz en si peu de temps à l’échelle géologique, à un système planétaire, un challenge pour les astrophysiciens pour trouver les bons modèles et les bonnes explications.
 
Deux groupes de planètes naissent :
·        Les planètes géantes : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, faites de gaz (H,  He) , légères, densité de 0,7 à 2.
·        Les planètes telluriques : Mercure, vénus, Terre, Mars ; faites de roches, plus lourdes, densité 4 à 5,5.
 
Les petits corps du système solaire (astéroïdes, comètes) sont les restes des briques qui ont façonné ces planètes.
 
On les retrouve principalement :
·        dans la ceinture des astéroïdes entre Mars et Jupiter et
·        dans la ceinture de Kuiper au delà de Neptune et
·        dans le nuage de Oort aux ultimes confins du système solaire.
 
 
Les astéroïdes de la ceinture principale dont la taille est supérieure à 1km, représentent une masse totale de approximativement 1/1000ème de la masse de la Terre
 
Mais parmi les astéroïdes, une catégorie revêt une plus grande importance pour nous, ceux qui croisent l’orbite de la Terre :les géocroiseurs (NEA en anglais : Near Earth Asteroids).
 
Il y aurait plus d’un millier de corps de taille supérieure au km.
 
 
LES MISSIONS SPATIALES VERS LES PETITS CORPS.
 
Quelques missions ont déjà été lancées vers les comètes et astéroïdes :
 
Missions cométaires :
·        Giotto vers la comète de Halley en 1986, notre première rencontre avec une comète.
·        Deep Impact en 2005 a impacté la comète Tempel-1, elle rencontre en novembre 2006 Hartley-2.
·        Stardust capture de la poussière de la comète Wild 2 en 2004 et la ramène sur Terre.
·        Rosetta doit se mettre en orbite et lancer un atterrisseur sur la comète Churyumov – Gerasimenko en 2014
 
Mission vers les astéroïdes (hormis les sondes qui en ont photographié en passant) :
·        NEAR se met en orbite autour d’Eros en 2000 et se pose en 2001
·        Hayabusa récolte des échantillons d’Itokawa en 2005 et ramène sa capsule sur Terre.
 
On peut voir sur cette image une vue des différents astéroïdes et comètes déjà visités.
 
 
 
LA MISSION HAYABUSA VERS ITOKAWA.
 
Rappel succinct de la mission :
 
C'est une sonde japonaise dirigée vers un petit astéroïde "japonais" baptisé 25143-Itokawa.
C’est en fait un démonstrateur technologique qui donnera une totale satisfaction.
Cette cible, un NEA (géocroiseur) située actuellement à 300 millions de km de nous, est relativement petite : 500m dans sa plus grande dimension, période de rotation : 12h.
La caractéristique de cette mission est la présence à bord de moteurs ioniques (comme sur Smart 1 et sur Deep Space 1). Après approche de l'astéroïde, il est prévu une méthode originale de retour d'échantillons suite à une série de "Touch and Go" comme on dit en aviation. Elle devrait pour la PREMIÈRE FOIS AU MONDE ramener des échantillons de cet astéroïde
L’atterrissage une fois décidé se passe en larguant un marqueur à basse altitude (100m) Il sert de signal radar pour un atterrissage en CHUTE LIBRE (faible gravité), ceci afin d’éviter une contamination avec les carburants chimiques.
 
 
 
Les instruments à bord sont assez simples.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sonde lancée en Mai 2003, ses 4 propulseurs ioniques mettent près de deux ans pour arriver en vue d’Itokawa.
Mise en orbite finalement autour de ce très petit astéroïde et cartographie complète de la surface.
 
 
Dispositif de récolte d’échantillons, on sait maintenant qu’il n’a pas fonctionné mais que la sonde s’est posée et a remué de la poussière (on espère)
Détermination de la position avec le LASER. On mesure aussi la rugosité du sol. Cela permet de créer un modèle numérique de l’astéroïde.
Carte de la gravité, correspondant à la distribution des masses.
Carte des albédos de l’astéroïde, il serait aux alentours de 0,2.
 
 
 
 
Une fois en orbite, la sonde examine en détail, l’astéroïde, et on remarque tout de suite le peu de cratères.
Néanmoins, l’équipe des scientifiques a comptabilisé quelques dizaines de candidats, on voit quelques uns sur cette photo.
 
Des zones plus sombres semblent indiquer des parties plus anciennes dues à l’érosion du vent solaire (space weathering en anglais).
 
La densité moyenne a été calculée, elle est de 2g/cm3. Relativement basse, donc c’est un corps poreux et peu compact. (rubble pile comme on dit en anglais littéralement tas de gravas).
 
Photo : crédit : JAXA.
 
