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Mise à jour 17 Janvier 2022.

CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF

De Aurélie MOUSSI

Dr en astrophysique. Spécialiste des astéroïdes  

Chef projet Hayabusa/Mascot et MMX/MIRS

L’EXPLORATION DES ASTÉROÏDES : PETITS CORPS MAIS GRANDS EXPLOITS

Organisée par la SAF

En présence du public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF

Le Mercredi 12 Janvier 2022 à 19H00

 

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 si nécessaire

La présentation est disponible sur ma liaison ftp , rentrer le mot de passe, puis CONFÉRENCES SAF ensuite SAISON 2021/2022 ; elle s’appelle : Hayab-Moussi-SAF.pptx

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

La vidéo de la réunion est accessible :  https://youtu.be/xMSvnoNqxH8

 

Tous les autres enregistrements sont accessibles sur la chaine YouTube SAF.

 

Le Covid et la peur du Covid ont fait beaucoup de victimes dans nos réservations ; néanmoins, en plus du public présent au CNAM, il y avait 78 spectateurs à nous suivre sur le canal YouTube. Le transmission a été de qualité d’après ce que j’ai compris.

 

 

Une image contenant texte, intérieur

Description générée automatiquement

 

 

Une image contenant personne, intérieur

Description générée automatiquement

Aurélie Moussi est astrophysicienne basée au CNES à Toulouse.

 

Elle est spécialiste des petits corps appelés astéroïdes.

 

Elle a participé au projet Hayabusa-2 qui a permis de ramener des échantillons de la surface de Ryugu, un mini astéroïde, et d’y déposer notamment une « boite à chaussures » intelligente sur laquelle elle a travaillée.

 

Elle nous raconte ce soir cette exceptionnelle mission, dont très peu de média ont parlé !

 

Je me suis permis de compléter avec certaines informations que j’avais déjà publiées.

 

 

 

 

INTRODUCTION.

 

Une image contenant texte, équipement électronique, capture d’écran

Description générée automatiquement

Elle commence par une introduction sur les astéroïdes, ils sont situés principalement dans la ceinture principale entre Mars et Jupiter.

 

Ces astéroïdes sont en fait très divers, comme on le voit sur la photo suivante.

 

On commence à avoir visité un grand nombre de ces petits corps.

 

Et la mission dont on nous parle ce soir, à la caractéristique de ramener des échantillons de surface.

 

 

 

 

 

 

 

Un échantillon des petits corps déjà visités par une sonde spatiale.

 

 

Les asteroides sont les restes de matière qui n’ont jamais pu former une vraie planète

L’étude spectrographique a permis de déterminer trois grandes familles à première vue (en fait un peu plus complexe)

Les astéroïdes de type S (en anglais stony rocheux) ou silicatés, constitués de pyroxène et d’olivine avec petit noyau de Fe-Ni

Les astéroïdes du type M (métalliques), blocs de Fer et de Nickel

Les astéroïdes de type C (pour carbonés) sont les plus primitifs

 

 

Mais ce qui nous intéresse aujourd’hui ce sont les missions avec retour d’échantillons comme :

·         Haybusa 2 et

·         Osiris-Rex

·         Ou la future MMX

 

 

LA MISSION HAYABUSA-2.

 

Le 21 septembre 2018, la sonde Japonaise Hayabusa-2 qui orbitait autour de l’astéroïde Ryugu (900 m de dimension ; 300 millions de km de nous) s’est approchée de la surface jusqu’à 55 m pour y larguer deux petits rovers d’une vingtaine de cm, éjectés du module Minerva II-1.

 

Minerva II est un acronyme de MIcro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid de deuxième génération. En effet la première génération était à bord de la mission Hayabusa-1.

 

Les rovers Minerva II-1A et B ont atterri avec succès sur la surface et ont rebondi avant de se stabiliser. Ils sont en bonne condition.  De plus :

 

Largage du robot MASCOT devant analyser le sol, développé par la DLR et le CNES

 

Prise d’échantillon du sol avec retour sur Terre (2020) de la capsule

Photos : JAXA.

 

 

 

 

Les Minerva sont les premiers rovers à s’être posés et à se déplacer sur un astéroïde.

 

Illustration des deux Minerva, l’un posé, l’autre sautant à sa prochaine position.

 

·         Des capteurs mesurent la température du sol et de l’environnement.

·         Ces rovers sont de forme hexagonale et pèse 1kg sur Terre.

·         Le rover 1A possède 4 caméras et le rover 1B trois caméras.

·         Celles-ci devraient pourvoir fournir des images stéréo de la surface.

