Imaginez garer en parallèle une camionnette de 15 passagers sur seulement deux ou trois places de stationnement entourées de rochers de deux étages. Le 20 octobre, une mission de la NASA dirigée par l’université de l’Arizona, qui dure depuis 16 ans, tentera de réaliser l’équivalent astronomique à plus de 320 millions de kilomètres.
Une mission de la NASA appelée astéroïde et qui ramasse les débris. OSIRIS-REx tentera bientôt de toucher la surface d’un astéroïde
OSIRIS-REx est la première mission américaine de retour d’échantillons d’astéroïdes, dont l’objectif est de collecter et de ramener sur Terre un échantillon vierge et intact d’un astéroïde pour une étude scientifique. Le vaisseau spatial tentera de toucher la surface de l’astéroïde Bennu, qui se déplace dans l’espace à une vitesse de 101 000 kilomètres par heure.
Si tout se passe comme prévu, le vaisseau déploiera un bras robotique de 3 mètres de long appelé TAGSAM (Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism) et passera environ 10 secondes à collecter au moins 50 grammes de débris sur l’astéroïde. Le vaisseau spatial, surveillé à distance par une équipe de scientifiques et d’ingénieurs, rangera ensuite l’échantillon et commencera son retour sur Terre, prévu pour 2023.
Vous pouvez regarder cette manœuvre de collecte d’échantillons “Touch-And-Go” le 20 octobre à 17 h EDT/14 h PDT (2100 UTC) ci-dessus, ou sur NASA Television et le site Web de l’agence.
En tant que vice-président senior chargé de la recherche et de l’innovation à l’Université de l’Arizona et en tant qu’ingénieur mécanicien ayant une longue carrière dans l’ingénierie des systèmes spatiaux, je pense que cette étape importante pour OSIRIS-REx reflète parfaitement l’esprit de la recherche et de l’innovation, l’équilibre délicat entre la résolution de problèmes et la persévérance, entre les obstacles et les opportunités.
Ce que Bennu peut nous apprendre
En 2004, Michael Drake, alors directeur du laboratoire lunaire et planétaire de l’université d’Arizona, son protégé, Dante Lauretta, alors professeur adjoint en sciences planétaires à l’université d’Arizona, et des experts de Lockheed Martin et de la NASA ont discuté du tout premier concept de la mission OSIRIS-REx et de ce qu’elle pourrait accomplir.
Les astéroïdes sont des vestiges des premiers matériaux qui ont formé notre système solaire, et l’étude d’un tel échantillon pourrait permettre aux scientifiques de répondre à des questions fondamentales sur les origines du système solaire. En outre, Bennu est un astéroïde géocroiseur qui risque d’entrer en collision avec la Terre à la fin des années 2100, de sorte que la mission explore également les moyens d’éviter une telle collision.
Mais l’objectif le plus ambitieux de la mission OSIRIS-REx est peut-être l’identification des ressources – le “RI” d’OSIRIS. Il s’agit essentiellement de cartographier les propriétés chimiques de Bennu afin d’en apprendre, entre autres, sur le potentiel d’exploitation minière des astéroïdes pour produire du carburant pour fusée – une notion qui, en 2004, était très en avance sur son temps.
La NASA a choisi UArizona pour diriger la mission en 2011, avec Drake à la barre. Lauretta, un étudiant de première génération et ancien élève de l’UArizona, a pris la relève lorsque Drake est décédé cette année-là et continue de diriger OSIRIS-REx aujourd’hui. Il ferait incontestablement la fierté de son prédécesseur.
Si OSIRIS-REx est la première mission de la NASA à tenter de collecter un échantillon d’un astéroïde, les connaissances scientifiques et technologiques nécessaires à une telle mission sont le fruit de décennies d’exploration préalable. Au début des années 1990, le satellite Galileo de la NASA a survolé les astéroïdes Gaspra et Ida. NEAR Shoemaker a été le premier objet fabriqué par l’homme à se mettre en orbite et à se poser sur un astéroïde. Avant de se diriger vers la planète naine Cérès en 2012, la sonde Dawn de la NASA s’est mise en orbite autour de l’astéroïde Vesta et l’a largement cartographié.
