Le vaisseau spatial OSIRIS-REx est en orbite autour de l’astéroïde Bennu depuis fin 2018. La mission – qui signifie Origins, Interprétation spectrale, Identification des ressources, Security-Regolith Explorer – a été lancée en septembre 2016.

Depuis son arrivée à Bennu, le vaisseau spatial et ses caméras collectent et envoient des données et des images pour aider l’équipe à en savoir plus sur la composition de l’astéroïde et à cartographier les meilleurs sites d’atterrissage potentiels pour collecter des échantillons.

L’événement principal de la mission, appelé l’événement de collecte d’échantillons Touch-and-Go, ou TAG, est prévu pour le 20 octobre à 17 h HE.

L’astéroïde et le vaisseau spatial sont actuellement à environ 207 millions de miles de la Terre, ce qui entraînera un retard de communication d’environ 18,5 minutes. L’équipe de la NASA diffusera en direct une animation illustrant ce qui se passe en fonction des commandes qui ont déjà été envoyées à OSIRIS-REx pour la séquence de collecte d’échantillons.

Le vaisseau spatial effectuera toute la séquence d’approche de l’astéroïde et de collecte de l’échantillon de manière autonome, car les commandes en direct depuis la Terre ne seront pas possibles.

Sur la base des données renvoyées par le vaisseau spatial, l’équipe de la mission devrait être en mesure de confirmer si l’atterrissage a réussi mardi.

Le vaisseau spatial a effectué deux répétitions sans toucher réellement l’astéroïde, son équipe est donc préparée pour cet événement très attendu.

Cependant, Bennu n’est pas ce que les scientifiques s’attendaient à ce qu’il soit. Le site d’atterrissage de Nightingale est entouré de dangers, la mission devra donc être exécutée avec la plus grande précision.

Le vaisseau spatial OSIRIS-REx devra détecter les dangers et retarder sa propre mission si des obstacles entravent la collecte des échantillons. Mais si tout se passe bien, le vaisseau spatial et son précieux échantillon commenceront le long voyage de retour sur Terre l’année prochaine et poseront l’échantillon sur Terre en 2023.

Esquiver les rochers de la taille d’un bâtiment

Imaginez une camionnette pouvant accueillir 15 passagers volant dans l’espace et s’approchant d’un rocher qui a la hauteur de l’Empire State Building et qui tourne rapidement. C’est la mission OSIRIS-REx à Bennu.

Bennu a une orbite qui le rapproche de la Terre, c’est pourquoi il est considéré comme un astéroïde proche de la Terre. Une de ses futures approches pourrait la rapprocher dangereusement de la Terre au siècle prochain; il a une chance sur 2700 d’avoir un impact sur notre planète.

Les échantillons de Bennu pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre non seulement les astéroïdes qui pourraient avoir un impact sur la Terre, mais aussi comment les planètes se sont formées et la vie a commencé. Au total, le vaisseau spatial collectera environ 2 onces, soit 30 sachets de sucre, d’une valeur de matière provenant de l’astéroïde.

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Bien que cela semble petit, c’est le plus grand retour d’échantillons depuis l’espace depuis le programme Apollo, selon la NASA.

Mais d’abord, OSIRIS-REx doit emprunter un petit chemin étroit vers le site d’atterrissage de Nightingale à l’intérieur d’un cratère de l’hémisphère nord de l’astéroïde.

La mission OSIRIS-REx de la NASA se prépare à un atterrissage sur un astéroïde

La zone de toucher des roues a été réduite à environ un dixième du plan d’origine, la précision est donc essentielle. Sur le bord est du cratère se trouve un rocher de la taille d’un bâtiment qui pourrait menacer le vaisseau spatial alors qu’il s’éloigne de l’astéroïde une fois que l’échantillon a été collecté.

Bennu « n’est pas près de la plage de sable que nous espérions et attendions », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA, lors d’une conférence de presse en septembre.

Au lieu de cela, les scientifiques ont découvert que l’astéroïde était couvert de rochers de la taille d’une maison. L’équipe a utilisé le vaisseau spatial pour cartographier l’ensemble de l’astéroïde et déterminer quatre sites d’atterrissage potentiels. Nightingale a finalement été choisi comme le meilleur.

«Nous avons choisi Nightingale parce que, de loin, il contient le matériau le plus fin de tous les quatre sites échantillons candidats», a déclaré Dante Lauretta, chercheur principal de la mission et professeur au laboratoire lunaire et planétaire de l’Université d’Arizona, en septembre.

«Nous avons passé début 2020 à faire des passes de reconnaissance à basse altitude sur ce site, pour finalement réaliser des images à environ un huitième de pouce par pixel. Nous avons essentiellement des images incroyablement détaillées couvrant l’ensemble du cratère, et nous avons compté toutes ces roches.

Entrer pour un touché

Le site d’atterrissage Nightingale mesure 52 pieds de diamètre, soit environ la taille de quelques places de stationnement où le vaisseau spatial de la taille d’une camionnette touchera brièvement pendant quelques secondes. Il n’y a pas de place pour l’erreur; des rochers de la taille d’un bâtiment sont à quelques pas.

L’événement prendra environ 4,5 heures pour se dérouler et le vaisseau spatial exécutera trois manœuvres pour prélever l’échantillon.