·         Les rovers communiquent avec la sonde en orbite

·         Ces rovers ont la particularité de sauter (to hop en anglais) grâce à un moteur dédié à cet effet.

 

Crédit : JAXA

 

 

 

 

 

  

 

MASCOT : UNE BOITE À CHAUSSURES DE LUXE.

 

Masse ≈ 10 kg Collaboration DLR/CNES

Possède 4 instruments :

MicrOmega:  microscope infra-rouge hyperspectral, analyse minéralogique in situ du sol (IAS)

MARA: Radiomètre, mesure de la température de surface et inertie thermique de l'astéroïde (DLR Berlin)

MAG: Magnétomètre 3 axes (Université Technologique de Braunschweig)

CAM: caméra multispectrale champ large, contexte géologique des sites visités (DLR Berlin)

Aucun système de propulsion ni ancrage

Logiciel autonome

Durée de vie : 12h

 

Mécanisme de mobilité : astucieux, un déplacement de masse qui fait se déplacer le centre de gravité de la boite et ainsi changer la face qui repose sur le sol.

·         Une masse excentrée au bout d’un bras permet aussi bien de retourner l’engin que de lui faire faire des bonds pour se déplacer

·         Pourquoi lors des sauts, les rovers ne quittent pas l’astéroïde ?

·         C’est étudié pour ! En fait les légers mouvements donnés sont extrêmement faibles et la vitesse du saut est inférieure à la vitesse de libération. La gravité à la surface est de l’ordre de 1/70.000 celle de la Terre !

 

Intéressante comparaison MASCOT / PHILAE  (CNES)

 

 

Une image contenant terrain, extérieur, brique, matériau de construction

Description générée automatiquement

 

MASCOT (acronyme de Mobile Asteroid Surface Scout)

On se rappelle que ce rover est comme les deux autres, « sauteur » !

 

Le petit module MASCOT (une boite à chaussures de 10 kg) développé par le CNES et la DLR a été largué avec succès sur Ryugu le 3 Octobre 2018.

 

On voit sur cette photo prise par la sonde, le robot MASCOT lancé vers l’astéroïde.

 

Crédit JAXA

 

 

 

 

 

 

 

Voici une vidéo explicative de la mission du robot MASCOT :

 

La mission Hayabusa 2 avec l'atterrisseur MASCOT  (vidéo CNES/DLR)

 

https://youtu.be/MsYCmavcX8w

vidéo :

 

 

 

·         6 minutes de chute libre, un impact tout doux (à 0,5 km/h) et ensuite 11 minutes de rebonds (8) avant stabilisation en position défavorable. L’action de saut a été donnée pour mettre la sonde en bonne position.

·         Le site d’atterrissage est nommé MA-9 sur les cartes.

·         MASCOT est posé et photographie son environnement il a pu prendre de nombreuses photos du sol

·         Les batteries ont permis 17 heures de science sur Ryugu

·         Que des rochers de toutes tailles, pas de régolithe. C’est une surprise.

 

Voici les opérations de MASCOT réalisées à l’atterrissage :

 

On y repère les rebonds et les retournements.

 

 

LES PRÉLÈVEMENTS D’ÉCHANTILLONS.

 

La sonde japonaise de 600 kg Hayabusa-2 en orbite autour du minuscule astéroïde Ryugu (900 m) a réussi ce 21 Février 2019 (TU) à se poser délicatement à sa surface et à y effectuer le prélèvement prévu de quelques poussières de régolithe.

L’astéroïde était situé à près de 340 millions de km de la Terre.

 

La sonde a lentement spiralé vers la surface avant de lancer une microbille de 5 grammes en Tantale à la vitesse de 300 m/s, dont le but était de soulever un peu de poussière de la surface.

Poussière alors recueillie par le détecteur de la sonde en léger contact du sol (méthode « touch and go »).

Ensuite la sonde s’est éloignée de la surface.

 

La zone d’atterrissage a été très difficile à déterminer, en effet, on pensait que l’astéroïde serait recouvert de beaucoup de poussière (régolithe) mais en fait il y avait énormément de rochers et cailloux, très gênants pour l’atterrissage.

 

 

En définitive ils ont trouvé une zone (baptisée L08-E1) presque exempte d’obstacles, dont on voit une photo ci-contre.

Crédit : JAXA.

 

La zone violette est la zone de touch down, la croix correspond à la cible marqueur déjà sur le sol.

Le marqueur a pour objet de guider la sonde vers le bon endroit.

