stardust-NExT 15 fev 2011



Mise à jour le 17 Février 2011

"SOIRÉE STARDUST-NExT et COMPTE RENDU DU SURVOL"
ORGANISÉE PAR L’OBSERVATOIRE DE PARIS ET LA SOCIÉTÉ ASTRONOMIQUE DE FRANCE (SAF).
À l’Observatoire de Paris
Le Mardi 15 Février 2011 à 18H30


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.


Dans la nuit de la Saint Valentin (la nuit du 14 au 15 Février 2011), Stardust a survolé Tempel-1 d’une distance de 200km.
On espère notamment voir le cratère créé par l’impacteur de Deep Impact, et les changements survenus en une révolution.
Une étude de la chevelure de la comète est aussi prévue. Stardust se trouvera alors, très loin de la Terre, à plus de 330 millions de km.

À cette occasion l’Observatoire de Paris et la SAF ont convié le public amateur pour montrer les premières images et les commenter avec les spécialistes des comètes, nous aurions dû aussi transmettre en direct la conférence de presse de la NASA en direct du JPL, mais un retard s’est produit aux USA et elle sera transmise seulement beaucoup plus tard.



Nombreux public dans cette (trop petite) salle de l’Atelier.



Accès direct aux différents sujets (clic sur le lien).

· Intervention d’AC Levasseur Regourd
· Intervention de N Biver et F Merlin
· Intervention de M Gounelle
· Le survol de Tempel-1 par Stardust-NexT.




Les spécialistes comètes de la soirée , de gauche à droite :

· Nicolas Biver du LESIA (Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique) Observatoire de Paris
· Frédéric Merlin du LESIA Obs de Paris
· A.C. Levasseur Regourd de l’UPMC Paris 6 et du LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales
· Matthieu Gounelle du laboratoire de minéralogie et cosmochimie du Muséum MNHN

À côté de votre serviteur, JP Martin.






Signalons qu’Olivier Groussin du LAM était dans la salle de contrôle de la mission au JPL à Pasadena et qu’il devait nous appeler après la conférence de presse, mais celle-ci ayant eu lieu plus tard que prévu, il n’a pas eu l’occasion de nous donner ses impressions en direct.

Nous étions un peu inquiets avant la soirée, car la NASA n’avait toujours pas posté sur Internet les meilleures photos de la rencontre, en fait on a pu les télécharger une dizaine de minutes avant le début de la réunion et nous avons eu ainsi l’opportunité de les montrer à tout le monde.



Stardust fait partie des quelques missions vers les comètes dont voici la liste.

Elle est passée dans la chevelure de la comète 81P/Wild-2 en 2004 et elle a pu en recueillir quelques poussières qui ont été récupérées sur terre en 2006 et les échantillons extraits ont été étudiés notamment en France, par un consortium de 7 laboratoires dont celui du MNHN.

Pour plus de détails sur l’aventure Stardust, consulter les archives du site.





Intervention d’Anny Chantal Levasseur Regourd.


Elle nous explique la genèse du projet Stardust-NExT (New Exploration of Tempel1).

Après son succès avec Wild 2, la sonde Stardust, rebaptisée maintenant Stardust-NExT, doit étudier une autre comète, la comète 9P/Tempel 1 qui avait été visitée (et percutée par un impacteur) en 2005 par l'autre fameuse sonde américaine, Deep Impact.
On va pouvoir ainsi,
· Observer les changements sur Tempel 1 depuis la dernière visite, après qu’elle ait fait une révolution complète autour du Soleil
· Si possible découvrir de nouvelles régions non imagées par D.I.
· Et surtout, détecter le cratère produit par l’impacteur de Deep Impact.

Ce sera la première fois que l'on visite une comète pour la deuxième fois.

Ce genre d’opération n’est pas nouveau : la sonde Deep Impact avait été rebaptisée EPOXI, pour visiter en novembre dernier la comète 103P/Hartley-2.





Elle nous présente notamment une vue intéressante de l’époque Deep Impact, où l’on voit l’évaporation de surface lorsque le noyau se tourne vers le Soleil.

