ASTÉROÏDES   NEA
3ème partie

  Les astéroïdes NEA (Near Earth Asteroids) sont nos proches voisins du Système solaire et possèdent une orbite en fer à cheval. De passage, ils sont situés aux points Lagrange.

mise à jour le 29/11/05:  
§18 - Deep Space 1(Braille - Borelli)
§20 - Stardust (Annefranck)
§21 -
Hayabusa
ex Muses-C


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23 2002 AA29 24 Cruithne 25 autres objets
26  Orbite de Cruithne 27 autres objets ailleurs 28 Deep Space 1
29 La suite 30 Stardust 31 Itokawa (Muses C)
32 Avant Muses-C 33 Kléopatra    
 
  1. Astéroïde 2002 AA29


   Une équipe internationale du programme LINEAR a découvert le 9 janvier 2002 qu'un astéroïde, appelé 2002 AA29, suivait l'orbite de la Terre autour du Soleil.
Sa forte inclinaison (10°) l'amène à passer au-dessus et au-dessous de l'orbite terrestre et lui permit de s'approcher à 5,9 millions de km le 8 janvier 2003 à 19h UTC. Il reviendra dans 95 ans. Comme lors d'une course de voitures, les 2 astres se doublent mutuellement. Il est tantôt devant, tantôt derrière la Terre. Ce bloc rocheux mesurerait aux environs d'une centaine de mètres de long (mag ~ 21) et est un peu comme une souris avec le chat.  Les effets combinés de la gravité du Soleil et de la Terre font que les 2 astres jouent des coudes pour passer l'un devant l'autre. De cette façon la Terre est protégée d'un impact éventuel de 2002 AA29 en dépit d'une similitude orbitale, car elle le repousse périodiquement tout en le maintenant à portée de main. Pour un observateur terrestre, l'astéroïde 2002 AA29 a une orbite en forme de "fer à cheval". Dans ~ 600 ans une simulation laisse apparaître qu'il se mettrait en orbite elliptique autour de la Terre, devenant un quasi satellite et y resterait une quarantaine d'années avant de reprendre son orbite en forme de "fer à cheval". 

2002 AA29 en orbite autour de la Terre Ci-contre 2002 AA29 en orbite autour de la Terre, change de sens lorsque la terre s'approche de lui. Ce phénomène est le résultat d'une résonance de 1:1. Chaque boucle prend 1 année complète et il faut 95 boucles (ou années) pour que 2002 AA29 aille d'une extrémité du "fer à cheval" à l'autre. Pour mieux comprendre ce qu'il se passe, imaginons que la Terre soit un gros camion qui se déplace sur la voie centrale à vitesse constante et l'astéroïde est une voiture. Lorsque sur la voie extérieure, la voiture roule moins vite que le camion, il la rattrape. Mais lorsque le camion l'a doublée, la voiture passe sur la voie intérieure et de ce fait va plus vite que le camion. Elle le rattrape par derrière. Lorsqu'elle l'a rattrapé, la voiture repart sur la voie extérieure et va plus lentement. Le cycle recommence. C'est ce qui arrive sur une orbite en fer à cheval. Les 2 véhicules utilisent la même route, mais en mode coordonné pour éviter l'accident. En réalité, la coordinations des 2 astres sont régis par les lois de la mécanique céleste et requiert juste les bonnes conditions. Jupiter pourrait en être la cause. L'animation ci-dessus montre comment 2002 AA29 se déplace autour de la Terre sur l'orbite solaire. Sur l'animation ci-contre, la Terre représentée en vert, est à sa position annuelle. Tandis qu'en blanc, la Terre voyage sur son orbite. 2002 AA29 est le point jaune qui se déplace à proximité de la Terre.

    Compte-tenu de sa taille et la distance à laquelle il est situé, il est difficile de considérer 2002 AA29 comme un satellite naturel de la Terre. En effet il est beaucoup trop éloigné pour être entièrement dépendant de la gravité terrestre et non de celle du Soleil. 

http://www.astro.uwo.ca/~wiegert/3753/horseshoe.gif

Object (and name) Date of encounter (TT) Distance (AU) Orbit arc Reference
JD Calendar
2002 AA29 2452648.31 2003 Jan. 8.81 0.03911 2 oppositions, 2002-2003 E2003-A77
(3753) Cruithne 2415583.36 1901 July 17.86 0.09135 19 oppositions, 1973-2001 MPO 15993

http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/CloseApp.html

http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/CloseAppLong.html

     Voici les 2 simulations montrant le mouvement de 2002 AA29, lorsqu'il sera en orbite autour de la Terre en 2588. A gauche le déplacement orbital de la Terre et de son protégé autour du Soleil et à droite, l'astéroïde semble suivre une orbite proche d'une ellipse autour de la Terre.

 le déplacement orbital de la Terre et de son protégé autour du Soleil
http://neo.jpl.nasa.gov/2002aa29/2002aa29f.gif

   Les astronomes ont classé 2002 AA29, comme le premier vrai corps co-orbital associé à la Terre, car il partage plus sa route avec la Terre qu'avec le Soleil. 

