Les missions Hayabusa2, OSIRIS Rex et MMX

La mission Hayabusa2 de la JAXA : succès complet

La JAXA (agence spatiale japonaise) voulait donner une suite à la mission Hayabusa1 qui s’était déroulée avec succès, malgré quelques périodes de suspense intense au retour. Ils ont lancé avec succès en décembre 2014 la continuation de leur précédente mission vers les astéroïdes : Hayabusa2. La sonde : similaire à sa première version. La cible : toujours un astéroïde de petite taille, cette fois il s’appelle 1999 JU3, ou Ryugu, sa taille est de l’ordre du km. Son avantage, c’est un astéroïde primitif, datant de la formation du système solaire. Il devrait contenir des molécules organiques. Il est plus petit que 67P de Philae mais plus dense. Néanmoins, la gravité y est très faible. Il est atteint en juin 2018, la sonde s’y met en orbite à 20 km d’altitude. L’exploration commence. Surprise : sa forme de dé bizarroïde et absence de cratères. Ryugu a un diamètre de 900 m et un albédo de 4,5%, c’est très noir ! Il tourne sur lui-même en un peu plus de 7h30. Sa densité est faible : 1,2, on pense donc que c’est un agrégat rocheux. Mais surtout, contrairement à Itokawa de la première mission, il y a plein de roches et très peu de zones plates sans gros objets. Notamment un gros rocher, baptisé Otohime : comment peut-il rester au sol avec si peu de gravité ?

La mission a été un succès complet puisqu’elle a réussi les étapes suivantes :

– Arrivée à l’astéroïde et mise en orbite.

– Lancement et atterrissage du mini robot Minerva II-1 le 21 septembre 2018.

– Lancement et atterrissage du robot (CNES et DLR) le 3 octobre 2018.

• Premier touch-down pour prélèvement le 21 février 2019.

• Lancement de l’impacteur pour le deuxième prélèvement le 5 avril 2019.

• Deuxième prélèvement le 11 juillet 2019.

• Lancement et atterrissage de Minerva II-2 le 3 octobre 2019.

• Il est temps de rentrer le 13 novembre 2019.

• Retour des échantillons sur Terre le 5 décembre 2019.

• Les prélèvements sont récupérés au Japon le 13 décembre 2019.

Présentation de la sonde : Assez similaire à l’ancienne mission, mais en se basant sur des techniques améliorées. Sa masse : 600 kg, dimensions : un peu plus d’un m³. Elle doit aussi déposer à la surface un instrument développé par le CNES et la DLR, MASCOT (acronyme de Mobile Asteroid Surface SCOuT). Un « scout » en anglais est un éclaireur. MASCOT est un atterrisseur de 10 kg doté d’un mécanisme de mobilité qui lui permettra de visiter 3 sites sur l’astéroïde. Sa durée de vie est limitée par ses batteries primaires, unique source d’énergie pour 12 heures de mission.

On va larguer ce petit atterrisseur très près de l’astéroïde, vers les 100 m d’altitude à la vitesse de l’ordre de 10 cm/s. Il va rebondir et une fois posé il a la capacité de se retourner si nécessaire. (roue à inertie et bras) car l’instrument principal doit être tourné vers le sol. De plus cet ensemble est capable de se déplacer par bonds en d’autres endroits. Pour atteindre ses objectifs scientifiques, l’atterrisseur MASCOT embarque 4 instruments scientifiques :

• MicrOmega, microscope infrarouge hyperspectral pour analyse minéralogique in situ du sol, développé par l’Institut d’Astrophysique Spatiale (Jean-Pierre Bibring, IAS). MicrOmega constitue l’instrument principal de MASCOT.

• CAM, caméra champ large multispectrale pour fournir un contexte géologique aux sites visités, développée par le DLR (agence spatiale allemande).

• MAG, magnétomètre, développé par l’Université Technologique de Braunschweig.

• MARA, radiomètre pour déterminer la température de la surface et déterminer l’inertie thermique de l’astéroïde, développé par le DLR.

Des simulations numériques d’atterrissage ont eu lieu pour limiter le nombre de rebonds,  la durée de vie de sa batterie étant limitée.

Concernant le prélèvement, 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. Ensuite la sonde s’est éloignée de la surface. La JAXA a publié une super intéressante vidéo de Hayabusa2 en train de collecter des échantillons de l’astéroïde le 21 février 2019 : on voit une pluie de cailloux projetés en l’air et aspirés par sa trompe.

Pour le deuxième prélèvement on a voulu compliquer les choses et prendre de la matière située plus profondément. À cet effet, on lance un impacteur (le SCI Small Carry-on Impactor) chargé de créer un cratère artificiel d’une dizaine de mètres de diamètre dans le sol et on ira prélever des échantillons au fond de ce cratère.

Le deuxième prélèvement s’est aussi bien passé que le premier, on verra plus tard, qu’en fait il a été plus fructueux.

La séquence de retour

Le 5 décembre 2020 à 17 h 30 UT, 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. Les échantillons sont vite transportés au Japon, où on ouvre les conteneurs. En tout 5,4 g de matière extra-terrestre récoltée.

Ensuite comme il reste du carburant dans la sonde, il est prévu que celle-ci fasse d’abord quelques tours du Soleil avant de s’intéresser à ses prochaines cibles qui pourraient être les astéroïdes 2001 CC21 en 2026 et 1998 KY26, un minuscule astéroïde en 2031. Une belle ambition pour cette mission bon marché et qui n’a malheureusement pas fait la une de la presse.