 

En Avril : après avoir tiré le projectile plus lourd (quelques kg), on va attendre et on va recueillir l’intérieur du cratère formé, afin d’atteindre les couches internes de l’astéroïde

 

 

 

 

 

Voici le film réel publié par la JAXA de la prise d’échantillon :

 

https://youtu.be/-3hO58HFa1M

 

vidéo :

 

 

 

Après l’opération réussie de Février 2019, où Hayabusa-2 a pu s’approcher de la surface de Ryugu et récupérer des échantillons de poussière ; nos amis Japonais ont fait de plus en plus fort ce 5 Avril 2019 !

 

La mission était de tirer avec une charge explosive un objet lourd de 2 kg (une boule de pétanque !) afin de former un cratère artificiel et de mettre au jour la matière du sous-sol de l’astéroïde.

 

Cette matière étant supposée vierge de toute action des rayonnements galactiques et solaires.

Peut-être une matière originelle de la formation de cet astéroïde.

 

Comment s’est déroulée cette opération ?

 

La sonde a d’abord éjecté à 500 m de la surface, un petit module (SCI : Small Carry-on Impactor) contenant un explosif (charge de 10 kg) et la boule de pétanque.

Ensuite elle a largué une petite caméra (DCAM-3) devant filmer l’impact sans mettre en danger la sonde principale chargée de récupérer les infos de la caméra.

Le module SCI a explosé comme prévu à 200 m de la surface, ce qui a projeté l’obus de 2 kg à 7200 km/h sur la surface de l’astéroïde.

 

 

Une image contenant nature, extérieur, cratère

Description générée automatiquementMission réussie le 11 Juillet 2019.

La descente doit durer près de 24 heures

Zone d’impact

Avant l’impact (à gauche) et

Après (à droite). Cercle : approx 10 m.

 

Crédit JAXA

 

Pour prendre ces photos Hayabusa est descendu de son orbite de 20 km pour s’approcher de la surface avant d’y retourner.

 

 

 

MISSION RÉUSSIE À 200%, IL EST TEMPS DE RENTRER !

 

Hayabusa 2 a passé près d’un an et demi autour de Ryugu situé à 350 millions de km, en l’étudiant sous tous les angles, en y lançant des sondes au sol et en réussissant deux prélèvements du régolithe (un de la surface, un autre un peu plus profond dans le sol) malgré la qualité du sol couvert de cailloux et rochers.

 

Ces évènements sont exceptionnels.

 

En Novembre 2019 la sonde a quitté son mini astéroïde (où elle était en orbite depuis Juin 2018) et se dirige vers la Terre avec son moteur ionique, retour prévu pour la fin 2020, où on va récupérer sa précieuse capsule d’échantillons

 

 

La vidéo du départ, on s’éloigne de plus en plus de Ryugu.

https://youtu.be/O5NbcsCvrxA

 

 

La sonde doit propulser la capsule d’échantillons de 16 kg dans le désert australien de Woomera.

C’est ce qui s’est produit ce 5 dec 2020 à 17h30 GMT, on a pu suivre en direct la trace lumineuse dans le ciel australien.

Elle est récupérée rapidement par les équipes qui l’attendait sur place.

Un énorme succès pour une mission dont on n’a peu ou pas entendu parler à la télé.

 

BRAVO LES AMIS JAPONAIS

 

La vidéo de la récupération.

https://youtu.be/JNK6EW_v4Ag?list=PLpGTA7wMEDFjzlSiNurKy6TyDRmPWMlLd

 

 

Les prélèvements effectués par la sonde japonaise Hayabusa-2 ont été ramenés d’Australie au Japon le 14 décembre 2020 pour ouverture et analyse. Pendant de ce temps la sonde elle-même s’est éloignée de la Terre vers sa prochaine destination.

 

Les échantillons sont en cours d’analyse, voir les derniers CR sur planetastronomy.com.

 

 

 

LES AUTRES MISSIONS VERS LES PETITS CORPS DU SYSTÈME SOLAIRE.

 

LA MISSION AMÉRICAINE OSIRIS-REX VERS BENNU.

 

La NASA ne voulant pas être en reste avec la mission Japonaise lancée en 2014, a lancé aussi une mission ambitieuse début Septembre 2016,

 

OSIRIS-Rex (acronyme de Origins, Spectral Interprétation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer) en direction d’un astéroïde nommé Bennu (101955 Bennu ou 1999 RQ36), avec pour mission d’en ramener un échantillon sur Terre.

