Pour sa toute nouvelle mission de science planétaire, la NASA a pour objectif de faire atterrir un robot volant à la surface de Titan, la lune de Saturne, une cible privilégiée dans la recherche de vie extraterrestre.
Dragonfly sera le premier projet de ce type. Le quadcoptère de la NASA, de la taille d’une voiture, équipé d’instruments capables d’identifier de grosses molécules organiques, devrait être lancé en 2026, arriver à destination en 2034, puis voler vers plusieurs endroits distants de plusieurs centaines de kilomètres.
“La science est convaincante… et la mission est audacieuse”, a déclaré jeudi Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la NASA pour les sciences.
“Je suis convaincu que c’est le bon moment pour le faire”
GRANDE NOUVELLE : La prochaine mission du @NASASolarSystem est… #Dragonfly – une mission d’atterrissage par giravion vers Titan, la plus grande lune de Saturne. Ce monde océanique est la seule lune de notre système solaire à posséder une atmosphère dense. Nous sommes impatients de voir ce que Dragonfly va découvrir : https://t.co/whePqbuGBq pic.twitter.com/BQdMhSZfgP
– Jim Bridenstine (@JimBridenstine) 27 juin 2019
Pourquoi Titan ?
Titan est plus grand que la planète Mercure et aussi diversifié géographiquement que la Terre. Cette grande lune froide possède une atmosphère épaisse et riche en méthane, des montagnes de glace et les seules mers de surface du système solaire, à part celles de la Terre.
Mais sur Titan, les rivières et les lacs sont remplis d’hydrocarbures liquides. Si la lune abrite de l’eau, les scientifiques pensent qu’elle se trouve dans un océan caché sous la croûte gelée.
C’est un monde tout à fait différent du nôtre, et pourtant “nous savons qu’il possède tous les ingrédients nécessaires à la formation de la vie”, a déclaré Lori Glaze, directrice de la division des sciences planétaires de la NASA.
Les anneaux complexes et les chaînes de carbone de Titan sont essentiels à de nombreux processus biologiques de base et pourraient ressembler aux blocs de construction à partir desquels la vie sur Terre a évolué.
Dragonfly offrira “la possibilité de découvrir les processus qui étaient présents sur la Terre primitive et peut-être même les conditions qui pourraient abriter la vie aujourd’hui”, a déclaré Mme Glaze.
Nouvelles frontières
Il s’agit de la quatrième mission financée dans le cadre du programme New Frontiers de la NASA, qui soutient les projets scientifiques planétaires de taille moyenne dont le coût est inférieur à 1 milliard de dollars.
Elle suit les traces de l’explorateur d’astéroïdes OSIRIS-REx et de la sonde Jupiter. New Horizons, qui a survolé Pluton et l’objet MU69 de la ceinture de Kuiper ; la sonde Juno , qui orbite actuellement autour de Pluton
C’était l’une des deux propositions de programme à l’étude depuis décembre 2017. L’autre finaliste était la mission CAESAR, pour Comet Astrobiology Exploration Sample Return, qui aurait tourné autour de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Cet engin aurait eu rendez-vous avec l’énorme roche spatiale, aurait aspiré un échantillon de sa surface et l’aurait renvoyé sur Terre en novembre 2038.
(NASA)
Dragonfly se posera près de l’équateur de Titan, parmi des dunes composées de flocons d’hydrocarbures solides. Il sera alimenté par la chaleur du plutonium radioactif, tout comme les intrépides rovers martiens de la NASA.
Mais grâce à ses huit rotors, il sera capable de couvrir une distance bien plus grande que n’importe quel robot à roues – jusqu’à neuf miles par saut.
“Il est en fait plus facile de voler sur Titan”, a déclaré Elizabeth Turtle, investigatrice principale de la mission et chercheuse au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, lors d’une conférence de presse jeudi. L’atmosphère de ce monde est plus épaisse que celle de la Terre et sa gravité est faible.
L’engin doit cependant être capable de manœuvrer par ses propres moyens. Les signaux lumineux émis par la Terre mettent 43 minutes pour atteindre Titan, ce qui rend Dragonfly beaucoup plus compliqué qu’un drone standard.
Les scientifiques ont dû développer un système de navigation qui permettra à l’engin spatial d’identifier les dangers et de voler et atterrir de manière autonome.
