New Horizons : 11 kg de plutonium pour comprendre Pluton - 29/04/2007

Au terme d'un voyage de 5 milliards de kilomètres, New Horizons devra s'inscrire dans un "couloir d'approche" de 300 km de diamètre sous peine de ne pouvoir accomplir ses objectifs scientifiques. Vu depuis la Terre, ce couloir présente le même aspect que le chas d'une aiguille située à 5 kilomètres de distance...

Heureusement, les techniciens auront la faculté de commander de nombreuses corrections de trajectoire tout au long du voyage et de l'approche. celle-ci sera facilitée par la prise de photos détaillées du système de Pluton en approche, afin de déterminer si le vaisseau spatial prend la bonne direction. New Horizons est équipé de deux types de propulseurs à hydrazine, les plus faibles déterminant l'attitude de la sonde et le pointage de ses antennes, les plus puissants, délivrant une poussée de 4,4 Newtons (448 grammes), assurant les modifications de trajectoire.

Les caméras et spectromètres commenceront leur travail environ 5 moins avant la rencontre. A ce moment, Pluton et ses lunes apparaîtront encore comme de minuscules points et il n'est pas exclu que déjà, de nouveaux satellites soient découverts.

A trois mois de l'objectif, soit 100 millions de kilomètres, les premières cartes de Pluton pourront être dressées. Durant les derniers 26 jours de l'approche, ce qui équivaut exactement à quatre révolutions de Charon autour de Pluton, des images et des spectrogrammes de Pluton seront enregistrés toutes les 12 heures avec une résolution de 48 kilomètres, afin de déterminer très précisément les variations météorologiques de Pluton.

Mais la partie la plus intense de la mission sera sans conteste le moment du survol de Pluton et Charon. "Moment" qui durera 24 heures, 12 heures d'approche et 12 heures d'éloignement, évènement majeur qui focalisera l'attention des scientifiques du monde entier sur cette minuscule poussière d'univers qui n'est même pas visible à l'oeil nu.

Survol de Pluton par New Horizons (vue d'artiste). © Crédit Nasa.

Durant l'approche, New Horizons étudiera les émissions ultraviolettes de l'atmosphère de Pluton, et ses caméras enregistreront les meilleures cartes de la surface de Pluton et de Charon dans les radiations bleue, verte et rouge, ainsi qu'une longueur d'onde devant révéler la présence de méthane gelé sur la surface.

Les instruments fourniront aussi des cartes spectrales dans le proche infrarouge, tentant aussi de révéler l'influence de l'énergie solaire réfléchie vers la surface de la planète par Charon, dont la période de révolution est de 6,4 jours. Pour ce faire, une corrélation postérieure avec les données fournies durant l'approche devra être effectuée.

La demi-heure que représente le passage de New Horizons à proximité immédiate de la planète sera mise à profit pour photographier la surface dans les longueurs d'ondes visibles et en proche infrarouge, révélant des détails de 25 mètres. Mais après ce survol, la mission est loin d'être terminée.

Durant l'éloignement, New Horizons fera face à la partie de Pluton plongée dans l'obscurité, et mettra cette position à profit pour observer l'atmosphère par transparence sur le bord du disque de la planète, déterminer si la partie supérieure est lisse ou agitée, et rechercher des anneaux.

Durant l'occultation de New Horizons par Pluton, la sonde percevra à travers le limbe atmosphérique le rayonnement solaire, qui sera spectrographié, tandis que l'instrument REX captera et analysera les émissions radio soigneusement calibrées transmises depuis la Terre. Toutes ces informations fourniront des données extrêmement précises sur la composition, la structure et le profil thermique de l'atmosphère.

Considérant la durée des transmissions entre la Terre et Pluton, qui sera de 4 heures et 25 minutes si celle-ci a lieu en juillet 2015, toute communication en temps réel est impossible et les ordinateurs de bord commandant la séquence automatique des opérations devront être programmés avec une précision qui s'apparente à une véritable chorégraphie. 4 heures et 25 minutes avant le passage de New Horizons derrière la planète, les émetteurs au sol devront émettre un signal calibré et les ordinateurs devront déclencher les analyseurs de REX au moment précis où le vaisseau passera exactement derrière le limbe atmosphérique. Pour reprendre l'allusion précédemment exposée, le chas de l'aiguille se situe maintenant à plus de 100 kilomètres... Si l'on considère de plus que la distance impose des communications ralenties à une vitesse de seulement 600 à 1200 bits par seconde, la vitesse des modems de la préhistoire de l'informatique, on mesure toute l'ampleur du défi. (Pour mémoire, elle sera de 38 Kb/sec à hauteur de Jupiter).

La transmission des données emmagasinées dans les enregistreurs de bord débutera 12 heures après la rencontre, et durera environ un mois. Les images seront reçues en premier, à raison d'une vue toutes les 2 ou 3 heures.

- 1°) Mission étendue

Dès avant la rencontre, les scientifiques auront dû déterminer de nouvelles cibles pour New Horizons. Les images fournies par LORRI et Ralph seront mises à profit pour détecter des objets appartenant à la ceinture de Kuiper et se situant approximativement dans la direction que suivra New Horizons en quittant le système de Pluton. Idéalement, deux objectifs seront choisis en fonction de leur position (donc de la date de la rencontre avec Pluton, découlant elle-même de la date du lancement), et de leur dimension, 50 km de diamètre ou plus. Deux semaines après la rencontre, les moteurs à hydrazine de la sonde seront remis en route et infléchiront la trajectoire du vaisseau en direction de son nouvel objectif, qu'il devrait atteindre au bout de 2 ou 3 années.

New Horizons dans l'environnement de la ceinture de Kuiper (vue d'artiste) © Crédit Nasa.

Lors de chaque rencontre, New Horizons suivra un timeline identique à l'exploration de Pluton et Charon. Ces études comprennent une projection topographique de la surface, de sa composition, de sa température, une recherche d'atmosphère, et de lunes secondaires.

- 2°) Saut dans l'infini

Position des principaux objets connus de la ceinture de Kuiper en 2002) © Crédit Nasa.

Après ces dernières observations, New Horizons poursuivra sa route au-delà de la ceinture de Kuiper en direction de l'espace interstellaire.

Médaille commémorative fixée sur la partie extérieure de la sonde New Horizons © Crédit Nasa.

Comme les vaisseaux Pioneer et Voyager, il échappera à la gravitation du Soleil et quittera à tout jamais notre Système solaire, sans espoir de retour.