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La mission Rosetta du Japon : Hayabusa 2 est en route vers l'astéroïde 1999 JU3

Julien Bergounhoux

Mis à jour le 04/12/2014 à 12h23

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La mission Rosetta du Japon : Hayabusa 2 est en route vers l'astéroïde 1999 JU3

© JAXA

La mission japonaise Hayabusa 2 a débuté pour de bon le 3 décembre avec le lancement de la sonde à bord d'une fusée H-IIA F26. Elle a rendez-vous en 2018 avec l'astéroïde 1999 JU3, qu'elle étudiera sous toutes ses coutures avant d'en prélever des échantillons qu'elle ramènera sur Terre. Pour patienter en attendant ces résultats, Industrie & Technologies fait le point sur les technologies qu'elle emporte.

Alors que la sonde Rosetta de l'Agence spatiale européenne (ESA) continue sa mission d'étude de la comète 67P/Churyumov–Gerasimenko après l'atterrissage réussi (mais mouvementé) de Philae, et en attendant les missions OSIRIS-REx en 2016 et ARM (redirection d'un astéroïde vers l'orbite lunaire) en 2019 (au plus tôt) de la NASA, l'agence spatiale japonaise (JAXA) a lancé ce 3 décembre sa sonde Hayabusa 2.

Elle fait suite au succès de la première mission Hayabusa (dont le nom signifie "faucon pélerin" en japonais), lancée en 2003, qui avait intercepté l'astéroïde Itokawa en 2005, l'avait étudié depuis son orbite, et était même parvenu à en récupérer un échantillon et à le ramener sur Terre en 2010 malgré l'échec du déploiement de son petit atterrisseur MINERVA. Hayabusa 2 va poursuivre une mission similaire à celle de son prédécesseur, mais elle s'attaquera cette fois-ci à l'astéroïde carboné 1999 JU3, plus susceptible de contenir des molécules organiques. Sa mission scientifique est en cela proche de celle de Rosetta : en apprendre plus sur la création de notre système solaire et l'apparition de la vie sur Terre.

Hayabusa 2 rencontrera son astéroïde mi-2018 et y restera 18 mois. Au cours de cette période elle procédera à une caractérisation de l'astéroïde à distance depuis l'orbite, à des analyses au sol grâce à un atterrisseur baptisé MASCOT (Mobile Asteroid Surface SCOuT), et à des prélèvements d'échantillons qui seront renvoyés sur Terre (retour de la sonde prévu pour fin 2020).

L'innovation dans la continuité

Globalement Hayabusa 2 reste très proche de son prédécesseur, mais la JAXA en a modernisé certains aspects pour profiter des évolutions technologiques réalisées depuis lors. Elle utilise par exemple deux antennes plates au lieu d'une seule antenne parabolique, et tous les systèmes qui ont connu des défaillances sur Hayabusa ont été revus en conséquence.

La propulsion ionique par laquelle s'était démarquée Hayabusa à l'époque a été améliorée pour Hayabusa 2. Quatre moteurs ioniques (au xénon) d'une poussée de 28 millinewtons chacun sont présents à bord de la sonde, complétés par 12 propulseurs chimiques d'une poussée de 20 newtons chacun pour les manoeuvres à proximité de la Terre et de l'astéroïde. La sonde est alimentée par deux panneaux solaires de 6 m d'envergure, qui lui fournissent 2,6 kW d'électricité. Elle pèse environ 600 kg (dont 100 kg d'ergols) et mesure 1 m x 1,6 m x 1,4 m.


Une vidéo présentant en détail la mission Hayabusa 2 et les technologies qu'elle emploie

La collecte d'échantillons au centre de la mission

Le collecteur d'échantillons SMP (Sampler mechanism) conserve un fonctionnement similaire à celui de la mission précédente (un bec cylindrique touche la surface, puis un projectile est tiré qui éjecte de la matière dans le bec), mais a reçu plusieurs améliorations importantes : une meilleure étanchéité, 3 chambres de stockage contre 2 auparavant, et un bec recourbé vers l'intérieur pour récupérer de la matière qui retomberait.

