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Exploration du Système solaire : trois missions de la Nasa en compétition

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La prochaine mission du programme New Frontiers de la Nasa sera choisie parmi les trois projets que l'agence spatiale américaine vient de retenir. Deux visent à rapporter des échantillons de la Lune et d'un astéroïde primitif et une troisième doit envoyer un engin atterrir sur Vénus. Le choix de la mission se fera courant 2011 en vue d'un lancement avant décembre 2018.

Carte topographique du bassin Aitken réalisée par la sonde Clementine. Le rouge représente les hautes élévations, le pourpre les basse élévations. © Nasa

Chaque équipe responsable d'un des projets retenus a reçu un chèque de 3,3 millions de dollars pour réaliser une étude de 12 mois qui doit démontrer la faisabilité technique et scientifique du projet dans le budget fixé à 650 millions de dollars, hors coûts liés au lancement.

Le programme New Frontiers est un ensemble de missions spatiales planifiées par la Nasa dont l'objectif est d'effectuer une exploration scientifique approfondie des planètes du Système solaire, avec l'objectif de mieux comprendre l'origine de la Terre et de la vie.

New Horizons est la première mission de ce programme. Elle a été lancée en 2006 à destination de Pluton et Charon qu'elle rejoindra en 2015 pour effectuer la première reconnaissance scientifique de ce système qui n'a encore jamais été survolé.

Une deuxième mission est en cours de développement. Il s'agit de Juno, une sonde qui sera lancée en août 2011 vers Jupiter pour étudier le noyau de la planète, vraisemblablement constitué de roche et de glace, et pour déterminer les quantités globales d'eau et d'ammoniaque présentes sur Jupiter. Juno étudiera également le profil des vents et déterminera l'origine du champ magnétique de la planète.

« Nous voulons que ces missions suscitent l'enthousiasme des jeunes scientifiques, des ingénieurs et du grand public. » C'est dans ces termes qu'Ed Weiler, administrateur adjoint à la science à la Nasa, s'est exprimé lors de la présentation de ces trois projets.

Sage, pour découvrir Vénus 

Sage (Surface and Atmosphere Geochemical Explorer) est une mission proposée par Larry Esposito de l'Université du Colorado qui vise à mieux comprendre pourquoi Vénus est différente de la Terre malgré certaines similitudes comme leurs tailles, leurs masses et leurs compositions de base. Si au début de leur formation, rien ne distinguait ces deux planètes si ce n'est leurs distances au Soleil, elles se sont formées en même temps, dans la même région et vraisemblablement à partir des mêmes matériaux de base. Les scientifiques veulent comprendre comment elles ont évolué différemment.

Pour cela, Larry Esposito propose d'envoyer un engin se poser sur la surface pour gratter le sol et le mettre à nu de façon à voir sa composition minéralogique. La traversée de l'atmosphère serait mise à profit pour réaliser des mesures sur sa composition et sa météorologie. Cependant, ce scénario est extrêmement ambitieux en raison des conditions qui règnent sur cette planète. Une température de surface de près de 500 °C, une pression énorme et une atmosphère opaque à la plupart des longueurs d'ondes ne vont pas faciliter la tâche des ingénieurs pour la conception de l'engin.

Osiris-Rex (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security Regolith Explorer spacecraft) est, elle, dirigée vers les astéroïdes et les comètes sont des résidus de la formation du Système solaire et des planètes. Ces petits objets, qui se comptent par millions, sont très difficiles à observer. Leur étude peut nous permettre de comprendre les conditions qui régnaient lors de la formation du Système solaire car leur composition est similaire aux conditions initiales qui ont prévalu à la naissance du Système solaire.

Cette mission, proposée par Michael Drake de l'Université de l'Arizona, prévoit d'atterrir sur un astéroïde primitif pour l'étudier et de rapporter sur Terre des échantillons de sa surface. Ce type d'astéroïde étant riche en matière carbonée, une analyse de la matière organique que l'on s'attend à découvrir est prévue, ce qui peut éclairer sur l'origine des molécules complexes nécessaires à la vie.

MoonRise, récolte d'échantillons lunaires

MoonRise (Lunar South Pole-Aitken Basin Sample Return Mission) est également une mission de retour d'échantillons. Proposée par Bradley Jolliff, un chercheur à l'Université de Washington, cette mission consiste à poser un atterrisseur dans le bassin Aitken, au pôle sud de la Lune pour y ramasser environ 2 kilogrammes d'échantillons que l'on suppose provenir de l'intérieur de la Lune et de les rapporter sur Terre. Leur étude peut nous apporter un nouvel éclairage sur l'histoire de l'évolution de la Lune et de la Terre.

Cette mission est proposée dans un contexte favorable aux missions lunaires. Le retour annoncé sur la Lune des Etats-Unis pour s'y installer de façon durable, la découverte de molécules d'eau et de radicaux hydroxyle (OH°) sous forme de traces sur une grande partie de la surface de la Lune et la détection de quantités importantes d'eau dans le cratère Cabeus renforcent l'attrait de la Lune pour les scientifiques.