http://www.planetastronomy.com/special/2015-special/20sep/clip_image002.jpg             

                  

LA SONDE NEW HORIZONS DANS
LE MONDE DE PLUTON

À LA CITÉ DES SCIENCES LE 15 JUILLET 2015.

 

La Cité des Sciences et de l’Industrie de Paris nous a encore une fois accueillis pour un évènement extraordinaire : la visite par un objet fabriqué par l’Homme des confins du système solaire, l’environnement de Pluton et des objets de la ceinture de Kuiper.

 

Un grand merci à Alan Stern le responsable de la mission pour son aide.

 

 

 

 

En voici un compte rendu succinct :

Tout d’abord nos invités :

 

Jean-Loup Bertaux,  astronome, spécialiste du milieu interstellaire, des vents solaires et des atmosphères planétaires, Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales  (LATMOS), médaille Huygens en février 2010 ;

François Forget, planétologue, directeur de recherche au CNRS, Institut Pierre Simon Laplace, Paris ;

Emmanuel Lellouch, astronome de l’Observatoire de Paris, Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA) ;

Daniel Mege, Laboratoire de planétologie et géodynamique de Nantes (LPG) - UMR-CNRS 6112  et  Centre de recherches spatiales, Académie des sciences de Pologne ;

Francis Rocard, responsable du programme d’exploration du Système solaire au Centre national d’études spatiales (CNES) ;

Bernard Schmitt, directeur de recherche au CNRS, Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG).

 

Et en duplex et en direct de la NASA (USA, Maryland) :

Frédéric Castel, journaliste.

 

 

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement .

 

 

 

PLAN des sections avec accès rapide en cliquant dessus :

 

·         Accueil du public

·         Les dernières images et informations sur Pluton

·         Introduction : Ce que l’on sait de Pluton avant NH

·         Pluton la vraie fausse planète par JP Martin

·         La sonde New Horizons et son histoire par O de Goursac.

·         Liaison avec le JHUAPL au Maryland avec Frédéric Castel.

·         Les KBO et la formation dynamique du système solaire par F Rocard

·         Composition de Pluton et de ses satellites par B Schmitt.

·         Le panel des scientifiques sur scène.

·         L’atmosphère de Pluton par F Forget.

·         À quoi Pluton ressemble ..ou pas par Daniel Mege.

·         LES PREMIÈRES IMAGES DU MONDE DE PLUTON PENDANT LA CONFÉRENCE DE PRESSE DE LA NASA.

·         Les caméras de NH, vision d’un nouveau monde (annulée à cause du manque de temps).

·         Dawn Vesta et Cérès. (annulée à cause du manque de temps).

·         À la découverte d’un nouveau monde : les 50 ans du survol de Mars par Mariner 4. (annulée à cause du manque de temps).

 

 

 

ACCUEIL DU PUBLIC ET DES INVITÉS.

 

 

La SAF était bien présente avec des numéros de son magazine, l’Astronomie

Une longue queue s’est formée, on voit sur la partie droite de limage : Bénédicte Leclerc d’Universcience, Gilles Dawidowicz notre chef d’orchestre, et Sabine Hug d’Universcience.

 

 

Immense succès, l’Auditorium est plein (400 personnes) plus une salle attenante de 100 personnes.

 

 

 

 

 

 

 

Les organisateurs de cette soirée :

 

De gauche à droite :

Olivier de Goursac, spécialiste de l’imagerie spatiale, membre de Planetary Society ;

 

Gilles Dawidowicz, planétologue et maître de cérémonie

 

Jean Pierre Martin, physicien, votre serviteur.

 

Les personnes citées sont membres de la SAF (Société Astronomique de France)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un énorme merci à Bénédicte Leclercq d’Universcience (elle est  responsable des conférences à la Cité des sciences et de l’industrie et au Palais de la découverte) aux commandes des manettes pour diriger le conducteur de la soirée.

 

Merci aussi aux 5 personnes en régie, sans eux rien n’aurait été possible.  

 

 

 

 

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

LES DERNIÈRES IMAGES DE PLUTON AVANT LA CONFÉRENCE DE PRESSE DE LA NASA.

 

 

Gilles nous informe que les premières images ne seront diffusées que la conférence de presse de la NASA que nous suivront en direct à 21H00.

 

En attendant on peut voir les images diffusées avant le survol.

 

 

Le succès du survol est confirmé par la NASA, la sonde mettra 16 mois à nous envoyer toutes ses données !!!

 

 

 

 

 

 

 

 

Pluton le 13 Juillet alors qu’elle est à seulement 768.000km de Pluton (moins de deux fois la distance de la Terre à la Lune).

 

Photo prise par la caméra LORRI.

 

On reconnait le phénomène géologique baptisé « le cœur » de couleur plus claire que le reste de dimension approx. 1600km de large.

 

On distingue aussi de nombreux cratères d’impact.

 

 

 

Crédit NASA/JHUAPL/SWRI

 

 

 

 

 

Une vue en fausses couleurs du couple Pluton-Charon prise par RALPH le 13 Juillet 2015.

 

Les couleurs sont exagérées pour rendre compte des différences de terrain.

On remarque que la région du « cœur » comprend des niveaux de couleurs différents. La tache marron sur Charon au pôle serait due à de la matière organique (les fameux Tholins).

 

Crédit NASA/JHUAPL/SWRI

 

 

 

 

Simulation vidéo de la rencontre.

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

INTRODUCTION : CE QUE L’ON SAIT DE PLUTON AVANT NEW HORIZONS.

 

 

LA DÉCOUVERTE DE PLUTON.

Après Le Verrier et la découverte de Neptune, on pensait avoir atteint la limite du système solaire.

Erreur, c’est Clyde Tombaugh, un agriculteur passionné par les étoiles qui va encore augmenter la taille du système solaire.

Il est embauché à l’Observatoire Lowell (Flagstaff Arizona) pour effectuer un travail ingrat: visionner au comparateur les plaques photo qu'il a faites les nuits précédentes, et devant permettre la découverte d’une éventuelle  planète X  que tout le monde cherche.

 

C'est la chance qui sourit aux nouveaux, un an après il découvre un soir de fin Février 1930, un petit point qui s'est déplacé sur des plaques de Janvier : ce sera Pluton, nom donné après un concours lancé auprès du public, il fait l’unanimité car en plus il commence par PL, les initiales de Percival Lowell, l’infatigable chercheur des canaux martiens et de la fameuse planète X.

 

Son diamètre est évalué à 2300km densité évaluée à 2 approx

Orbite très excentrique, incliné sur l’écliptique  39UA    248 ans.

Puis on arrive à la controverse : Pluton ne possède plus le rang de planète (voir ci-après)

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

 

PLUTON LA VRAIE FAUSSE PLANÈTE PAR JEAN PIERRE MARTIN, PHYSICIEN, SAF.

