IAP Barucci Haya Osiris 5 fev 2019

Mise à jour le 12 Février 2019

CONFÉRENCE
« Les premiers résultats des missions spatiales de retour d’échantillons
HAYABUSA 2 et OSIRIS-REX »

Par Antonella BARUCCI Astrophysicienne LESIA

Organisée par l'IAP 98 bis Bd Arago, Paris 14^ème

Le Mardi 5 Février 2019 à 19H30

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos

Vidéos des conférences proposées par l’IAP sur Canal U

BREF COMPTE RENDU

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Description générée automatiquement

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Description générée automatiquement Antonella Barucci est astrophysicienne au LESIA (Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique), elle a fait ses études à Rome, puis est venue à Paris en 1989.

Elle a été membre de l’équipe d’André Brahic pendant une dizaine d’années et elle a participé au projet Rosetta.

Elle travaille maintenant au LESIA surtout sur les missions de retour d’échantillons d’astéroïde Osiris Rex (NASA) et Hayabusa 2 (JAXA), où elle est co-investigatrice à cause de son expertise sur les astéroïdes et de son investissement à l’ESA.

Elle a reçu la médaille d’argent de la NASA en 2018.

La connaissance des astéroïdes est fondamentale pour :

· Connaitre l’origine du Système Solaire et même pourquoi pas

· L’origine de la vie sur Terre

· Protéger la Terre contre certaines menaces venant d’astéroïdes dangereux. (voir Tcheliabinsk)

Il y aurait un million d’astéroïdes dans la ceinture principale qui auraient une taille supérieure à 1 km.

Deux missions très importantes concernant les astéroïdes et des retours d’échantillons sont en cours en ce moment.

Ce sont :

· La mission japonaise Hayabusa 2 vers l’astéroïde Ryugu

· La mission Osiris-Rex de la NASA vers Bennu

LA MISSION HAYABUSA-2 VERS RYUGU.

La mission Hayabusa 2 a été lancée par la JAXA le 4 décembre 2014.

Elle a atteint l'astéroïde primitif Ryugu en juin 2018 et elle l'étudie depuis lors avec ses huit instruments.

La sonde effectuera plusieurs prises d'échantillon, en surface ou en profondeur au moyen d'un impacteur.

Ces échantillons seront rapportés sur Terre en décembre 2020.

La sonde Japonaise Hayabusa 2 lancée fin 2014, est arrivée dans l’environnement de Ryugu en Juin 2018, elle s’est mise en orbite vers les 20 km d’altitude et y restera pendant 18 mois approximativement avant de prendre le chemin de retour vers la Terre.

Cet objet 162173 ou 1999 JU3 ou Ryugu, a une dimension de l’ordre de 900 m il fait partie des Apollo et est un astéroïde potentiellement dangereux, il croise donc l’orbite terrestre régulièrement. Il est actuellement à 270 millions de km de nous.

Son albédo : de 0,04 à 0,05. Période de rotation : 7,6 heures. Densité : 1,19 donc du type « rubble pile » (amas de gravats)

Toutes les images de l’approche de Ryugu ICI.

Il est en orbite autour de Ryugu, orbite qui baisse régulièrement afin d’obtenir les photos les plus fines de la surface.

Ryugu pris de 20 km d’altitude le 30 Juin 2018, le carré rouge représente le détail de l’image de droite.

Détail pris de 1 km d’altitude le 7 Aout 2018. En fait la sonde est descendue jusqu’à 850 m ! Le pixel est inférieur à 50 cm. Une autre photo du sol.

Crédit de ces deux images : JAXA, University Tokyo, Koichi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST.

Après cette descente, Hayabusa est remonté sur une orbite plus éloignée et plus sure.

On remarque tout de suite la forme bizarre de cet astéroïde, il ressemble à un dé qu’utilisent les jeunes lors de leurs jeux de rôle, presque un octaèdre.

Les cratères, peu nombreux, sont de morphologie différente. Certains sont remplis de roches, indiquant des mouvements du régolithe, d’autres sont en forme de chaîne.

En se basant sur la cratérologie, on estime l’âge de Ryugu à 1 milliard d’années.

On se souvient que la sonde a délivré des petits atterrisseurs Minerva et Mascot, voir les infos dans les news du site.