Et peut-être plus important encore, en 2010, l’homologue japonais de la NASA, la JAXA, a ramené sur Terre une petite quantité de poussière provenant d’un astéroïde via son vaisseau spatial Hayabusa.
Au début de l’année dernière, la sonde Hayabusa 2 de la JAXA a atterri sur l’astéroïde Ryugu et en a prélevé un échantillon. Le vaisseau spatial reviendra sur Terre en décembre de cette année. Ce fut un privilège et un plaisir absolu d’observer et d’apprendre des réalisations de nos collègues japonais.
Naviguer dans l’inattendu
OSIRIS-REx a été lancé de Cap Canaveral, en Floride, le 8 septembre 2016, et est arrivé sur Bennu en décembre 2018. Dans les mois qui ont précédé ce moment, son équipe de scientifiques et d’ingénieurs a effectué deux répétitions à distance, s’approchant très près de Bennu sans le toucher.
Lorsque l’équipe d’OSIRIS-REx a choisi Bennu comme cible, elle soupçonnait et espérait que la surface de l’astéroïde ressemblerait à une plage de sable. Mais le processus scientifique – et la nature elle-même – est plein de surprises, certaines difficiles, toutes merveilleuses.
Alors que la sonde OSIRIS-REx s’approchait de Bennu, sa série de caméras à haute résolution a renvoyé des centaines de photos de l’astéroïde vers la Terre, révélant non pas une surface ressemblant à une plage, mais un paysage accidenté, parsemé de rochers.
Ce n’était pas exactement ce qui était prévu.
L’équipe a scruté ces images pendant des mois, à la recherche d’un site à la fois suffisamment large pour qu’un engin spatial de la taille d’une grande camionnette puisse se poser et manœuvrer sans heurter un rocher, et contenant des matériaux suffisamment fins pour fournir des gravats meubles à collecter.
Le 12 décembre 2019, l’équipe OSIRIS-REx a annoncé le site d’atterrissage choisi : Nightingale. Nightingale abrite un cratère relativement récent de la taille d’un court de tennis. À son bord se trouve un bloc rocheux de la taille d’un immeuble de deux étages.
L’équipe, qui comprend des centaines de professeurs, de chercheurs et d’étudiants de l’université de l’Arizona et de plusieurs institutions partenaires, appelle affectueusement ce bloc rocheux le “Mont Doom”.
Dans une petite section du cratère de Nightingale – de la taille de quelques places de parking – l’équipe a identifié des débris suffisamment petits pour que le vaisseau spatial OSIRIS-REx puisse les saisir et les emporter.
Rien de risqué, rien de gagné
Les choses peuvent mal tourner le 20 octobre.
Outre le fait de s’écraser sur le mont Doom, d’autres risques moins dramatiques mais plus probables existent. La tête collectrice de TAGSAM pourrait atterrir sur un rocher, perchée en biais, plutôt qu’au ras d’une surface plane de gravats, ce qui rendrait sa collecte beaucoup moins efficace.
Comme la tête du collecteur ne peut recevoir que des particules de la taille d’un nickel ou plus petites, il y a aussi le risque qu’elle soit effectivement “bouchée” par quelque chose de plus grand. En territoire inconnu, les choses ne se passent pas toujours comme prévu.
Néanmoins, nous sommes optimistes.
Le vieil adage est vrai : qui ne risque rien n’a rien.
Nous avons déjà acquis tant de connaissances grâce à la mission OSIRIS-REx, et nous continuerons à explorer et à résoudre les problèmes avec la même détermination audacieuse qui nous a menés jusqu’ici