Sur cette image composée, le noyau de Tempel 1 effectue sa rotation du bas de l’image vers le haut. On voit la face exposée au Soleil.

On remarque, que lorsqu’on passe le limbe, l’évaporation se remarque par effet contre-jour, il y a même présence de jets, identifiés par les lettres a,b,c,d.

Dans la photo inférieure, les zones couvertes de glace sont marquées en bleu.


CREDIT: NASA/UM/UAF/Don Hampton and Tony Farnham









AC Levasseur Regourd nous présente ensuite les différents terrains de la comète.
Ils sont très variés, comme on voit sur la photo de droite, il y a même des zones lisses peu cratérisées (en jaune), en bleu, il y aurait même comme une surépaisseur de 50m, les régions vertes sont très irrégulières. (Photos NASA/JPL/Caltech)




On apprend aussi que la densité de Tempel 1 a pu être évaluée après l’élaboration de nombreux modèles et basée sur les données de l’impact.

Le chiffre donné : densité : 0,35 +/- 0,25 ce qui est contrairement à ce que l’on pourrait penser, une bonne marge d’erreur.
On a aussi évalué la porosité : 80%, presque une éponge !


La mission étendue : Stardust-NExT.

La sonde après plusieurs orbites autour du Soleil, procède à quelques corrections mineures, qui consomment une grande partie du peu d’ergols qui lui restait. Le rendez-vous avec Tempel 1 devrait se produire à grande distance de la Terre, à plus de 330 millions de km.

La distance de survol la plus proche de la surface est un compromis, en effet si trop proche, le champ de la caméra ne couvrira pas toute la surface et le passage sera très rapide, et si trop loin pas assez de détails ; on a choisi 200km.

En fait, le survol réel est mieux que ces 200km ; puisque la distance minimum à la comète est de 181km, on vient de l’apprendre, il s’est produit ce 15 Février à 8H39 heure de Paris.

Les premières images mettront plus de temps que prévu à venir, à cause …………du mauvais temps à Madrid, là où se trouve l’antenne du réseau DSN (Deep Space Network) de la NASA en vue de la sonde.



Les premières images arrivent enfin, la mémoire de la sonde permettait la prise de 72 images, ce qui fut fait, et on sut très tôt qu’elles étaient toutes bien centrées sur leur cible.

La NASA avait d’abord prévu de retransmettre les photos du survol le plus proche afin de les diffuser plus rapidement, mais cela n’a pas marché, on les a reçues dans l’ordre, c’est pour cette raison qu’il a fallu attendre les photos les plus intéressantes.

Nous visionnons avec plaisir les images les plus intéressantes. Elles sont plus bas dans le texte.

Voir cette photo de la localisation de l’impact.









Intervention de Nicolas Biver et Frédéric Merlin.


Nicolas et Frédéric nous montrent une animation qu’ils viennent de préparer des différentes images du survol, bien entendu, je ne peux pas les inclure dans ce rapport, mais vous trouverez quelque chose d’analogue sur le Net chez nos amis de la Planetary Society, c’est Emily Lakdawalla qui l’a mis au point.

Ils nous rappellent l’aventure Deep Impact vers cette comète.
24 heures avant la rencontre avec Tempel 1, il se sépare et se dirige vers elle (à 10km/s) avec une énergie cinétique calculée équivalente à près de 5T de TNT.
Son corps en Cu et Al de 370kg est chargé de creuser un trou d'approximativement 20m de profondeur et 100m de diamètre.
Impact à 10km/S suivant un angle d'incidence de 34°. Pénétration en 0,2 sec, signifie matériau assez poreux.
Nuage long à se dissiper et très opaque; le nuage a mis longtemps à se dissiper, au moins une heure; majorité de poussières fines.
C'est l'élargissement du cône de retombée de la poussière qui donne des informations sur la force de gravité de la comète et permet de connaître sa densité.