Où Dragonfly se posera-t-il ?
En vol, il échantillonnera l’atmosphère brumeuse de Titan et fournira des images aériennes du paysage en dessous. Mais l’engin passera le plus clair de son temps au sol, à la recherche de matériaux biologiquement pertinents.
Sa destination finale est le cratère Selk, le site d’un ancien impact de météorite où les scientifiques ont trouvé des preuves d’eau liquide, de molécules organiques et de l’énergie qui pourrait alimenter des réactions chimiques.
La conception audacieuse a incité la NASA à demander à deux équipes indépendantes d’examiner le plan de mission et d’évaluer si le projet pouvait être réalisé au coût autorisé, a déclaré M. Zurbuchen. En fin de compte, l’agence a décidé que le projet était réalisable.
“Bien qu’il s’agisse d’une nouvelle façon d’explorer une autre planète, il s’agit en fait d’une technologie qui est très mature sur Terre”, a noté M. Turtle.
“En réalité, ce que nous faisons avec Dragonfly, c’est de l’innovation, pas de l’invention.”
La NASA n’a pas vu la surface de Titan depuis 2005, lorsque la sonde Huygens a traversé ses nuages orange brumeux pour révéler un panorama surprenant. Chaque caractéristique semblable à celle de la Terre sur cette étrange lune avait une tournure chimiquement étrangère.
“Au lieu d’eau liquide, Titan contient du méthane liquide”, ont rapporté les scientifiques dans la revue Nature. “Au lieu de roches silicatées, Titan a de la glace d’eau gelée. Au lieu de saleté, Titan a des particules d’hydrocarbures qui se déposent de l’atmosphère.”
À près de 1 milliard de kilomètres du soleil, son monde est glacial ; les températures moyennes sont de moins 290 degrés Fahrenheit (-180 degrés Celsius) par temps doux. S’il y avait plus d’oxygène, ces hydrocarbures abondants (le principal composant de l’essence) s’enflammeraient rapidement.
La présence de tout ce méthane – une molécule qui est généralement détruite par la lumière du soleil en quelques millions d’années – est ce qui intrigue le plus les scientifiques. Sa persistance suggère un processus qui renouvelle continuellement les réserves de Titan.
Ils croient maintenant que Titan connaît un climat semblable à celui de la Terre, sauf que ses nuages sont faits d’hydrocarbures gazeux et que ses précipitations tombent sous forme de pluie et de neige de composés organiques.
La vie telle que nous ne la connaissons pas
M. Turtle a déclaré jeudi que Titan ressemble à bien des égards à la Terre naissante, avant que la vie n’évolue et ne modifie irrévocablement la planète.
“Titan est tout simplement un laboratoire chimique parfait pour comprendre la chimie qui s’est produite avant que la chimie ne fasse le pas vers la biologie”, a-t-elle déclaré.
La planétologue Sarah Hörst de l’Université Johns Hopkins, membre de l’équipe scientifique et technique de Dragonfly, a un jour comparé Titan à une cuisine cosmique dans laquelle les scientifiques ont trouvé tous les ingrédients nécessaires à la vie.
“Mais vous n’étiez pas là quand ils ont été mélangés, donc vous ne savez pas ce qu’ils ont été mélangés pour faire. Vous ne savez pas ce qui se passera quand vous le ferez cuire”, a-t-elle déclaré en 2017.
Tous ces ingrédients peuvent n’aboutir à rien. Ou ils pourraient être des signes de “la vie telle que nous ne la connaissons pas”, a-t-elle dit – une forme de biologie basée sur les hydrocarbures, plutôt que sur l’eau.
Dans les années qui ont suivi l’atterrissage de Huygens, les scientifiques ont détecté d’autres richesses moléculaires : des molécules chargées négativement associées à des réactions chimiques complexes, des anneaux d’hydrogène, de carbone et d’azote à partir desquels des acides aminés peuvent être construits, et des molécules qui peuvent s’agglutiner pour former une enveloppe sphérique semblable aux membranes qui entourent les cellules.
“Nous sommes pratiquement sûrs que tout ce qui est nécessaire à la vie, dans ces catégories générales, existe sur Titan”, a déclaré Hörst. “À un moment donné, on en vient à se demander si on ne devrait pas aller vérifier.”