Le vaisseau spatial lancera d’abord des propulseurs pour quitter son orbite de sécurité autour de l’astéroïde, qui se trouve à environ 2500 pieds de la surface, et voyagera pendant quatre heures avant d’atteindre à seulement 410 pieds. Ensuite, le vaisseau spatial ajustera la position et la vitesse pour continuer à descendre.

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Ensuite, OSIRIS-REx ralentira sa descente pour cibler un chemin afin qu’il corresponde à la rotation de l’astéroïde lors du contact. Ses panneaux solaires se replieront dans une configuration d’aile en Y au-dessus du vaisseau spatial pour les protéger.

Enfin, OSIRIS-REx touchera les roues pendant moins de 16 secondes. Le vaisseau spatial lancera une bouteille d’azote sous pression dans l’astéroïde, en utilisant le gaz comme moyen de soulever le matériau de la surface de Bennu.

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La tête de collection du vaisseau spatial capturera le matériau remué. Cette tête, située sur le bras d’échantillonnage robotique de 11 pieds de long, est la seule partie du vaisseau spatial qui touchera Bennu. L’équipe le compare à un filtre à air dans un modèle de voiture plus ancien, parfait pour collecter des matériaux fins.

De petits disques, qui peuvent collecter la poussière comme des tampons collants, sont également situés sur la tête au cas où une partie de la manœuvre d’échantillonnage ne se déroule pas comme prévu.

Une caméra sur le vaisseau spatial prendra des images de l’événement de collecte.

« Nous serons en mesure de dire si nous avons été inclinés, si du gaz a soufflé sur le côté, si le matériau a été suffisamment remué », a déclaré Lauretta. «Nous aurons également une très bonne indication de l’emplacement exact à Nightingale où nous avons pris contact et nous pourrons le comparer à notre carte d’échantillonnage, pour évaluer si nous avons atterri dans une zone où il y a une abondance de matériel échantillonnable ou l’un des endroits les plus rocheux. . « 

Ensuite, les propulseurs du vaisseau spatial tireront et l’aideront à s’éloigner de la surface de Bennu et à atteindre à nouveau une distance de sécurité.

Le vaisseau spatial OSIRIS-REx effectuera ces manœuvres seul et devra en fin de compte décider s’il est sûr ou non. Le vaisseau spatial s’appuiera sur son système de navigation Natural Feature Tracking, qui prend activement des images pendant la descente et les compare avec des images stockées dans un catalogue à bord pour s’assurer qu’il est sur la bonne voie. Cela influencera chaque étape de la descente et de l’approche.

S’il s’écarte de sa trajectoire, le vaisseau spatial abandonnera la tentative.

Le système de navigation contient également une carte des dangers du site d’atterrissage, et s’il détecte que le vaisseau spatial s’approche d’un danger, il s’arrêtera à 16 pieds au-dessus de l’astéroïde et ne poursuivra pas la tentative.

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Cela signifie qu’OSIRIS-REx peut rester en sécurité et tenter une autre collecte d’échantillons à l’avenir.

Enregistrement avec Google Earth

Tout au long de chaque étape, le vaisseau spatial renverra des données aux chercheurs de la NASA sur Terre, ce qui leur permettra de déterminer si l’atterrissage a réussi ou non. Alors que seul un nombre limité de membres de l’équipe sera sur place dans la zone de soutien à la mission de Lockheed Martin Space en raison de la pandémie, d’autres seront sur place à différents endroits pour surveiller l’événement.

Pour s’assurer que le vaisseau spatial a effectivement collecté un échantillon, l’une des caméras OSIRIS-REx prendra des images de la tête de collecte le 22 octobre. Et le 24 octobre, le vaisseau spatial effectuera une rotation pour déterminer la masse du matériel qu’il a collecté.

Bien que l’objectif soit de 2 onces, OSIRIS-REx peut contenir jusqu’à 4 livres.

Si le prélèvement de l’échantillon se déroule comme prévu, la tête et l’échantillon seront placés et scellés dans la capsule de retour d’échantillon pour être renvoyés sur Terre.

Mais si la collecte échoue ou s’il n’y a pas assez de matériel, il y a deux autres charges d’azote pour les futures tentatives d’un deuxième site appelé Osprey en janvier 2021.

Le projet de la NASA de collecter le premier échantillon d'un astéroïde trouve sa cible

Au total, les membres de l’équipe passeront environ une semaine à évaluer ce qu’ils ont collecté et à s’assurer que le vaisseau spatial et ses instruments ont réussi à survivre indemnes à la rencontre.

« De loin, le résultat le plus probable que nous aurons le 20 octobre est que nous entrerons en contact avec la surface et repartirons avec un large échantillon qui dépasse nos exigences. Mais Bennu nous a déjà lancé un certain nombre de balles courbes, c’est pourquoi nous sommes pleinement prêt à marquer à Osprey (le site de sauvegarde) si cela devient nécessaire », a déclaré Mike Moreau, directeur de projet adjoint au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland, dans un communiqué.

Récemment, des scientifiques ont découvert que le matériau fin du site Nightingale n’était que récemment exposé à l’environnement spatial. Cela signifie que le matériel rassemblé par OSIRIS-REx sera l’un des matériaux les plus purs de l’astéroïde.

Et l’échantillon de Bennu qui sera renvoyé sur Terre ne ressemblera en rien aux météorites que nous avons sur Terre, disent les scientifiques de la NASA, car une grande partie de ce qu’ils ont appris sur Bennu est inattendu.