Que peut-on dire de cette approche du noyau de cette comète :
Diversité de terrains , cratères d'impact de toutes tailles.
Les deux cratères de la photo font 300m de diamètre.
Il y a des failles et des zones très lisses et des points brillants (d'albédo 10%).
Taille : 4,9 x 7,6 km masse : 7 10¹³ kg densité : 0,35 +/-0,25
Température de surface : 260 à 329 K; la température est proportionnelle à l'ensoleillement, l'inertie thermique est donc très faible. La chaleur pénètre à moins de 7 cm de profondeur. La surface est de la glace d'eau mélangée avec de la poussière.
Le noyau est très sombre comme tous les noyaux étudiés jusqu'à présent.

Photo : noyau de Tempel 1 vu par Deep Impact (à gauche) et Stardust-NExT




Après son survol de Tempel 1, on lui assigne une nouvelle cible : la comète 103 P/ Hartley 2 (période 6 ans et demi) qu'elle va survoler le 4 Novembre 2010.
La sonde en profite pour être baptisée d'un nouveau nom : Epoxi qui est la contraction de deux de ses principales missions : Extrasolar Planet Observation and Characterization (EPOCh) et Deep Impact Extended Investigation (DIXI).
Ce noyau de comète est très petit: 2,2km dans sa plus grande dimension.
comète périodique (comme son P l’indique) de 6 ans.
Périhélie 1UA et aphélie : 6UA.
Le survol s’est effectué au plus près à 700km du noyau et à la vitesse de plus de 12 km/s, tous les instruments (2 caméras et un détecteur IR) ont parfaitement fonctionné.

On a détecté une tempête de neige de glace d’eau, due à l’évaporation de CO2 s’échappant de l’extrémité du noyau de la comète et occupant quelques dizaines de km autour du noyau (petit : 2km) de la comète.
Les «flocons » sont gros comme des balles de golf ou même plus gros d’après les mesures.
La sonde a d’ailleurs été heurtée 9 fois par ces boules de neige sans subir de dommage notable.
C’est la première fois que sont vus des morceaux de glace individuels dans la queue d’une comète.

Tout sur l’aventure Deep Impact sur votre site préféré.






Intervention de Matthieu Gounelle.


Matthieu Gounelle exerce au laboratoire de Minéralogie et de Cosmochimie du Muséum National d’Histoire Naturelle.

Il a participé activement à la mission Stardust en étudiant certains échantillons ramenés par la sonde.

Il nous parle d’abord des diverses sortes de météorites et de micrométéorites.
(Il va souvent en Antarctique pour en récolter !).

Si les météorites sont de la taille du cm et au delà, les micrométéorites sont, elles, comprises entre 1 et 500 microns.







Il existe différentes sortes de météorites, notamment :
· Les chondrites, les plus primitives
· Les Pallasites, les plus rares, elle sont différentiées
· Les achondrites.
· Les ferreuses, métalliques

Les chondrites contiennent des chondres (ou chondrules); ce sont des petites sphérules silicatées, des petites bulles qui ont cristallisé sous forme de sphères en apesanteur.
Dans ces chondrites, il y a aussi des inclusions (les CAI : Calcium Aluminium Inclusions)

La plupart des météorites proviennent des astéroïdes, il est pensable que certaines proviennent de comètes ; comme par exemple la météorite d’Orgueil. Longue discussion à ce sujet.

Les comètes seraient des objets plus anciens que les astéroïdes, elles se seraient formées plus loin dans le système solaire.

De toutes façons comme le dit M Gounelle, il existe une certaine continuité (un continuum) entre astéroïdes et comètes, dans certains cas, la différence n’est pas si facile à faire.


POUR ALLER PLUS LOIN SUR CE SUJET CONTINUUM COMÈTES ASTÉROÏDES :

Contamination of the asteroid belt by primordial trans-Neptunian objects par notamment M Gounelle, H Levison , A Morbidelli et al.

Elemental Compositions of Comet 81P/Wild 2 Samples Collected by Stardust, nombreux articles sur ce sujet auxquels M Gounelle a participé, résumés et figures accessibles.

Primitive Asteroids In Main Asteroid Belt May Have Formed Far From The Sun article de Science Daily.