Comme on le remarque à son identification, c’est un astéroïde découvert en 1999 de dimension approximative 500m et dont la période orbitale de 1,2 ans (436 jours). C’est peut-être un fragment d’un astéroïde plus gros.

C’est un géocroiseur (NEO Near-Earth Objects en anglais), c’est-à-dire qu’il peut couper l’orbite terrestre, il fait partie de la famille des Apollo (astéroïdes dont leur demi-grand axe est strictement supérieur à 1 UA et leur périhélie inférieur à 1,017 UA) ; il y en a plusieurs milliers de répertoriés. Il frôle la Terre tous les 6 ans en moyenne, un impact est donc possible au XXIème siècle.

 

Osiris-Rex qui était arrivé près de sa cible, l’astéroïde Bennu début Décembre 2018, vient maintenant de se mettre en orbite autour de celui-ci ce 31 Décembre 2018 grâce à l’allumage pendant quelques secondes de ses moteurs.

 

Bennu devient le plus petit objet (500m) autour duquel une sonde est en orbite.

Durée de l’orbite de la sonde : 62 heures.

La sonde va tourner approximativement à 1750 m du centre de Bennu, plus près que n’importe quelle autre sonde autour d’un corps.

 

Là aussi, surprise ! Il ressemble à Ryugu, une forme de toupie, mais plus petit,

·         Il mesure seulement 500 m dans sa plus grande dimension.

·         Densité : 1,2 Albédo : 4,4%

·         Période de rotation : 4,3 heures

·         Là aussi, absence de terrain plat, nombreuses roches en surface.

·         Cependant on y détecte la raie de l’eau (à 2,7 microns).

 

Une image contenant texte

Description générée automatiquement

Comparaison Bennu/Ryugu. Crédit NASA/JAXA.

 

Bennu semble être un astéroïde actif !

Il éjecte de la matière dans l’espace à la façon d’une comète !

D’autre part son sol est beaucoup moins lisse que l’on pensait, comme pour Ryugu.

Difficulté de prélèvement prévue.

 

Deux mots sur le principe de prise d’échantillons ; c’est un système du type « touch and go » ; un bras articulé de grande longueur (3,2m) TAGSAM (Touch and Go Sample Acquisition Mechanism) portant à son extrémité une gamelle ressemblant à un vieux filtre à air de voiture, permettant de projeter un jet d’azote liquide sur le pourtour afin de fluidiser le régolithe et permettre ainsi l’aspiration dans une chambre de récupération.

Ensuite cet échantillon est placé dans la capsule de retour SRC (Sample Return Capsule).

 

Il y a une vidéo qui montre le prélèvement d’échantillon :

 

https://youtu.be/xj0O-fLSV7c

 

vidéo :

 

 

Le prélèvement a été beaucoup plus fructueux que prévu, on va ramener 400 g d’échantillon sur Terre.

 

 

Allez, un dernier tour de Bennu avant de rentrer en Mars 2021.

 

https://youtu.be/F6Tkb8syTK8

 

 

 

Récupération des échantillons sur Terre : Septembre 2023 dans l’Utah.

 

 

LES AUTRES MISSIONS.

 

·         DART Double Asteroid Redirection Test de la NASA

·         HERA de l’ESA en coopération avec DART

·         LUCY de la NASA pour visiter des astéroïdes Troyens.

·         MMX vers Phobos avec retour d’échantillons.

 

 

 

MERCI POUR CETTE BRILLANTE PRÉSENTATION.

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

 

Le site de la JAXA.

 

Le site de la mission Osiris-Rex à l’Université d’Arizona.

 

Conf Int. sur les astéroïdes : CR de cette journée spéciale « astéroïdes » du 30 Juin 2018.

 

Tout sur les astéroïdes et comètes sur votre site préféré.

 

À la conquête des astéroïdes et comètes : CR de la conf IAP de P Michel le 8 Nov 2011

 

Hayabusa, Osiris-Rx et MMX : CR de la conférence SAF de A. Barucci du Lesia du 10 Fev 2021

 

 

 

 

 

 

Bon ciel à tous

 

Prochaine conférence SAF devant public :
Le mercredi 9 Février 2022 à 19H00  au CNAM amphi Grégoire (220 places).

« Le projet EUCLID à la recherche de la matière noire et de l'énergie sombre »

Par Yannick MELLIER Astrophysicien IAP et LERMA Resp. Euclid.  Résa > 13 janv

.  Réservation comme d’habitude ou à la SAF directement.

Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF Sinon à suivre en direct : https://youtu.be/dEYzUxHXLIg

 

 

Jean Pierre Martin 

www.planetastronomy.com

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