« La sonde OSIRIS-REx va pouvoir commencer son étude de l’astéroïde Bennu »

Partie de Terre en septembre 2016, la sonde Osiris-Rex a atteint son objectif, l’astéroïde Bennu, pour une mission ambitieuse. Cette sonde de la NASA a pour objectif de rapporter jusqu’à deux kilogrammes de matière de l’astéroïde afin de mieux le comprendre car son orbite coupe celle de la Terre. 

Alors que la sonde OSIRIS-REx vient d’atteindre sa cible, l’astéroïde Bennu, Patrick Michel, astrophysicien, directeur de recherches au CNRS et membre de l’équipe scientifique de la mission, nous explique pourquoi cette mission de la NASA n’est pas « une mission de plus, à destination d’un astéroïde, vestige de la formation des planètes ».

Bien que cet astéroïde ressemble à Ruygu, à côté duquel évolue actuellement la sonde Hayabusa2, laquelle se prépare à récupérer des échantillons, Bennu est un astéroïde bien plus petit : « 500 mètres de diamètre, contre 900 mètres pour Ryugu ». La comparaison des deux astéroïdes, « qui seront observés en détails avant la prise d’échantillon », doit nous permettre de comprendre comment le « comportement de la matière varie dans deux environnements gravitationnels distincts ».

Comme Ryugu, Bennu est un « objet primitif et carboné dont on suppose que sa composition a conservé la mémoire de la composition initiale du matériau présent lorsque s’est formé le Système Solaire et à partir duquel se sont formées les planètes ». Après s’être focalisés sur les astéroïdes de type silicatés, les astronomes s’intéressent de près aux objets carbonés, la matière la plus primitive et « l’élément le plus important de tous pour l’apparition de la vie ». L’étude de Bennu doit aussi nous aider à comprendre si la « matière organique et potentiellement hydratée, présente sur Bennu, a les mêmes similitudes que celles du vivant sur Terre et que l’eau des océans terrestres ».

Bennu (encore appelé « Bénou » ou 101955 dans sa dénomination internationale) risque de croiser la trajectoire terrestre pour la première fois le 25 septembre 2175. Les chances qu’il frappe effectivement la surface de la Terre sont de 0,0041%, soit une sur 24.000. Sur les 78 passages dangereux calculés par l’agence spatiale américaine, c’est celui de 2196 qui sera le plus inquiétant avec une probabilité de collision de 1 sur 11.000. Cela en fait le deuxième astéroïde le plus potentiellement dangereux dans les siècles à venir en regard de l’échelle (cumulative) de Palerme, qui mesure le risque d’impact des objets géocroiseurs – juste après (410777) 2009 FD, selon ce tableau des possibles impacts référencés par la NASA.

Il est donc important d’envoyer une sonde pour mieux « connaitre sa structure et sa composition dans le but évident de pouvoir réagir à temps si le risque de collision était avéré ». En effet, selon sa densité, les scénarios pour s’en protéger sont différents. Par ailleurs, un effet thermique, appelé Yarkovsky, qui contribue à l’évolution de la trajectoire de l’astéroïde sera mesuré, permettant une estimation plus fine des probabilités de collision.

Jusqu’à deux kilogrammes de matières rapportés sur Terre

Comme Hayabusa2, le principal objectif d’OSIRIS-REx est de rapporter des échantillons sur Terre. Mais, à la différence de la sonde japonaise qui prélèvera seulement « cent milligrammes, voire un gramme de matière de l’astéroïde Ryugu », la sonde américaine a pour « objectif de récolter un minimum de 60 grammes et jusqu’à deux kilogrammes d’échantillons de Bennu ». Notez que si la quantité de matériaux rapportés par Hayabusa2 peut paraître dérisoire, elle « sera suffisante pour réaliser des analyses inédites de matériaux vieux de 4,5 milliards d’années qui ont été très peu modifiés ».

Quant à l’incertitude sur la quantité de matériaux qu’est susceptible de récupérer OSIRIS-REx, elle s’explique par la « difficulté de dimensionner correctement un outil de collecte et l’absence de connaissances initiales de l’état de surface du petit corps » car les « ingénieurs et scientifiques ne peuvent obtenir aucune information détaillée concernant la surface et la structure interne des astéroïdes depuis le sol terrestre ».

En raison de leurs petites tailles, les astéroïdes sont des mondes très différents de la Terre en terme de gravité. Ils « induisent des phénomènes physiques inconnus sur Terre et difficilement reproductibles en laboratoire ». La dynamique de surface est aussi très différente. Par exemple, « nous avons encore une très mauvaise compréhension du comportement du sable en absence de gravité ». À ces contraintes, s’ajoute la nécessité de « réaliser un outil de collecte qui s’adapte à une très grande variété de terrain ». C’est aussi vrai pour l’équipe d’Hayabusa2 qui espère trouver un astéroïde avec au moins quelques terrains relativement plats et pauvres en gros rochers. Or, Ryugu s’avère être un monde très accidenté, ce qui va « rendre la récolte, basée sur une approche touch and go d’au moins 5 secondes pour récupérer les échantillons, bien plus risquée que prévue ».

OSIRIS-REx utilisera un système de collecte très différent de celui d’Hayabusa2. La sonde américaine utilisera un cylindre, au bout d’un bras de 3,2 mètres, qui, au « contact de la surface remuera la poussière et propulsera un jet d’azote pendant quelques secondes ; ce qui devrait créer un vortex qui entraînera les poussières et les cailloux, jusqu’à une taille de l’ordre de 3 centimètres, à l’intérieur du cylindre ».

Sources

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