  Ce qu'on appelle des astéroïdes co-orbitaux avec la Terre ECA (Earth coorbital asteroids) sont des astéroïdes dont le mouvement orbital est dans le rapport 1:1 avec celui de la Terre. Ils sont en résonance avec elle. Cela signifie que la Terre et l'astéroïde se déplace en même temps (1 an), sur la même orbite, autour du Soleil . Bien que la Terre et l'astéroïde ne se déplace pas à la même vitesse à un instant donné, le mouvement moyen reste le même, ils sont en résonance 1:1.

  Des astéroïdes co-orbitaux ont été trouvés autour d'autres planètes et la Terre peut donc avoir d'autres petits corps aux points Lagrange, bien qu'aucun ne fut encore découvert.

http://neo.jpl.nasa.gov/

http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/AA29/AA29_qs160x120.gif

http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/3753/horseshoe.gif

http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/AA29/AA29.html

  1. Cruithne

  Les astéroïdes NEA (Near Earth Asteroids) sont nos proches voisins du Système solaire et quelques uns de ces objets sont déjà passés entre la Terre et la Lune. Ils ont une taille moyenne de 30 à 40 km (1036 Ganymed et 433 Eros), mais il y en a qui mesurent seulement quelques mètres. Ils sont importants pour notre compréhension du taux d'impact passé et présent avec la Terre et ils peuvent être une source de matière lors des futurs voyages spatiaux.

La stabilité de Cruithne est assurée sur les points de Lagrange  L'astéroïde 3753 Cruithne est de la même classe que l'astéroïde 2002 AA29, un bloc similaire sur une orbite en fer à cheval, autour de la Terre. C'est un astéroïde de 5 km de diamètre (H = 15,1). Il aurait été capturé il y a quelques centaines d'années. Sa stabilité y serait assurée pour quelques milliers d'années seulement, sur les points de Lagrange où il tourne autour des points L3, L4 et L5 en 770 ans , (ci-contre).  Tous les 375 ans , il s'approche au plus près de la Terre à 15 millions de km et la prochaine fois sera en 2285.

   C'est le mathématicien français Joseph-Louis Lagrange qui découvrit au 18e siècle que 5  points existaient où s'équilibraient les forces de gravitation des planètes, incluant le Soleil et la Terre. Il démontra que des objets pouvaient s'y maintenir longtemps. C'est d'ailleurs là que les sondes sont envoyées, telle Soho qui observe le Soleil. L'orbite de ces objets y est alors exotique, souvent en forme de têtard et rarement en forme de fer à cheval. Cette forme implique ce mouvement  autour des points Lagrange.

Pour en savoir plus sur les points Lagrange:
http://www.physics.montana.edu/faculty/cornish/lagrange.pdf

   Le nom de Cruithne vient du premier groupe celtique qui arriva en Angleterre entre 800 et 500 BC (Before Christi), en provenance de l'Europe continentale. La prononciation anglaise correcte est:"croo-een-ya". L'accentuation se fait sur le "een".

   Cruithne fut découvert le 10 octobre 1996 par D. Waldron travaillant avec R. McNaught, M. Hartley et M. Hawkins au Siding Spring Observatory, Coonabarabran, Australie. Ce n'est qu'en 1997, que son orbite, invisible à l'œil nu, hautement excentrique autour de la Terre, intrigua des scientifiques travaillant au Queen Mary et au Westfield College à Londres et qui la découvrirent par simulation. Cela les conduisit à bâtir une théorie pour expliquer le mouvement d'autres objets capturés à ces points d'équilibre qui existent entre toutes les planètes et le Soleil. Pour Fathi Namouni, un des chercheurs au Princeton University, ils auraient trouvé une nouvelle dynamique à travers laquelle des astéroïdes voguant librement dans l'espace deviennent temporairement des lunes de la Terre pendant quelques milliers à quelques dizaines de milliers d'années. De la même façon, ils ont compris comment, grâce à la danse gravitationnelle du Soleil et de la Lune, ces lunes vont et viennent tout en restant très longtemps.

    Les interactions avec la Terre sont peu fréquentes et prennent place dans un cycle de plusieurs centaines d'années. De ce fait, des simulations longues et minutieuses  sont utiles pour connaître la vraie nature de son orbite. En plus, il y a beaucoup de paramètres:

  • voyage sur le plan orbital de la Terre, tout en s'approchant lentement et repartant en sens inverse.

  • il suit la Terre dans sa course autour su Soleil.

  • forte inclinaison de son orbite (20°)

  • grande excentricité (0,51)

  Cruithne s'approche à moins de 0,1 UA soit 15 millions de km ou 40 fois la distance Terre-Lune, tous les 375 ans.  Il reste au plus près de la Terre quelques centaines d'années. En 2002, il ne s'est approché qu'à 0,3 UA. Il s'éloigne ensuite de la Terre le long de son orbite en "fer à cheval", ainsi sa distance annuelle minimale s'accroît lentement au fil du temps. En juin et juillet 2001 il était à 1,5 UA (500 fois la distance Terre-Lune) de nous.