 

Que sait-on de Pluton? Peu de choses, elle est tellement loin!

 

 

Près de 250 ans de période orbitale! Depuis sa découverte elle n’a parcouru qu’à peine un tiers de son orbite.

 

C'est une mini planète, un cinquième de la Terre, qui ne fait que 2400km de diamètre et est située en moyenne aux alentours de 40UA (40 fois la distance de la Terre au Soleil, 4 fois plus loin que Saturne).

 

 

 

 

 

 

 

 

Son plan d'orbite est le plus incliné de toutes les planètes: 17° et son orbite s'effectue en exactement 248 ans, elle a atteint son périhélie (point le plus près du Soleil) en 1989 et s'éloigne maintenant de celui-ci.

Sa distance actuelle au Soleil : près de 6 milliards de km

Il est à remarquer que de 1979 à 1999, son orbite se situait à l'intérieur de celle de Neptune. Pluton est en résonance 3:2 avec la planète Neptune ce qui lui permet de traverser son orbite de temps en temps sans jamais pouvoir la rencontrer.

 

 

En 1978 on lui a découvert un compagnon deux fois plus petit : Charon (le passeur des enfers!) et cet ensemble forme un système parfait de planète double.

 

 

 

 

Ils tournent l'un autour de l'autre en 6,4 jours terrestres et sont synchronisés.

Il est à remarquer que le centre de masse se trouve à l’extérieur des deux corps ce qui à priori est l’unique cas dans le système solaire.

 

Hubble découvre d’autres (petits) satellites, on en est à 5 !

 

 

 

LES PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DE PLUTON (AVANT NH)

 

Pluton est un corps très contrasté au point de vue luminosité, certains endroits sont noirs comme du charbon et d'autres brillants comme de la glace. Son albédo moyen est de 55% et sa couleur apparaît rougeâtre. Sa densité : 2.

Pluton est composé principalement de roches et de glace.

 

Une atmosphère a été découverte sur Pluton par des méthodes d'occultations stellaires, elle est à dominante d'azote.

Son atmosphère (très très ténue) a la particularité de s'échapper en "été" (période "relativement" chaude), en effet la faible gravité de Pluton ne peut pas la retenir. Par contre en période froide (qui commence actuellement) cette atmosphère a tendance à geler (se condenser).

Ce n'est ni une planète terrestre ni une géante gazeuse, on a du mal à la classer, les américains la nomme naine de glace (ice dwarf), faisant partie de la famille des objets de Kuiper.

En effet, Pluton et Charon se trouvent dans la fameuse 3ème zone du système solaire: la ceinture de Kuiper.

C'est une zone annulaire du système solaire située au delà de la planète Neptune (et donc qui englobe Pluton), où se trouvent rassemblés des petits corps rocheux, restes de la formation du système solaire.

Elle s'étend d’approximativement 30 UA à 100 UA.

Ses "habitants" s'appellent les objets de la ceinture de Kuiper, en anglais, Kuiper Belt Objects ou KBO.

C'est Gérard Kuiper, un astronome américain d'origine hollandaise qui a défini ce concept dans les années 1950

NH emporte les cendres du découvreur de Pluton : Clyde Tombaugh décédé en 1997 après une très longue vie d’astronome.

 

Cet objet situé très loin du Soleil (entre 30 et 50 UA) est très faiblement chauffé par celui-ci et dépend de la saison, en effet l'orbite est grandement excentrique. Pluton a été récemment (fin du siècle dernier) au plus près et commence à quitter la saison "chaude" si j'ose dire, et son atmosphère très ténue devrait commencer à se condenser.

C'est pour cette raison qu'il ne fallait plus trop attendre avec la mission New Horizons.

 

Quant à Charon son plus gros satellite (on vient d'en trouver d’autres tout petits) il fait la moitié de Pluton en diamètre, phénomène exceptionnel dans le système solaire. Ceci semble prouver que Charon est né de la cuisse de Pluton comme notre Lune est née de la Terre, suite à un grand impact.

Pluton possède aussi d’autres petits satellites (on en a découvert 4 depuis la Terre) et probablement NH en découvrira d’autres.

Les scientifiques sont surpris de la complexité du système satellitaire d’un tel petit objet, ils pensent que tous ces satellites sont des restes d’une collision ancienne de Pluton avec un autre objet de la ceinture de Kuiper.

 

On a trouvé récemment que Pluton était plus froide qu'attendu et plus froide que Charon.

Quelques bizarreries : L’atmosphère est « beaucoup » plus chaude (-170°C) que le sol, plus chaude de 40K.

Le sol étant à approx. -220°C (~50K) Probablement dû au CH4 de l’atmosphère. Cycle saisonnier très marqué.

 

Ceci semble correspondre au modèle actuel de la planète Pluton : un équilibre entre la glace d'azote de surface et sa très fine atmosphère d'azote (pression de l'ordre de 0,3 10-5 bar; 100.000 fois moins que sur Terre, mais elle existe).

Les scientifiques ont trouvé une grande quantité de méthane dans l'atmosphère, ce qui était une surprise.

Ces propriétés étranges de l'atmosphère plutonienne est peut être due à la présence de zones de méthane pur ou une couche de glace de méthane sur le sol de la planète.

 

Les meilleures vues de Pluton commencent à être fournies par la sonde

 

Pluton imagée le 12 Juillet 2015 alors que NH est à moins de 2,5 millions de km de son but. C’est la face que l’on ne verra pas en grande partie lors du passage de NH.

Charon imagée pour la première fois le même jour. On remarque au moins deux cratères.

Crédit des 2 : NASA/JHUAPL/SWRI

 

 

 

New Horizons devrait nous en apprendre beaucoup plus dans les jours qui viennent.

 

 

UN LONG VOYAGE.

 

Le chemin étant long vers Pluton, le lancement requiert une puissante fusée (Atlas V) qui propulse la sonde à la vitesse pharamineuse de plus de 16km/s

 

Mais cela ne suffira pas, un petit coup de main de Jupiter sera nécessaire, une assistance gravitationnelle (3 à 4 fois plus près que Cassini car il faut aller plus loin) cet effet de fronde la pousse à 23km/s raccourcissant ainsi le voyage de 5 ans.

 

Illustration du phénomène :

·         La sonde est attirée par le puits de potentiel due à la gravité de la planète (ici Jupiter) et gagne ainsi de l’énergie cinétique (de la vitesse).

·         Bien entendu on choisit une trajectoire qui ne va pas collisionner la planète.

·         En passant relativement près de la planète on lui « vole » un peu de son énergie cinétique et on reçoit ainsi un coup de pied puissant pour accélérer la sonde et la mettre dans la bonne direction

·         La sonde gagne beaucoup d’énergie de la planète, qui elle en perd (un tout petit) peu

·         On a gagné en vitesse et on changé de direction !

 

 

 

 

 

Mais, pourquoi aller si vite ?