Le CNES a comparé Mascot (fabrication CNES) et Philae sur cette illustration.

En fait Mascot est un petit Philae.

Crédit : CNES

Mais la mission principale d’Hayabusa-2 est de prendre des échantillons du sol et de les ramener sur Terre.

Cette opération devrait se passer bientôt, vers le 21 Février 2019 en principe.

On choisit le site d’atterrissage en ce moment.

Ils doivent être proches de l’équateur.

Les candidats les plus sérieux sont : L07 et L08.

Rappelons comment va s’effectuer le prélèvement avec cette vidéo.

vidéo :

On vous tient au courant de la suite des opérations.

MISSION OSIRIS-REX VERS BENNU.

En Septembre 2016, la NASA a lancé une mission vers un petit astéroïde primitif de la ceinture principale, Bennu, avec pour mission d’en ramener un échantillon sur notre planète.

Cette mission s’appelle OSIRIS-Rex (acronyme de Origins, Spectral Interprétation, Resource Identification, Security-Regolith Explorer).

Bennu fait 500 m de diamètre et a été imagé maintenant avec grande précision par la sonde.

Mise en orbite en décembre 2018.

Prise d’échantillons prévue en 2020 et retour en 2023.

Le 16 Nov 2018, la sonde Osiris-Rex a pris cette photo en haute résolution de Bennu depuis une altitude de 136 km.

Image prise par la caméra Polycam (OCAMS).

Crédit: NASA/Goddard/University of Arizona

Bennu fait partie des astéroïde potentiellement dangereux, car il croise l’orbite de la Terre.

Quelques semaines avant l’approche, celle-ci avait donné lieu à cette animation gif.

Il y passera au plus près (300.000 km) en…2135 d’ailleurs !

On est étonné que sa forme ressemble à celle découverte pour Ryugu de la mission japonaise Hayabusa-2.

L’albédo de Bennu varie il passe de 0,037 à 0,1 en fonction des endroits.

Je reprends la description de la sonde que j’avais écrite il y a quelques temps.

La mission OSIRIS-Rex.

Le but de cette mission est multiple :

· Ramener sur Terre un échantillon caractéristique de la surface (entre 60g et 2kg)

· Cartographier la surface au point de vue chimique et minéralogique

· Documenter avec le plus de détails possibles du site de prélèvement

· Mesurer l’effet des variations d’orbite non gravitationnelles (effet Yarkovsky)

· Déterminer les caractéristiques complètes de cet astéroïde afin de pouvoir comparer avec les observations terrestres

Le plan de vol :

· Lancement début septembre 2016

· Étude de Bennu à partir d’orbites de plus en plus rapprochées : Octobre 2018

· Étude de l’astéroïde pendant 500 jours approx

· Prise d’échantillon notamment fin 2019

· On quitte Bennu en Mars 2021

· Arrivée orbite terrestre sept 2023

· Éjection de la capsule échantillon pour récupération dans le désert de l’Utah à la même époque.


C’est un gros un cube de 3m de côté avec deux panneaux solaires de 8,5m². Masse au décollage 1500kg.	Osiris-Rex sur banc de test (Lockheed Martin)

Les panneaux solaires chargent des batteries au Li-Ion, des petits propulseurs à l’hydrazine sont aussi montés pour les diverses manœuvres.

L’ensemble pour le prélèvement et le retour d’échantillons sur Terre comprend deux instruments très perfectionnés.

Deux mots sur le principe de prise d’échantillons ; c’est un système du type « touch and go » ; un bras articulé de grande longueur (3,2m) TAGSAM (Touch and Go Sample Acquisition Mechanism) portant à son extrémité une gamelle ressemblant à un vieux filtre à air de voiture, permettant de projeter un jet d’azote liquide sur le pourtour afin de fluidiser le régolithe et permettre ainsi l’aspiration dans une chambre de récupération.

Ensuite cet échantillon est placé dans la capsule de retour SRC (Sample Return Capsule).

L’approche va se faire à vitesse relative très lente : 10 cm/s et en s’adaptant exactement à la période de rotation de Bennu.

Une belle photo du bras en salle d’essai et encore une, bras déployé.


Le collecteur de TAGSAM touche la surface	Aussitôt de l’azote soufflé par l’extérieur provoque « l’envol » du régolithe qui est recueilli dans le réceptacle rouge