HISTORIQUE DES MISSIONS SPATIALES AVEC RETOUR D’ECHANTILLONS

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Au moment où la sonde Mars 2020 vient de connaître un succès mondial retentissant en déposant l’astromobile Persévérance sur Mars le 18 Février 2021 exactement à l’endroit prévu au fond du cratère Jezero avec pour mission de récolter et de stocker des échantillons en vue de les ramener sur terre d’ici 8 ans, n’oublions pas les exploits techniques et scientifiques considérables, du retour d’échantillons de l’astéroïde Ryugu par la sonde Japonaise Hayabusa 2, en Décembre 2020 (voir les articles sur ce blog en Mars 2019 et Juin 2020) et d’échantillons lunaires par la sonde Chinoise Change’5.

HISTORIQUE DES PREMIERS RETOURS D’ECHANTILLONS
Les 6 missions humaines Apollo 11 à Apollo 17 entre 1969 et 1972 ont permis aux astronautes de ramener pour la 1ère fois sur Terre des échantillons « extra-terrestres », 380 kg de roches collectées sur la Lune.
Dans les années 70, les russes réussirent à ramener 300 g d’échantillons lunaires avec leurs sondes automatiques Luna 16 (sept 1970), Luna 20 (Fév 1972), Luna 24 (Août 1976).

Si en 1986, plusieurs pays (USA, Russie, Europe) envoyèrent des sondes pour intercepter la comète de Haley, visible tous les 76 ans, c’est dans les années 2000 que la NASA ramena les premières « poussières d’étoiles avec les sondes Genesis (particules de vent solaire) en 2004, et Stardust (particules de la queue de la comète 81 P/Wild) en 2006.
Les Japonais ont réalisé leur exploit en 2010 en ramenant sur terre 1500 grains du sol de l’astéroïde Itokawa avec leur sonde Hayabusa 1.

Depuis la technologie d’approche des astéroïdes a constamment progressée pour permettre l’atterrissage de modules, rendue très difficile par la faible gravité. Il faut se rappeler les rebonds de Philae sur la comète ‘’Tchouri’’ !

MISSION EN COURS: HAYABUSA 2


Suite aux dernières informations recueillies lors de la récente visioconférence SAF d’Antonella Barucci, la capsule ramenant les échantillons de l’astéroïde Ryugu, une roche de 900 mètres de diamètre à 350 Mkm de notre planète, a été parachutée le 5 décembre 2020 depuis la sonde Hayabusa 2 sur le sol australien et récupérée par JAXA, l’agence japonaise. Au total 5.4 g de matériaux dont certains > 5 mm ont été récupérés. 50% en archive, 50% distribués à des laboratoires mondiaux. Du gaz, capté sur Ryugu, est en cours d’analyse par JAXA. Information essentielle: l’eau à l’état liquide a existé sur Ryugu. Vu leur succès, le Japon a décidé de prolonger la mission en propulsant la sonde vers un autre objectif céleste !

MISSION EN COURS: OSIRIS-REX

La NASA aiguillonnée par la réussite japonaise, a lancé une mission en Septembre 2016, OSIRIS-REx en direction de l’astéroïde Bennu, avec pour objectif de ramener un échantillon sur Terre.
OSIRIS est l’acronyme de :
Origins : ramener un échantillon donnant des indications sur l’origine de la vie sur Terre
Spectral Interpretation : réaliser les spectres de l’astéroïde
Resource Identification : fournir des informations pour une exploration par un équipage,
Security : mesure de l’effet Yarkovsky, pour prédire le risque d’impact avec la Terre,
REX étant l’acronyme de Regolith Explorer_la régolithe est la couche de poussière sur les planètes et satellites naturels résultant de l’impact des météorites,
Bennu, un astéroïde découvert en 1999, ressemblant à Ryugu par sa forme de toupie et sa texture mais 2 fois plus petit (500m), est un géocroiseur NEO (Near-Earth Objects), c’est-à-dire qu’il peut couper l’orbite terrestre, en frôlant la Terre tous les 6 ans avec un risque d’impact. Quelques spots très brillants sont visibles sur le sol de Bennu, ressemblant à ceux sur Vesta.