On veut arriver avant son entrée en période hivernale prolongée, c’est-à-dire avant que le peu d’atmosphère ne se condense au sol.

New Horizons va "prendre" 1/1025 de l'énergie angulaire de Jupiter, cela paraît ridicule mais c'est dans le rapport des masses, et c'est énorme pour une petite sonde toute légère (500kg).

C’est le vaisseau spatial le plus rapide jamais lancé.

Il passe Mars en 2 mois et demi (au lieu de 7 ou 8 mois) et Jupiter en 13 mois alors qu’il avait fallu 6 ans à Galileo.

 

 

 

 

L’ENVIRONNEMENT DE PLUTON : LA CEINTURE DE KUIPER.

 

Attention : échelle log des distances !! L’attraction du Soleil est puissante, elle joue jusqu’à un tiers de la distance à la
prochaine étoile (Proxima du Centaure) située à 4,2 années lumière (approx 300.000UA)

 

Pluton et Charon se trouvent dans la ceinture de Kuiper.

Zone annulaire du système solaire située au delà de la planète Neptune qui rassemblent des petits corps rocheux, restes de la formation du système solaire. Elle s'étend d’approximativement 30 à 100 UA.

Ses "habitants" s'appellent les objets de la ceinture de Kuiper, en anglais, Kuiper Belt Objects ou KBO.

C'est Gerard Kuiper, un astronome américain d'origine hollandaise qui a défini ce concept de cette ceinture de petits corps rocheux et glacés dans les années 1950. Elle va être fatale à Pluton !

Cet ensemble est aussi un réservoir de comètes à courte période (<200 ans)

 

On pense que cette zone était beaucoup plus près du centre du système solaire dans le passé

Certains de ces objets ont été repoussés vers le fin fond du SS (Nuage d’Oort) ou sont devenus des objets à grande excentricité et obliquité. Les autres, ceux qui sont restés ont été repoussés vers la zone actuelle.

On estime le nombre de ces objets de diamètre inférieur à 100km à 40.000 entre 30 et 50 UA.

Et pour des objets plus petits, ce nombre devient de l'ordre du milliard et pour une masse globale de 0,1 MT.

 

 

POURQUOI PLUTON N’EST PLUS UNE VRAIE PLANÈTE ?

 

On découvre de plus en plus d’objets de grande taille dans la ceinture de Kuiper.

 

Comme Éris (dont on voit l’orbite en rouge) qui a d’ailleurs déclenché le déclassement de Pluton car elle est à priori plus grosse ou de la même taille que Pluton, plus massive et plus loin qu’elle!

 

Puis on en découvre bien d’autres…

Le sort en est jeté pour Pluton…

 

 

 

 

 

 

Mais, comment tout cela a commencé ?

 

La présence de Pluton, découvert par Clyde Tombaugh en 1930 ne suffisait pas à expliquer les perturbations d’Uranus et de Neptune.

De courageux astronomes (Dave Jewitt Hawaï) cherchent pendant 5 ans d’autres objets voisins de Pluton

Finalement il trouve le 1er KBO : 1992 QB1, c’est une révolution

Puis Mike Brown du CalTech découvre 2003 UB313 que l’on appellera Eris, il est plus gros que Pluton et 3 fois plus loin.  Inclinaison 45° sur l’écliptique !

 

Est-ce la fin de Pluton planète? L’UAI doit trancher

 

La révolution de Prague en 2006. C’est en effet lors de cette réunion de l’UAI que le sort de Pluton a été scellé! Pourquoi?

Les télescopes modernes devenant de plus en plus performants, on se met à découvrir des « corps » de la taille de Pluton ou plus gros même et situés plus loin. Et on en découvre de plus en plus.

C’est le cas de Éris (ou 2003 UB313 ou 136199) par exemple sur une orbite 97 / 37 UA (560 ans de période !) et probablement 1/3 plus massif que Pluton. C'est l'objet le plus distant du système solaire à ce jour.

Bien plus loin que Pluton. Embêtant!

Cela voudrait dire que le nombre de planètes de notre système solaire serait indéfini.

Pas satisfaisant pour l’esprit pour les astronomes.

Les quelques milliers de membres de l'UAI présents à Prague, après des débats tumultueux, ont voté en majorité, contre l'extension indéfinie du système solaire.

 

Sur la photo (crédit IAU) : Le groupe de sages : de gauche à droite et de haut en bas :

 

http://www.planetastronomy.com/astronews/astrn-2006/astronews-net-24aout06_fichiers/image001.jpgProfesseur André Brahic, célèbre astrophysicien bien connu de nous tous, prof à Paris VII  CEA.(qui vient de recevoir ce jour la Légion d’Honneur, toutes nos félicitations)

Dr I. Williams de la Queen Mary Univ. de Londres expert en dynamique du système solaire.

Dr Junichi Watanabe directeur de la division grand public au NAOJ, astronome du système solaire bien connu au Japon.

Dr Richard Binzel, professeur au célèbre MIT présent ce soir.

Dr Catherine Cesarsky directeur général de l'ESO et présidente élue de l'IAU.

Dava Sobel auteur à succès de livres à base scientifique comme. Représente en fait le grand public dans ce groupe.

Dr Owen Gingerich Professeur émérite d'astronomie et d'histoire des sciences au Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

 

 

 

On a alors défini une nouvelle catégorie d’objets : les planètes naines (dwarf planets) dont Pluton serait le représentant le plus important, Cérès et Eris en font aussi partie. On a donc revu les définitions des différents corps :

 

1) Une planète est un objet céleste qui doit satisfaire les critères suivants :

a)     L'objet doit être en orbite autour du Soleil.

b)    L'objet doit être suffisamment massif pour que sa propre gravité lui donne une forme presque sphérique. (Généralement objets > 800 km de diamètre)

c)     L'objet a "nettoyé" l'espace autour de lui (dû à sa forte gravité).

2) Une planète naine (dwarf planet) est un objet céleste qui doit satisfaire les critères suivants :

a)     L'objet doit être en orbite autour du Soleil.

b)    L'objet doit être suffisamment massif pour que sa propre gravité lui donne une forme presque sphérique. (Généralement objets > 800 km de diamètre)

c)     L'objet n'a pas "nettoyé" l'espace autour de lui.

d)     N'est pas un satellite.

3) Tous les autres objets exceptés les satellites orbitant le Soleil seront appelés petits corps (small solar system bodies ou minor planets) du système solaire.  Comme les astéroïdes ou les comètes.

 

 

 

On découvre de plus en plus de planètes naines loin dans le SS.

 

Remarquez les différentes inclinaisons, la plupart ne sont pas dans l’écliptique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Évidemment nos amis Américains ont été choqués par ce déclassement et ils se battent pour redonner le titre de planète à la seule planète découverte par un de leur compatriote.

 

À Pluton avec nos excuses…. !!

