La sonde New Horizons de la Nasa sort du sommeil pour étudier Pluton

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Par publié le à 14h47

La sonde New Horizons de la Nasa sort du sommeil pour étudier Pluton

Après la première mondiale qu'a été la mise en orbite de la sonde Rosetta autour d'une comète, puis l'atterrissage de son module Philae, un autre évènement historique se prépare : l'étude par la sonde New Horizons de Pluton, de ses satellites, et de la ceinture de Kuiper. La sonde vient de sortir de sa dernière phase d'hibernation et ses équipes se préparent désormais à recueillir le plus d'informations possibles dans les mois qui viennent. Retour en détail sur cette mission et sur son importance pour la communauté spatiale.

Après un voyage de près de 9 ans, durant lequel elle a parcouru 4,8 milliards de kilomètres, la sonde New Horizons de la Nasa s'apprête à finalement rencontrer sa cible : la planète naine Pluton. C'est la plus grande distance qu'un véhicule spatial ait jamais traversé avant d'atteindre sa cible principale. Pour se préparer à cette rencontre historique, New Horizons est sortie le 6 décembre de sa dernière phase d'hibernation, qu'elle avait entamé 99 jours auparavant. La sonde se trouve désormais à environ 260 millions de kilomètres de Pluton, qu'elle survolera si tout se passe bien le 14 juillet 2015.

Lors de son réveil, qui était pré-programmé, New Horizons a envoyé un signal de confirmation à ses opérateurs, basés au Laboratoire de physique appliquée de l'université John Hopkins (JHUAPL). A cause de la distance, il a fallu quatre heures et 26 minutes au signal (qui se déplace à la vitesse de la lumière) pour atteindre la Terre. Au total, New Horizons aura passé 1 873 jours en hibernation (séparés en 18 périodes), soit les deux tiers de son voyage. La mise en hibernation, durant laquelle la majeure partie de la sonde est éteinte, sert à préserver au maximum les composants et systèmes et à économiser les coûts d'exploitation (équipes et infrastructures sur Terre). New Horizons a servi de précurseur pour ce procédé (qui a également été utilisé pour la sonde Rosetta de l'ESA) au sein de l'agence spatiale américaine.

Une cible difficile à atteindre

A cause de la distance à parcourir, inatteignable par la seule propulsion de son lanceur Atlas V, New Horizons s'est servi de l'assistance gravitationnelle de Jupiter pour arriver jusqu'à Pluton. Elle a au passage réalisé de nombreuses analyses de Jupiter et de ses lunes pendant plusieurs mois. Cette contrainte de distance explique également le poids réduit de la sonde (478 kg) et le fait qu'elle ne fera que passer près de Pluton (à une vitesse de 11 km/s) sans rentrer dans son orbite. Décélérer suffisamment fort pour rester autour de Pluton nécessiterait plusieurs tonnes de carburants, ce qui n'est pas réalisable. New Horizons ne peut ainsi que corriger sa trajectoire, mais pas accélérer ni ralentir.

De la même manière, Pluton se trouvant très loin du Soleil, New Horizons n'est pas alimentée en énergie par des panneaux solaires mais par un générateur thermoélectrique à radioisotopes (technologie similaire à celle qui équipe le rover martien Curiosity). La sonde est donc relativement compacte, avec des dimensions de 2,1 m x 2,7 m x 0,7 m.

Pas de seconde chance

Le timing de cette mission est d'une importance capitale car Pluton, qui est très éloignée du soleil, possède une orbite excentrique, de 248 ans, qui la rapproche et l'éloigne du soleil par intermittence. Lorsqu'elle en est proche, elle possède une atmosphère (créée par réchauffement) qui disparaît lorsqu'elle s'en éloigne. La planète naine est passée au plus proche du Soleil en 1989 et s'en éloigne depuis. Les chercheurs estiment que son atmosphère disparaîtra vers 2020. Aussi il est crucial de l'observer avant que cela ne se produise, sous peine d'avoir à attendre deux siècles pour avoir une nouvelle opportunité de le faire.

New Horizons s'intéresse ainsi tout particulière à l'atmosphère de Pluton. Elle étudiera également la géologie et de la morphologie de Pluton et Charon (son plus gros satellite), et déterminera la composition de leur surface.

Sept instruments pour une planète naine

Dans les semaines qui viennent, les équipes vont soigneusement vérifier la sonde pour s'assurer que ses systèmes et instruments scientifiques fonctionnent correctement. New Horizons emporte sept instruments au total (pour un poids de 31 kg) :

  • Ralph, lui-même composé de deux instruments. MVIC, un imageur multi-bandes visible et infra-rouge et LEISA, un imageur spectromètre proche infrarouge
  • Alice, un imageur spectromètre ultraviolet dérivé de la mission Rosetta pour analyser la composition de l'atmosphère de Pluton, ainsi que pour analyser son satellite Charon et par la suite des objets de la Ceinture de Kuiper.
  • REX (Radio science EXperiment), un radiomètre passif pour analyser la composition et la température de l'atmosphère de Pluton.
  • LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), un télescope pour cartographier la surface de Pluton.
  • SWAP (Solar Wind At Pluto), un spectromètre pour mesurer la vitesse et la densité des particules composant le vent solaire.
  • PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation), un spectromètre pour mesurer la densité et la composition du plasma s'échappant de l'atmosphère de Pluton.
  • SDC (Student Dust Counter), un détecteur conçu par des étudiants pour mesurer la taille des particules de poussières rencontrées par la sonde.

L'observation de Pluton grâce à ces instruments commencera le 15 janvier. De nombreux moments forts auront lieu durant le premier semestre 2015, et notamment, dès mi-mai, l'obtention d'images de Pluton et de ses lunes d'une qualité inégalée jusqu'à maintenant (meilleures que celles du télescope Hubble). Après son passage près de Pluton, New Horizons poursuivra sa course vers la Ceinture de Kuiper, une zone composée principalement d'astéroïdes qui entoure le système solaire.

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