Il a été choisi parmi 300 géocroiseurs pour sa potentielle dangerosité, sa proximité, son diamètre pas trop petit (pour éviter une trop grande période de rotation, empêchant de viser un point au sol) et sa nature d’astéroïde dit “primitif”. L’étude scientifique d’échantillons d’astéroïdes carbonés (de type C), comme ceux de Ryugu et de Bennu, vestiges de matière n’ayant jamais pu former une vraie planète, est fondamentale car ils sont de vrais fossiles de la formation de la Terre, préservés depuis 4 Md d’années.

La sonde OSIRIS-REx est arrivée au voisinage de Bennu en décembre 2018, 2 ans après son lancement et a été mis en orbite à 2 km autour de l’astéroïde.
Compte tenu de l’importante présence de reliefs au sol, pouvant compromettre tout prélèvement d’échantillons, un instrument embarqué sur la sonde l’altimètre laser “OLA 2” a balayé la totalité de la surface de Bennu afin d’en établir une cartographie en 3D. Ayant permis de repérer de manière “chirurgicale” des sites de prélèvements d’échantillons, cette modélisation a fourni aux scientifiques des données inédites sur les caractéristiques de l’astéroïde. Après plusieurs essais, un prélèvement d’échantillons (400g environ) a eu lieu le 20 Octobre 2020 grâce à un bras articulé de 3 m, TAGSAM (Touch and Go Sample Acquisition Mechanism) permettant de projeter un jet d’azote liquide afin de pulvériser les poussières et débris de roches (régholite), avant de les aspirer et les placer dans une capsule de retour sur terre prévue à atterrir en Septembre 2023.

RETOURS ECHANTILLONS DE MARS_MSR_Mars Sample Return : science ou science-fiction ?

1.Phase de COLLECTE C’est celle qui vient de commencer. Le site Jezero, riche en roches sédimentaires (argiles et carbonates), supposé être un ancien lac à l’embouchure d’un fleuve, pourrait garder des traces de vie. La principale mission de Persévérance est d’effectuer, en 2 ans, des forages du sol, pour prélever des carottes d’échantillons de 1×5 cm , en des endroits variés, de les mettre dans une quarantaine de tubes qu’il doit déposer en trois localisations afin d’être récupérés plus tard par un autre rover Fetchrover, qui n’arrivera qu’en 2026.
2. Phase de RECUPERATION des échantillons par le couple Fetch /MAV
En 2026, la Nasa lancera un nouvel atterrisseur martien, équipé du FetchRover qui devra se poser au plus près des tubes d’échantillons déposés par Persévérance pour les récupérer et les placer dans un conteneur, de la taille d’un ballon de foot, du MAV (Mars Ascent Vehicle) , mini fusée qui décollera de Mars avec sa précieuse cargaison de 500 g pour rejoindre un satellite en orbite.
3. Phase de RETOUR sur TERRE des échantillons
MAV aura rendez-vous avec un satellite en orbite autour de Mars, lancé au préalable par l’ESA. Après un transfert du conteneur dans le satellite, celui-ci quittera l’orbite de Mars pour rejoindre la Terre, suivant des fenêtres favorables au retour, tous les 2 ans. L’échéancier prévoit le retour sur Terre vers 2030 !

AUTRES MISSIONS EN PROJET

MMX Martian Moons Exploration est une mission spatiale japonaise en cours de développement dont l’objectif principal est de ramener sur Terre un échantillon de sol de Phobos, un des deux satellites naturels de Mars. Lancement prévu en 2024 avec retour d’échantillons sur Terre en 2029. Cette mission emporterait des modules européens: MIRS du CNES et un rover du CNES /DLR. Priorité de la mission Phobos en 2025 puis Deimos en 2028, les lunes de Mars ayant une surface semblable aux astéroïdes primordiaux.
Ce type de mission devrait dater les échantillons, d’avant la formation du soleil ou d’après.
Ces informations sur le nuage proto-solaire permettraient peut-être de répondre à l’interrogation :
LE SOLEIL EST-IL UNE ETOILE DE 1ère OU DE Nième GENERATION ?

Dossier préparé par Michel Drobycheff
Article mis en forme et publié par Michel Vidal