 

 

 

 

 

NEW HORIZONS DANS UN MONDE DE KBO

 

Il serait dommage que NH équipée de puissants instruments et qui a couté plus de 700 millions $, ne serve plus à rien après avoir Pluton. Il vint donc une idée à la NASA, de trouver d’autres cibles, si possible, grosses, à visiter.

 

Il fallait donc se mettre en chasse de cibles potentielles.

Après la visite de Pluton, la NASA va rediriger la sonde vers un KBO (après une longue recherche : l’espace est vide !!!)

 

Parmi ceux-ci, deux tiennent la corde, ils s’appellent 2014 MT69 et 2014 MT70. Le premier est un corps de 60km situé à plus de 44UA atteignable début 2019, l’autre est un peu plus grand (75km) mais réclamerait un plus grand Delta-V pour être atteint (plus de carburant) 3 mois plus tard. Il faudra choisir, on ne pourra pas visiter les deux. Un compromis entre la consommation de carburant et la taille de l’objet devra être fait.

Dans tous les cas la manœuvre devrait être pratiquée cette année, probablement en Octobre.

 

Ces objets sont intéressants car contrairement aux astéroïdes, ils n’ont pas été chauffés par le Soleil, comme mis au congélateur, ils sont dans leur état d’origine, comme ils étaient au moment de la formation du système solaire.

 

 

Voir le blog d’Emily : Pluto minus one day: Very first New Horizons Pluto encounter science results

 

 

chickens_up.gif

 

 

LA SONDE NEW HORIZONS ET SON HISTOIRE PAR OLIVIER DE GOURSAC.

 

Olivier remonte le temps et nous amène à la source de toutes les missions interplanétaires lointaines : le Grand Tour des Voyagers.

 

Août 1964 : Gary Flandro, étudiant au JPL, découvre que tous les 176 ans les planètes extérieures entrent dans une configuration qui permet de les explorer les unes après les autres en se servant d’assistance gravitationnelle, concept nouveau à l’époque.

Cela va donner naissance (au moins d’abord sur le papier) au projet Grand Tour, devant effectuer la visite des planètes comme Jupiter et au-delà et devait inclure Pluton.

 

Mais les contraintes budgétaires américaines font que la mission est annulée et remplacée par le développement de la navette.

 

 

 

De nouveaux concepts sont imaginés qui vont donner naissance au programme Voyager, sondes qui seront lancées en 1977.

Mais la décision d’explorer Titan annule le survol de Pluton originellement prévu pour 1986.

 

Le survol d’Uranus nous fait découvrir son satellite : Triton et quelle surprise, un monde de glace et de cryovolcanisme, une vue toute nouvelle de ce monde éloigné du Soleil.

 

Finalement de nouveaux projets sont élaborés pour essayer d’explorer Pluton et c’est le projet New Horizons qui gagne enfin la course à la mission vers Pluton après divers épisodes d’annulation et de revalidation.

 

Le survol de Pluton par une sonde spatial n’a pas été un long fleuve tranquille comme on le voit sur cette diapo !

 

(Remarque, billion = milliards en français)

 

Ce sont Alan Stern (du SwRI, Boulder Colorado) et Stamatios Krimigis (du JHUAPL Laurel, Maryland) qui grâce à leurs volontés acharnées vont porter le bébé à bout de bras.

 

 

La réalisation de New Horizons est un exploit technique, elle est développée et assemblée en moins de 4 ans !

 

 

On a repéré sur ce schéma les principaux instruments de la sonde qui sont au nombre de 7.

 

Certains sont fournis par le SwRI comme : ALICE, RALPH, et SWAP d’autres par le JHUAPL comme LORRI et PEPPSI, d’autres encore comme REX de Stanford et finalement une expérience sur le compteur de poussière (SDC) des étudiants d’un labo de l’Université de Boulder.

 

 

Après un lancement en Janvier 2006, NH effectue une assistance gravitationnelle très forte avec Jupiter en Février 2007 qui va la propulser à grande vitesse vers Pluton qu’elle doit atteindre le 14 Juillet 2015. Ensuite on va lui trouver une cible à explorer dans cette zone de la ceinture de Kuiper.

 

 

 

 

 

 

 

 

Vue de la sonde NH avec au premier plan en noir, le générateur électrique nucléaire, le RTG (radioisotope thermoelectric

Generator); nécessaire car nous sommes bien trop loin du Soleil.

 

 

 

La sonde est sur sa lancée, on attend maintenant les résultats du survol.

 

 

 

 

 

Historique des missions NASA en 3 minutes.

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

LIAISON AVEC LE JHUAPL AU MARYLAND AVEC FRÉDÉRIC CASTEL.

 

 

De nombreuses liaisons ont lieu avec le centre de mission situé à Laurel dans les locaux du Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.

 

Voici quelques uns des scientifiques interviewés par F Castel en direct.

 

 

Chris Hersmann Ingénieur Système de la sonde NH construite justement à Laurel.

Leslie Young Dr adjoint de la mission du SwRI à Boulder Colorado.

William Grundy, astronome à l’Observatoire Lowell et en charge de l’étude de la surface de Pluton ; il a travaillé en France avec B Scmitt.

 

 

D’autres liaisons ont eu lieu que je ne détaille pas ici.

 

Et plus généralement on pourrait citer tous les membres de l’équipe de NH.

 

 

 

chickens_up.gif

 

Un public toujours aussi attentif pour suivre les présentations sur Pluton et le système solaire.

 

 

 

LES KBO ET LA FORMATION DYNAMIQUE DU SYSTÈME SOLAIRE PAR FRANCIS ROCARD.

 

Il existe au-delà de Neptune, un anneau de petits corps glacés, restes de la formation du système solaire

Ils sont situés entre 30UA et 100AU (rappel 1 UA = 150 millions de km Saturne : 10 UA)

C’est en fait l’astronome britannique Kenneth Edgeworth qui le premier émis en 1943 l’idée de la présence au-delà de Neptune d’une ceinture de petits corps, idée reprise quelques années plus tard par l’astronome Gerard Kuiper, et depuis cet ensemble est dénommé ceinture de Kuiper alors que l’on devrait l’appeler ceinture d’Edgeworth-Kuiper si on voulait être juste, ses habitants sont des KBO (Kuiper Belt Objects). Ils sont aussi nommés objets trans neptuniens ou TNO, Pluton fait partie de cet ensemble.

Cet ensemble est aussi un réservoir de comètes à courte période (<200 ans)

On pense que cette zone était beaucoup plus près du centre du système solaire dans le passé Certains de ces objets auraient été repoussés vers le fin fond du SS (Nuage d’Oort) ou sont devenus des objets à grande excentricité et obliquité. Les autres, ceux qui sont restés ont été repoussés vers la zone actuelle.

 

 

Justement intéressons nous à la formation de notre système solaire.

 

De façon succincte :

 

Il y a à partir de la nébuleuse solaire, formation de disques proto planétaires comme on peut en voir dans M16 photographiés par Hubble.