 
 
On s’interroge beaucoup sur la constitution de ces petits objets (taille inférieure à 50km) ; on pense qu’ils se sont probablement formés par fragmentation d’autres corps. Il sont de multi-génération.
 
 
Lors de ces ré-agrégations, les rochers vont combler les trous dus à d’éventuels cratères ; ce qui expliquerait le peu de cratères sur Itokawa ou que ceux-ci soient pleins.
 
Il semble aussi que les impacts provoquent des vibrations qui font glisser les gravats dans les points bas (fonds des cratères par exemple).
 
Un petit corps vibre plus facilement qu’un gros corps, suite à un impact.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUELQUES DÉTAILS SUR LA MISSION ELLE-MÊME.
 
 
 
La recherche de zones lisses était importante, car nécessaires pour prévoir l’atterrissage.
 
Il y avait en effet une différence notable avec le sol de Eros, Eros était couvert d’une couche de sable fin de plusieurs dizaine de m de profondeur, et les rochers avaient une taille de 1 à 10m.
Alors que la surface d’Itokawa était recouverte de gravier et de cailloux.
Cela a conditionné le choix des sites d’atterrissage.
 
Elle s’est posée dans la « mer » appelée Muses-C Regio.
 
Elle a même rebondi deux fois et est restée pendant 30 minutes à la surface (non prévu) on le constate sur les enregistrements des faisceaux Laser LRF mesurant l’altitude que l’on peut voir sur cette courbe, où l’altitude est en échelle verticale et le temps en horizontal.
C’était la première tentative du 19 Nov que l’on croyait ratée, et qui donna naissance à une deuxième le 25 Nov.
(crédit photo : JAXA)
 
 
 
 
 
 
Cette mission a joué de malchance quand même malgré la réussite qu’on lui connaît.
 
Le lancement a eu lieu lors d’une forte éruption solaire qui a provoqué des perturbations dans la sonde.
·        Un des 4 moteurs ioniques est mort rapidement
·        Une partie des panneaux solaires est endommagée.
·        Une fois en orbite autour d’Itokawa, le robot Minerva qui devait être lancé, l’a été trop tôt et a raté l’astéroïde.
·        Le 19 Nov 2005, on doit se poser, mais en fait on n’en est pas sûr, plus tard on saura que ce fut trop parfait ; et alors que l’on craignait de rebondir trop facilement (gravité extrêmement faible) on reste 30 minutes sur la surface , surface qui est très chaude (plus de 100°C ?). Un panneau solaire s’abîme de nouveau.
·        Comme conséquence de l’atterrissage, les ergols commencent à fuir à cause de la température aussi, la sonde chauffe.
·        Quelques jours plus tard, le 25, on recommence.
·        Bref on repart mais le projectile pour recueillir des échantillons n’a pas été lancé, mais par chance le réceptacle était ouvert, alors peut être que l’on a pu capturer naturellement un peu de poussière.
·        On rate la fenêtre du retour sur Terre, il faut attendre la prochaine fenêtre.
·        Pour la phase retour, tous les moteurs ioniques sont HS à un degré différent chacun.
 
 
 
Là, coup de génie des Japonais ; ils arrivent à bricoler à distance les 4 moteurs HS pour en faire un qui marche et va ramener la sonde sur Terre.
 
Et c’est le glorieux retour sur Terre avec récupération de la capsule dans le désert australien.
 
Au moment de la conférence Patrick Michel ne savait pas encore si le réceptacle contenait ou non de la poussière d’astéroïde ; maintenant on le sait, c’est …….OUI !
 
 
 
 
 
 
 
 
Qui a dit que la chance n’était pas nécessaire en astronautique ?
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN :
 
Tout sur la mission Hayabusa sur votre site préféré.
 
L’atterrissage avec tous ses détails, (le premier) décrit par les scientifiques de la mission.
 
Le deuxième atterrissage par les scientifiques de la mission et la conférence de presse qui a suivi.
 
Beau résumé de la mission ainsi qu’un grand nombre de références sur le site de Wikipeddia.
 
Science Return from Hayabusa  pour l’ International Symposium Marco Polo and other Small Body Sample Return Mission présenté par Makoto Yoshikawa Hayabusa Science Team de la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Excellent à voir absolument.
 
Geology and geomorphology of asteroids: optical instruments and analysis tools par l’équipe de Hayabusa.
 
The Hayabusa Spacecraft Asteroid Multi-Band Imaging Camera, document pdf sur la caméra.
 
Meltwater Processes on Asteroid 25143-Itokawa du Planetary Science Institute.
 
Archives photos JAXA sur la mission
 
Article de nos amis de la Planetary Society sur les échantillons de poussières d’Itokawa.
 
Rosetta, rencontre avec l’astéroïde Lutetia
 
Sur les comètes et astéroïdes, longue présentation de JPM en ppt disponible au téléchargement demande des mots de passe.
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin   commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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