Des poussières extra terrestres en Antarctique : CR conf SAF de J Duprat du 17 Février 2010

The origin of chondrules and refractory inclusions in chondritic meteorites par M Gounelle




La mission Stardust originale.



L’objectif principal était de récupérer de la poussière cométaire dans un réceptacle à bord de la sonde et que celui-ci retourne sur Terre, puis de la comparer avec les météorites et avec la matière interstellaire.

La comète cible était Wild 2, comète périodique de la famille de Jupiter, de période un peu plus de 6 ans.
La capture eu lieu le 2 Janvier 2004.
Mission parfaitement accomplie, le réceptacle est récupéré sans dommage dans le désert de l’Utah le 15 Janvier 2006.






Une nouvelle technique de capture des poussières a été élaborée, elles sont capturées dans un produit appelé aérogel.

L’aérogel est un matériau transparent, de très faible densité, dans lequel le grain incident est ralenti puis arrêté après un trajet plus ou moins long; il a été mis au point par Peter Tsou du JPL.

C’est de la mousse de silice contenant 99,8% de vide !
Il y a deux faces au collecteur qui sont collées dos à dos, un côté pour les grains interstellaires de 1cm d'aérogel et celui pour grains cométaires de 3cm d'épaisseur.
Il y a 130 cellules de 4*2 cm2, soit environ 1000 cm2 d’aérogel.
Les armatures en Alu sont aussi des collecteurs, les particules y créent des cratères d'impact qui donnent des informations même si la particule s'évapore complètement.






Quelques jours après la récupération, le réceptacle est analysé au Johnson Space Center :

Victoire : il y a plus de 1000 grains de taille supérieure à 5 microns, totalisant 100 micro gramme !!

On voit sur cette photo, un exemple des poussières prises dans l’aérogel.


Signalons que des poussières ont été distribuées aux labos de recherche concernés dans le monde, le MNHN, pour sa part en a reçu, nous dit Matthieu Gounelle approximativement …..quelques picogrammes !!


Que nous apprennent les études de ces poussières :

Composition : olivine, pyroxène, sulfite, métaux, similaire aux météorites primitives, ce fut une surprise.
Des inclusions riches en Calcium (CaI).
Des chondrules
Similarités avec des chondrites carbonées et avec des micrométéorites de l’Antarctique.


De toutes façons, il faudrait pouvoir étudier des poussières d’une autre comète, afin d’avoir plus d’informations ; en effet il ne faut pas oublier que toutes les comètes ne se ressemblent pas, et que nous n’en avons visité qu’une du point de vue poussières.

Cela nous permettrait de répondre à certaines questions, comme :

· Est-ce que des astéroïdes pourraient ressembler à des comètes ?
· Dans la très faible quantité de Wild-2, nous n’avons pas trouvé de matière organique, est-ce le cas général ?
· Ce que l’on a recueilli provient de la surface, et comment est l’intérieur ?
· Confirmer le rapport D/H mesuré, qui indiquerait une variation avec le D/H terrestre, l’eau sur Terre ne viendrait pas en grande partie des comètes.



POUR ALLER PLUS LOIN SUR LA MISSION ORIGINALE STARDUST.


Résultats détaillés ici.

La mission Stardust : CR de la conférence de J Borg à la SAF le 14 Juin 2008

Tout sur l’aérogel.





LE SURVOL DE TEMPEL-1 PAR STARDUST-NExT.


Si une grande partie des images ont pu être visualisées pendant la soirée, les commentaires et images un peu plus élaborées, ont été montrés durant la conférence de presse de la NASA, qui avait lieu à 22H , heure de Paris. J’ai pu la suivre sur Nasa-TV, voici ce que j’en ai retenu.

Une phrase résume, le résultat de la mission, c’est Joe Veverka, le PI de la mission, qui interpelle les journalistes, en disant: si vous me demandez si la mission est réussie à 100%, je vous dirais non ! La mission est réussie à 1000% !!

Voici quelques photos présentées.

Le cratère provoqué par l’impacteur de Deep Impact.

On a en effet pu mettre en évidence le cratère créé par l’impact de 2005.


On voit sur cette paire de photos, la comparaison de la zone d’impact avant et après l’impact.