Ensuite une phase d’accrétion se produit qui nous fait passer du micron à des objets de taille kilométrique.

 

C’est le démarrage de la formation des planètes qui nous amène à des corps de l’ordre de 10.000km.

 

On estime le nombre de ces objets de diamètre de l’ordre de 100km à 100.000 entre 30 et 50 UA.

Et pour des objets plus petits ce nombre devient de l'ordre du milliard et pour une masse globale de 0,1 MT.

 

 

 

 

Et la ceinture de Kuiper ?

 

C’est Frederik Leonard qui le premier dans les années 1930 (année de la découverte de Pluton) émet l’idée qu’il puisse exister des objets au-delà de Neptune. Idée reprise un peu plus tard par Edgeworth et Kuiper comme nous l’avons vu précédemment.

 

Dans les années 1960, Alastair Cameron, imagina cette masse énorme de petits corps et un peu plus tard Fred Whipple (le célèbre Monsieur Comète !) lui emboita le pas et pensa que ces objets pouvaient être à l’origine des anomalies d’Uranus ce qui ne fut pas démontré.

 

En 1977 Charles Kowal découvre Chiron astéroïde entre Jupiter et Neptune, Chiron fait partie de la famille des Centaures et est particulièrement instable.

L’année d’après Charon satellite de Pluton (mais on devrait plutôt dire que les deux forment une planète double) est découvert par James Christy.

 

C’est seulement dans les années 1980 que l’on soupçonna l’existence du nuage d’Oort aux confis extrêmes de notre système solaire, comme réservoir de comètes à grande période.

 

Comme annoncé plus haut dans ce compte rendu, en 1992, Jewitt et Luu (IFA Hawaï) découvre le premier KBO, il est désigné par la nomenclature officiel du doux nom de 1992 QB1 (se prononce ku bi ouane) et donnera naissance à la famille des cubewanos.

 

 

 

Et la ceinture principale d’astéroïdes ?

 

Il y avait bien entendu aussi une myriade d'astéroïdes restes de formations avortées qui traînaient dans la même zone et des interactions gravitationnelles étaient inévitables.

Il en résulta au cours du temps (loi action-réaction, ou conservation du moment cinétique) une évolution des orbites des planètes.

 

Mais la population de cet ensemble est très diverse comme on le voit sur la diapo ci-contre. On a représenté l’abondance des astéroïdes en fonction de leur distance au Soleil, on remarque des groupes de densité distincte.

 

 

 

 

 

La découverte des exoplanètes nous fait prendre conscience que dans ces systèmes extra solaires, les énormes planètes que l’on découvre si près de leurs étoiles, n’ont pas pu se former à cet endroit.

C’est ainsi que l’on commence à appréhender le phénomène de migration de planètes.

 

Et on se pose les mêmes questions en ce qui concerne notre système solaire.

 

Il existe un modèle sur la formation des planètes du système solaire qui semble faire l’unanimité en planétologie : le modèle de Nice.

L'idée est la suivante : les planètes géantes à l'origine étaient à des places différentes de celles d'aujourd'hui (description simplifiée)

Leurs orbites étaient plus resserrées, par exemple Neptune était deux fois plus près du Soleil que maintenant.

Il en résulta au cours du temps (loi action-réaction, ou conservation du moment cinétique) une évolution des orbites des planètes.

Les chercheurs basés sur leur modèle pensent que Jupiter s'est approchée du Soleil alors que les trois autres géantes s'en sont éloignées.

 

Mais il arriva un moment, après approximativement 700 millions d'années, où dans ce ballet cosmique, Jupiter et Saturne entrèrent en résonance 1:2, Jupiter faisait deux fois le tour du soleil quand Saturne n'en faisait qu'un.

Cette résonance perturba considérablement le système solaire et rendit les orbites de Jupiter et de Saturne excentriques, ce qui à son tour perturba Uranus et Neptune qui se trouvèrent chassées vers leurs orbites actuelles et repoussèrent à leur tour les astéroïdes présents soit vers la position actuelle qui forme la ceinture de Kuiper soit vers l'intérieur du système solaire.

Ce grand tohu-bohu (il y a 3,9 Ga) aurait favorisé ce bombardement astéroïdal du système solaire interne (LHB). Cet épisode n'aurait duré qu'une centaine de millions d'années.

 

Des simulations numériques de ce qui s’est passé se trouvent un peu partout sur Internet.

Les 4 disques colorés : les planètes géantes, les points verts les objets de la ceinture de Kuiper.

Cela a été confirmé par l’étude de l'âge des roches lunaires.

 

 

Ce modèle a été perfectionné par la théorie du Grand Tack (le grand virement de bord) élaborée aussi à Nice.

 

Le Grand Tack a nettoyé la ceinture principale et redistribué les petits corps.

 

Mais les vedettes de ce mouvement ce fut Jupiter et Saturne, comme on le voit sur la diapo ci-contre.

 

Voir Chaos dans le syst. Solaire : CR des conf Vega et SAF (Planeto) de B Lelard les 22 et 29 Avr 2014 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Structure de la ceinture de Kuiper. (Approche simplifiée)

 

Il y a des objets « classiques » entre les résonnances 2:3 et 1:2 de Neptune, situés vers les 45UA de la famille des cubewanos.

 

Il y a les objets « résonnants » les 2:3 (les Plutinos) ; les 1:2 (les Twotinos) et les autres résonnants comme 3:4 , 3:5 etc..

 

Les autres objets sont nommés épars avec des orbites excentriques.

 

On peut visualiser lé répartition de ces objets sur le graphique suivant où les points rouges correspondent aux Plutinos, les bleux aux classiques (Cubewanos) et les gris aux objets épars. Le diagramme indique l'inclinaison d'un objet en fonction de son demi-grand axe ; la taille de chaque cercle illustre la taille relative d'un objet par rapport aux autres.

 

Il y a néanmoins des questions que l’on se pose, notamment sur la « falaise » de Kuiper : il y a très peu d’objets au-delà de
50 UA comme on le voit sur cet histogramme, et on ne sait pas pourquoi.

 

 

Voir des animations sur Wikipedia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

COMPOSITION DE PLUTON ET DE SES SATELLITES PAR BERNARD SCHMITT.

 

 

 

              

 

 

 

 

 

 

 

B Schmitt nous présente aussi le spectre de la surface de Pluton.

 

Elle est composée principalement de glaces d’azote et de méthane.

 

On soupçonne la présence de Tholins (début de la chimie organique) dont la distribution serait plutôt dans la partie équatoriale de Pluton.

 

 

 

 

 

 

Bernard Schmitt a effectué un parallèle entre différents corps de la ceinture de Kuiper.

La surface évolue avec les saisons aussi, les zones claires sont des glaces et les zones sombres de la matière organique.