Hayabusa 2 est de plus équipée d'un nouvel outil, un impacteur de 18 kg baptisé SCI (Small Carry-on Impactor). Grâce à une charge d'explosifs qui accélère une masse de 2 kg à 2 km/s, il est capable de créer un cratère de quelques mètres de diamètre sur la surface de l'astéroïde afin de récupérer des échantillons qui n'ont pas été longuement exposés à l'environnement spatial. Une caméra DCAM (Deployable Camera) filmera l'impact.


Cliquer pour agrandir

Quatre instruments en orbite

Hayabusa 2 effectuera des mesures scientifiques sur place (depuis son orbite) à l'aide de quatres instruments.

  • ONC-I, un imageur multibande (0,1 à 1 microns) qui possède deux optiques : un téléobjectif avec un champ optique de 5,7 x 5,7° et une optique normale de 57 x 57°. Le capteur a une résolution de 1024 x 1024 pixels.
  • NIRS3 (Near IR Spectrometer à "3μm"), un spectromètre proche infrarouge qui perçoit les longueurs d'ondes allant de 1,7 à 3,4 microns.
  • TIR (Thermal IR Imager), un imageur thermique infrarouge qui perçoit les longueurs d'ondes de 7 à 14 microns. Le champ optique est de 12 x 16° et le détecteur comporte 320 x 240 pixels.
  • Un LIDAR, qui mesure par laser des distances allant de 50 m à 50 km.

Ces équipements serviront à recueillir des informations depuis une orbite à 20 km de l'astéroïde. Parmi eux, les deux instruments infrarouges joueront un rôle essentiel. NIRS3 permettra d'étudier les interactions entre des minéraux et de l'eau et de repérer de possibles métamorphismes. TIR mesurera la température et l'inertie thermique de l'astéroïde.

Un atterrisseur... européen !

Hayabusa 2 embarque également trois petits rovers MINERVA-II (1A / 1B / 2) à la conception proche de celui qui avait accompagné la première mission. Ils pèsent 1,5 kg chacun et disposent de caméras et de thermomètres.

Mais la vraie nouveauté est MASCOT, qui a été développé pour la JAXA par l'agence spatiale allemande (DLR) en coopération avec l'agence spatiale française (CNES), et qui s'appuie entre autres sur l'expérience gagnée lors du développement de Philae. Il pèse 10 kg et est capable de se mouvoir grâce à un balancier interne, ce qui lui permettra de visiter trois sites différents sur l'astéroïde. Contrairement à Philae qui dispose de panneaux solaires, sa durée de vie est uniquement conditionnée par ses batteries (d'une capacité de 220 Wh), qui lui fourniront une autonomie de 12 heures avant qu'il ne s'éteigne définitivement.

MASCOT embarque 4 instruments scientifiques à son bord

  • MicrOmega, son instrument principal, un microscope infrarouge hyperspectral pour analyse minéralogique in situ du sol, développé par l'Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS).
  • CAM, une caméra champ large multispectrale pour fournir un contexte géologique aux sites visités, développée par le DLR.
  • MAG, un magnétomètre, développé par l'Université Technologique de Braunschweig.
  • MARA, un radiomètre pour déterminer la température de la surface et déterminer l'inertie thermique de l'astéroïde, développé par le DLR.

Le lancement de la sonde par la fusée H-IIA F26 (fabriquée par Mitsubishi Heavy Industries) depuis le centre spatial de Tanegashima, qui s'est déroulé à 13h22 JST (5h22 du matin heure de Paris), peut être visionné ci-dessous :

Le vol s'est déroulé sans incident, et la séparation de Hayabusa 2 a été confirmée une heure et 47 minutes après le décollage.

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