On remarque clairement, une dépression en forme de cratère à l’endroit où s’est produit l’impact.

Ce cratère est estimé à 150m de diamètre, il semble aussi y avoir un pic central plus clair en son milieu.


Crédit image : NASA/JPL-Caltech/University of Maryland/Cornell




Des changements à la surface de Tempel-1.



On remarque sur cette image les changements à la surface de la comète, pendant une révolution autour du Soleil.

Le terrain lisse dans le rectangle de la vue de guche, se situe à une hauteur un peu plus élevé qu’aux alentours. (comme une « Mesa » dans le Sud Est des USA)

Les scientifiques pensent que les « falaises » délimitant ce terrain et marquées par les lignes jaunes, ont été érodées.

Elles auraient reculées de 20 à 30m en certains endroits.

De même, le rectangle jaune, semble indiquer la création d’une dépression que l’on ne voyait pas en 2005 ; dépression qui serait causée par les substances volatiles s’échappant de la comète par sublimation.




De nouveaux territoires découverts sur Tempel-1.




En quittant Tempel-1, la sonde a photographié de nouvelles parties de la comète, en effet Deep Impact n’en avait vu qu’un morceau.

Chronologiquement : du haut à gauche vers le bas à droite. (de a à d)

Les nouvelles parties non imagées précédemment, commencent à la vue supérieure droite (b), dans sa partie gauche. La comète tourne dans le sens gauche vers droite.
L’image supérieure droite (b) et inférieure gauche (c) correspondent au survol au plus près (approx 185km).

J’ai marqué par une x rouge le lieu de l’impact.



L’image a a été prise de 244km d’altitude, 15 secondes avant le passage au plus près.
L’image d a été prise de 245km d’altitude, 15 seconde après le passage au plus près.



Encore une photo de ces nouveaux territoires:





On remarque sur cette photo, différents terrains en terrasse avec des bandes sombres en pente les séparant.

La plus large de ces pentes fait 2km.

La zone en terrasse la plus large contient deux petites formes circulaires de 150m de diamètre.

Cette partie a été agrandie dans le coin inférieur droit.









Des informations sur la composition de Tempel-1 vont aussi pouvoir être fournies quand la sonde a traversé la coma et a pu ainsi étudier la chevelure.
Ce passage a été « enregistré » par le Dust Flux Monitor, on entend le bruit des particules frappant Stardust. (une partie de l’enregistrement seulement)

Ce sont des débris de glace et de poussières qui frappent ainsi la sonde.

On a dénombré plus de 5000 impacts durant le passage qui a duré 11 minutes.


La conférence de presse.


Les participants à cette conférence de presse (qui a été retardée à cause de l’arrivée lente des images), de gauche à droite :

· Ed Weiler administrateur associé de la NASA
· Tim Larson project manager de la mission stardust-NExT du JPL
· Joe Veverka, responsable principal (PI) de la mission, de l’Université Cornell
· Don Brownlee PI de la mission originale Stardust de l’Université de Washington à Seattle
· Pete Schultz co-investigateur de la mission de l’Université Brown de Rhode Island.





Extrait de la conférence de presse avec montage des images du survol (2 minutes).
La conférence de presse complète du 15 Février 2011 au JPL est disponible aussi sur ce site de la NASA.







POUR ALLER PLUS LOIN.

Le site de la mission Stardust-NExT au JPL.

Et dans les dernières nouvelles du JPL.

La vidéo explicative de la mission.

Toutes les photos transmises par la sonde (61) sans commentaires et ici avec commentaires.

La mission stardust-NExT à la NASA.

Nos amis de Universetoday sur le sujet. Et aussi cette page.

Galerie d’images de Tempel 1 par Deep Impact.

Consulter aussi le blog de la Planetary Society sur ce survol, il y en a plusieurs :
http://www.planetary.org/blog/article/00002916/
http://www.planetary.org/blog/article/00002917/
http://www.planetary.org/blog/article/00002918/
http://www.planetary.org/blog/article/00002920/




Bon ciel à tous


Jean Pierre Martin membre de la commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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