 

 

On compte beaucoup sur New Horizons pour :

·         Détecter un éventuel socle de glace (H2O et/ou CO2 ?)

·         Identifier les molécules organiques.

·         Identifier les témoins des échanges atmosphériques saisonniers.

·         Établir une carte de composition précise.

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

LE PANEL DES SCIENTIFIQUES PRÉSENTS SUR SCÈNE.

 

 

Tout au long de la soirée, ils ont posé des questions ou commenté les interventions.

On trouve de gauche à droite : F Forget, JL Bertaux, F Rocard, D. Mege, B Schmitt et E. Lellouch.

 

 

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

L’ATMOSPHÈRE DE PLUTON PAR FRANÇOIS FORGET.

 

 

 

Avant New Horizons, pour étudier Pluton depuis la Terre nous n’avions que quelques techniques à notre disposition comme :

 

·         Spectroscopie de la surface

·         L’occultation stellaire

·         Spectroscopie de l’atmosphère

·         Différentes modélisations.

 

 

Je ne reprends que quelques slides de son excellente présentation étant donné qu’on peut retrouver beaucoup d’explications dans sa dernière conférence sur un sujet identique à la SAF.

 

 

 

 

 

 

 

 

C’est Emmanuel Lellouch, présent ce soir qui effectua avec un collègue en 1985 la première occultation stellaire de Pluton.

 

 

 

 

 

 

L’atmosphère de Pluton possède une certaine inertie.

 

Elle est plus chaude de près de 60K que la surface.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

À QUOI PLUTON RESSEMBLE…OU PAS PAR DANIEL MEGE.

 

 

La conférence de presse arrive, on a très peu de temps.

 

Daniel nous parle de Triton satellite de Neptune qui semble être très proche de Pluton au point de vue composition et taille.

 

Serait-ce un KBO capturé par Neptune ?

 

On y trouve des geysers, existe-t-il un volcanisme de glace ?

 

 

On n’aura pas le temps d’avoir des réponses à nos questions.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

LES PREMIÈRES IMAGES DU MONDE DE PLUTON PENDANT LA CONFÉRENCE DE PRESSE DE LA NASA.

Toutes images de Pluton et Charon : Crédit: NASA-JHUAPL-SwRI

 

Arrive finalement l’heure fatidique de la conférence de presse au Maryland.

 

 

 

 

Dwayne Brown NASA communication office, Alan Stern, Hal Weaver, Will Grundy, Cathy Olkin (SwRI) et XX

 

La conférence de presse se trouve en vidéo sur le site de la NASA.

 

Que faut-il en retenir à part la joie et les applaudissements.

 

 

Nos amis américains ont ménagé le suspense, on a commencé tout doucement par découvrir un satellite de Pluton, Hydra.

 

Il a été découvert en 2005, la caméra LORRI a dévoilé hier la forme irrégulière de ce satellite dont la luminosité varie, même si il ne couvre que quelques pixels (résolution 3km/pixel).

Elle est probablement recouverte de glace d’eau la glace la plus abondante de l’Univers. Cette lune mesure 43km par 33km.

On va recevoir des images plus précises dans qq jours.

 

Hydra était à 600.000km de NH lors de la photo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ensuite vient le tour de Charon et là, c’est un vrai choc.

 

Image prise par LORRI d’une distance de 466.000km.

 

On y remarque de nombreux détails, c’est presque une vraie planète ! Des crevasses des falaises un canyon de plus de 1000km de long indiquant peut être une fracture de la croute de Charon.

 

Tout en haut à droite près du limbe, un autre canyon estimé à 7 à 9 km de profondeur.

Une surprise : le manque de cratères, donc surface jeune.

 

 

 

Un phénomène remarquable, à la calotte Nord de Charon, ce qui semble être un fin dépôt sombre dont on espère plus de détails avec les images HR.

 

 

Enfin à tout seigneur tout honneur.

 

Et cela commence par la comparaison des images de Pluton depuis sa découverte jusqu’au 14 Juillet 2015.

 

C’est une belle animation gif, trop épaisse pour que je l’inclue dans le texte mais, là voici, il faut la voir.

 

 

On ne nous donne à voir que cette petite portion de terrain près de la zone appelée le cœur.

Position de ce zoom sur la surface de Pluton.

 

 

On est surpris par des montagnes qui paraissent jeunes s’élevant jusqu’à 3500m. Elles sont jeunes et n’ont pas 100 millions d’années. Cette surface semble encore aujourd’hui géologiquement active car elle ne présente peu ou pas de cratères. Elles sont probablement en glace d’eau car les glaces de méthane et d’azote ne sont pas assez solides pour supporter une montagne d’après les spécialistes.

On ne sait quel procédé peut générer un tel paysage, ce ne peut pas être généré par une interaction avec un corps plus lourd.

 

Cette zone ne couvre qu’à peine 1% de la surface de Pluton.

 

Cette image a été prise une heure et demi après le passage le plus proche de Pluton, NH n’était qu’à 77.000km de la surface.

 

Le méthane sur Pluton.

 

 

Voici le spectre pris par RALPH de l’abondance de la glace de méthane (CH4).

 

On remarque des vraies différences entre les différents endroits de la surface glacée de Pluton.

 

L’analyse des spécialistes : au Pôle N la glace de CH4 est diluée avec de la glace d’azote, résultant en une forte absorption des IR comme l’annonce Will Grundy que nous avions interviewé tout à l’heure.

 

 

 

 

 

C’est la première image détaillée de Pluton avec le LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) appartenant à l’instrument RALPH. Ces observations n’on été faites pour le moment qu’à trois longueurs d’onde IR, afin d’accéder rapidement aux mesures.

 

Le graphe correspond aux deux endroits (rouge et vert) où les mesures du 12 Juillet ont été effectuées.

 

 

C’est ainsi que la conférence des presse de la NASA se conclue.

 

 Voir le blog d'Emily sur les dernières informations  :

Latest New Horizons picture of Charon: oddly familiar

First look at New Horizons' Pluto and Charon images: "baffling in a very interesting and wonderful way"

New Horizons "phones home" after Pluto flyby

The not-planets

Les dernières infos sur le site de JHUAPL.

 

L’heure passe on n’a pas le temps de passer d’autres présentation, dommage.

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

LES CAMERAS DE N.H., VISIONS D’UN NOUVEAU MONDE.

 

Olivier n’a pas eu le temps de nous parler cette partie à cause de nombreux directs avec les États Unis.

 

Néanmoins je vais essayer de résumer un peu ce sujet.

 

·         Le système RALPH (PI Alan Stern) comportant :

o   Un imageur multibandes visible et IR (MVIC) pour le survol (en HR) et la navigation

o   Un imageur spectromètre dans le proche IR (LEISA) pour l’analyse des gaz (N, CH4, CO2…)

 

·         L’imageur-spectromètre en UV (ALICE) pour l’analyse des objets solides et gazeux. À cette occasion JL Bertaux nous indique que la sonde Rosetta possède aussi un spectro baptisé ALICE identique dont le PI était Alan Stern comme pour celui de NH

 

·         Le télescope LORRI (PI Andy Cheng, JHUAPL) pour la navigation (s’assurer que l’environnement de la sonde est libre de petits corps pouvant provoquer un impact) et la cartographie de Pluton et de ses satellites.

 

Les principaux instruments de la sonde New Horizons et leurs emplacements sur celle-ci. (Illustration : NASA)

 

 

http://www.spaceflightinsider.com/wp-content/uploads/2015/05/LORRI-up-close-e1430451846224-655x437.jpg

 

Détails de la caméra LORRI et de son télescope de type Ritchey-Chrétien.

 

C’est cette caméra qui devrait nous fournir les meilleures photos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La philosophie des prises de vue lors du survol, dans le Playbook de la mission.

 

 

What to expect when you're expecting a flyby: Planning your July around New Horizons' Pluto pictures d’Emily.

 

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

DAWN, VESTA ET CÉRÈS PAR JEAN PIERRE MARTIN.

Photos : Crédit : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

 

Là aussi les impératifs du direct n’ont pas permis de présenter ce sujet au public, je résume plus bas ce que je voulais dire.

 

La mission Dawn, c'est l'histoire d'une mission approuvée puis annulée par le Congrès US pour cause de manque d'argent puis sauvée par les scientifiques qui la trouvaient essentielle pour la compréhension de l'histoire de notre système solaire.

En effet Dawn est une mission vers les astéroïdes, c'est à dire vers le début de l’histoire de notre système solaire.

Dawn a une structure cubique en Alu avec deux panneaux solaires qui s'étendent sur 21m.

 

La propulsion est ionique comme sur la sonde Deep Space 1 (ou Smart de l'ESA), elle comporte trois moteurs au Xénon de poussée ridiculement faible (90mN milli Newton!!) mais continue, le contrôle d'attitude est lui assuré par des moteurs chimiques à l'Hydrazine. Du Xénon est ionisé par des électrons et dirigé a travers des grilles + et – et expulsé dans une tuyère à une vitesse de 100.000km/h  Action = réaction et conservation de qté de mvt : une petite masse (Xe) éjectée vite fait bouger une grande masse (la sonde) lentement

 

Le lancement en Septembre 2007 de Cape Canaveral et après 5 ans de voyage interplanétaire incluant un survol de Mars (assistance gravitationnelle) en Mars 2009, Dawn atteint Vesta en Juillet 2011, reste en orbite pendant 7 mois, puis quitte Vesta en Avril 2012 pour atteindre Cérès en Février 2015 où il devrait rester en orbite définitivement.

 

 

http://www.planetastronomy.com/astronews/astrn-2011/09/astron9.jpgLe premier rendez vous est l’astéroïde Vesta, qui a été découvert par l’astronome allemand Heinrich Olbers (oui, celui du paradoxe de Olbers sur la nuit noire), le 29 Mars 1807.

Vesta est un corps de près de 530km de diamètre  et qui tourne sur lui même en 5heures et 20 minutes.

Vesta possède une structure différenciée et serait constitué d'un noyau métallique de nickel et de fer, d'un manteau rocheux d'olivine et d'une croûte Vesta est un des objets les plus brillants du système solaire, et le seul astéroïde de la ceinture principale à pouvoir être vu à l’œil nu.

 

Cette vue date du 24 Juillet 2011, elle a été prise d’une altitude de 5200km. On y détecte une multitude de détails.

 

 

 

 

 

 

 

Film de la mission vers Vesta   2 minutes

 

 

Changement d’orbite, Dawn s’élance vers Cérès. Dawn va être capturé lentement par la gravitation de Cérès à partir du 6 Mars 2015, on a de meilleures images.

 

 

Illustration : le soleil est sur la gauche et le pôle N de Cérès pointe vers nous. Les petits cercles blancs sont des intervalles d’une journée. Apodometer signifie l’altitude la plus haute de l’orbite (analogue d’apogée qui s’applique en principe pour la Terre). Ici 75.400km le 18 Mars 2015.

La navigation est complexe car Dawn a perdu 2 de ses 4 roues à réaction (similaires gyroscopes)

Dawn va effectuer une série d’orbites polaires à différentes altitudes afin de cartographier la surface entière.

On commencera par une altitude de 13.500km (phase Rotation Characterization #3 ou RC3), ensuite la sonde va spiraler jusqu’à une altitude de 4430km et effectuera des vues dans le visible et dans l’IR. Puis on descendra jusqu’à 1480km d’altitude.

Arrivé en Août 2015, Dawn va s’adonner pendant deux mois à une phase de cartographie de haute altitude (HAMO), afin d’obtenir des vues globales de Cérès ainsi que des vues stéréo 3D. À la fin de cette période, on spirale de plus en plus près de Cérès pendant deux mois avant de faire un véritable rase-mottes à 375km d’altitude (low-altitude mapping orbit ou LAMO).

On pense que Vesta et Cérès sont très différents, Cérès ayant été formé probablement plus tard que Vesta, et avec un intérieur plus froid.

Vesta (525km de diamètre) a contenu très peu d’eau, car formée plus tôt quand la matière radioactive en son centre a produit plus de chaleur.

Cérès par contre, possède une épaisse couche de glace et peut être un océan d’eau liquide situé en dessous.

 

 

Voir cette animation gif du globe de Cérès.

 

 

Cérès :

 

Diamètre : 950km   Densité : 2  Distance Soleil : 2,8UA  Période rotation : 9h   Gravité : 0,03g

 

Cérès fut observée pour la première fois le 1er janvier 1801 par Giuseppe Piazzi, alors Dr de l'observatoire astronomique de Palerme en Sicile. Piazzi découvrit Cérès par accident

 

On a détecté de la vapeur d’eau s’échappant de Cérès.

En effet, en 2014, de la vapeur d’eau a été découverte autour de Cérès grâce au télescope Herschel

 

 

 

La question de l’origine de cette eau est ouverte Cérès possèderait il un océan souterrain?

Ce qui semble incompatible avec sa position dans le système solaire, à moins que…

La migration des planètes ait perturbé la belle architecture    Cérès provient-il du SS externe?

 

 

 

 

 

Vidéo de Cérès   1minute 15 sec

 

Les mystères de Cérès :

 

Une montagne triangulaire de 5000m

 

Les points brillants de nature inconnue (Glace? Sel?)

 

Des canyons?

 

 

 

 

 

On attend la suite de la mission

 

 

 

 

Blog NASA sur Dawn.

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

 

À LA DÉCOUVERTE D’UN MONDE NOUVEAU : LES 50 ANS DE MARINER 4.

 

Même histoire, Olivier n’a pas eu le temps pour cette présentation, dommage elle était vraiment passionnante, aussi je me permets d’écrire ce qui va paraître en partie dans la revue l’Astronomie.

 

Dans les années 1960, Mars était bien mystérieuse.

Beaucoup pensent qu’elle peut être habitée ou du moins posséder une certaine forme de vie.

 

Nous sommes seulement trois ans après le lancement du premier satellite artificiel, et ce sont les Soviétiques qui ouvrent le bal au début des années 1960 en s’intéressant à Mars. Pour la fenêtre de tir de 1960, les deux premières sondes explosent avec leur fusée au lancement. Pendant la deuxième fenêtre, trois sondes vont être lancées, toujours avec le même résultat ; seule une des sondes (Mars 1) réussit à échapper à l’attraction terrestre mais elle interrompt les communications en chemin. D’ailleurs les Russes n’auront aucun succès avec Mars, sur la vingtaine de sondes lancées, toutes ont échoué pour une raison ou pour une autre.

 

Ce sont les Américains qui vont lancer deux sondes Mariner 3 et 4 (les 1 et 2 étaient dédiées à Vénus) pendant la troisième fenêtre de tir. Il fallait au moins cela à cette époque pour réussir une mission, et en effet, seule une des deux sondes Mariner 4 va accomplir sa mission, Mariner 3 a un problème avec sa coiffe qui ne veut pas s’ouvrir et est ainsi condamnée.

Les concepteurs ont juste le temps de procéder aux modifications qui s’imposent avant le prochain lancement compatible avec la fenêtre de tir. Cette sonde, Mariner 4, va nous donner à voir les premières photos de Mars avec une bonne résolution

 

 

L’artisan de ce succès comme de la plupart des missions spatiales depuis lors, est le mythique JPL (Jet Propulsion Laboratory) division du célèbre CalTech de Pasadena (banlieue de Los Angeles). Il a été fondé dans les années 1930 par le Professeur Von Karman pour étudier la propulsion par fusée. Au moment du Sputnik c’est William Pickering qui en est le Directeur et qui met avec Von Braun le premier satellite américain (Explorer I) en orbite.

Il va donner au JPL ses lettres de noblesse en mettant au point les programmes Explorer, Mariner, Pioneer, Viking, Voyager etc..

Avant qu’un autre célèbre directeur Bruce Murray ne prenne la suite.

 

Photo : les premiers directeurs du JPL : de g à d : W Pickering, Th Von Karman et Frank Malina. (cliché JPL)

 

 

 

C’est donc en Novembre 1964 qu’une fusée Atlas-Agena envoie vers Mars la sonde Mariner 4.

Une mise en orbite autour de Mars n’est pas possible (problème de puissance), la sonde ne fera que passer et prendra les premières photos de près (10.000km) de la planète rouge les 14 et 15 Juillet 1965.

C’est un moment unique, ce furent les premières images d’une autre planète prises depuis l’espace.

 

 

Les sondes Mariner 3 et 4.

 

 

 

C’est une ossature octogonale en Magnésium de 1,30m de diagonale et 50cm de hauteur. Elle est équipée de 4 panneaux solaires (fournissant 300W au niveau de Mars) qui lui donnent une envergure de près de 7m.

On remarque aussi l’antenne parabolique grand gain de 1,2m de diamètre pour les communications, l’antenne faible gain était montée au sommet du grand mat. 260kg en poids total.

Sur l’ossature était montée une caméra de télévision classique (pas de CCD à l’époque !) et d’autres instruments de mesure comme un magnétomètre, un détecteur de rayons cosmiques, un compteur Geiger etc.. Des moteurs à l’hydrazine sont présents pour les manœuvres spatiales.

 

 

Les données pouvaient être stockées sur une bande magnétique pour transmission ultérieure (capacité 5 MB !).

La régulation de température à bord était contrôlée par les volets s’ouvrant plus ou moins et montés le long de l’ossature.

 

 

Le voyage : il permet la mise au point de ce qui va être un standard dans le spatial : les orbites Hohmann de transfert pour aller d’une planète à une autre.

 

 

 

https://www.lpl.arizona.edu/~hubbard/PtyS206/Lectures1/hohmann.pngCe type de trajectoire permet de transférer un objet entre deux planètes avec une dépense énergétique minimale.

Elle a été découverte par un ingénieur allemand en 1925 (Walter Hohmann).

On l'appelle souvent trajectoire de transfert de Hohmann.

 

Cela implique un moment optimal pour lancer une mission vers Mars afin d’optimiser sa durée, ce que l’on appelle la fenêtre de tir.

 

 

Voir sur Nirgal.net l’explication très claire.

 

 

 

 

 

 

 

 

Le survol de Mars :

 

Plus de 7 mois de voyage et une correction de trajectoire, avant le survol de ce fameux mois de Juillet 1965.

 

 

En fait cette séquence a duré très peu de temps, moins de trente minutes pour prendre 21 photos et 21 lignes de la 22ème d’une toute petite portion (1%) de la planète.

 

 

Planification précise des prises de vue. Il faut aussi que l’antenne du DSN de Goldstone soit en vue de la sonde.

 

On a repéré sur le globe de Mars, la position des différentes séquences photographiques discontinues.

 

L’altitude la plus faible était de 9800km.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les images sont stockées à bord sur bande magnétique et sont transmises vers la Terre pendant plusieurs jours (8 heures par image). Même si la netteté n’est pas parfaite par rapport à nos standards actuels, elles sont suffisamment claires pour pouvoir exprimer un avis.

Première réaction, dont la mienne à l’époque, Mars, c’est la Lune ; on y voit de nombreux cratères.

On sait maintenant que ce n’est pas typique des terrains martiens.

Beaucoup d’espoirs sont déçus, pas de traces de vie ou de ces fameux « canaux », peu de chances aussi qu’elle ait abrité la vie un jour.

 

Photo : image 11 de Mariner 4 (©JPL). Surface 250km par 250km.

Crédit photo : NASA/JPL

 

 

 

 

 

Notre vue de Mars est partielle, on ne voit pas encore ce que l’on va découvrir plus tard avec d’autres missions : les canyons et les volcans et qu’en fait Mars est différent de la Lune. Ce sera la grande victoire de Mariner 9 qui mènera ensuite aux missions Viking et suivantes. Notre grande leçon de l’étude des images de Mariner 4 est qu’il ne faut pas conclure trop vite !

 

 

Énorme succès technique et humain, c’était il y a exactement 50 ans.

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Site de la mission au JHUAPL.

 

Site de la mission à la NASA.

 

Emily

 

 

 

 

chickens_up.gif

 

 

 

Bref une bien belle journée scientifique, il en faudrait d’autres comme celle là.

 

 

 

Bon ciel à tous

 

Jean Pierre Martin SAF Président de la Commission de Cosmologie

www.planetastronomy.com

Abonnez-vous gratuitement aux astronews du site en envoyant votre nom et e-mail.