  Il semblait être un candidat peu probable pour se trouver dans la sphère d'influence de la Terre. Auparavant les chercheurs pensaient que les orbites en "fer à cheval"  n'étaient possible que pour les astéroïdes ayant des orbites faiblement inclinées et peu excentriques. Ses éléments orbitaux, ils sont les suivants au jour julien JD 2450500,5 (fev 97) et relatifs à l'équinoxe J2000,0:

  • demi grand axe : 0.99778030 UA

  • excentricité: 0.51478431

  • inclinaison i: 19.812285 degrés

  • longitude du nœud ascendant: 126.373212 degrés

  • argument au périhélie: 43.640637 degrés

  • anomalie moyenne: 40.048932 degrés

  • passage au périhélie: Jan 1997  11.50 UT = JD 2450460.00.

  Ces éléments sont issus de la base de données de Ted Bowell  du Lowell Observatory. Il est aussi possible de consulter la page du centre NEA des "Objets s'approchant de la Terre" Near-Earth Object

Désignation Prov.
Des.
q Q M+ M- N+ N- H Epoque M Peri. Node incl. e a Opps.   Ref.
3753 Cruithne 1986
TO
0,484 1,511 0,088     0,168 15,1 20030610 154,6 43,7 126,3 19,8 0,515 0,998 19 MPO 15993

http://cfa-www.harvard.edu/cfa/ps/lists/Atens.html

 

Object (and name) Date of encounter (TT) Distance (AU) Orbit arc Reference
JD Calendar
2002 AA29 2452648.31 2003 Jan. 8.81 0.03911 2 oppositions, 2002-2003 E2003-A77
(3753) Cruithne 2415583.36 1901 July 17.86 0.09135 19 oppositions, 1973-2001 MPO 15993

  Depuis longtemps les astronomes savent que le Système solaire est rempli d'objets qui se promènent à différentes orbites. Voici une simulation de 5 M bits (image 961 x 961) montrant l'animation des objets dans le Système solaire interne, pendant 2 ans. http://cfa-www.harvard.edu/iau/Animations/Inner.gif

 Et voir aussi les objets dans le Système solaire inférieur en statique:      http://cfa-www.harvard.edu/iau/lists/InnerPlot.html

  1.  D'autres objets avec la Terre?

   Il n'y a pas d'autres objets connus en relation dynamique avec la Terre. Mais depuis le 18 septembre 2001, il semblerait que les astéroïdes 1998 UP1 et 2000 PH5 puissent en faire partie et seraient en résonance comme Cruithne.

  1. Orbite de Cruithne

    L'astéroïde Cruithne est connu pour être un compagnon peu commun de la Terre. Il partage la même orbite et leur mouvement est une chorégraphie qui leur permet de vivre en cohabitant sans risque de collision. Ce fait a été révélé par Paul Wiegert, Kim Innanen et Seppo Mikkola dans la revue Nature du 12 juin 1997. Toutefois, le mouvement de Cruithne est beaucoup plus compliqué que celui d'un simple satellite.

 Cela signifie que la Terre et l'astéroïde se déplace en même temps (1 an), sur la même orbite, autour du Soleil . Bien que la Terre et l'astéroïde ne se déplace pas à la même vitesse à un instant donné, le mouvement moyen reste le même, ils sont en résonance 1:1. Cruithne aurait été capturé il y a quelques centaines d'années et sa stabilité serait assurée pour quelques milliers d'années seulement (5 000 ?). 

    Cruithne est un astéroïde ECA (Earth coorbital asteroids) c'est-à-dire co-orbital (qui accompagne sa planète) avec la Terre en jargon de mécanique céleste  dont l'orbite est en forme de "fer à cheval" et en résonance 1:1 avec celle de la Terre. Il faut 770 ans à Cruithne pour accomplir son orbite en forme de fer à cheval. Tous les 385 ans, il s'approche à moins de 15 millions de km de la Terre. Sa prochaine approche sera en 2285. Il est en co-rotation autour de la Terre. Cela signifie que la Terre et l'astéroïde se déplace en même temps (1 an), sur la même orbite, autour du Soleil. Pour comprendre la co-rotation, imaginons la Terre stationnaire (la croix bleue cerclée) et regardons l'astéroïde. Nous le voyons s'approcher de la Terre et lorsqu'il est suffisamment proche, il repart pour répéter la même opération de l'autre côté. En rouge, orbite de Mars et en vert, celle de Vénus.


http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/3753/3753_1.gif

  Cette organisation peu commune d'une rencontre étroite avec une planète et n'ayant pas comme conséquence impacts ou déformations importantes de l'orbite de l'astéroïdes se nomme une orbite en "fer à cheval" en raison de sa forme. Notez que l'astéroïde  circule sur 2 plans autour de la terre et partage l'orbite avec elle. Puisque chaque année la Terre revient au même endroit sur son orbite, cela correspond à figer ce lieu pour étudier l'orbite de Cruithne par rapport à ce point. Puisque Cruithne a également une orbite de presque un an, il côtoie la Terre dans un ballet bien réglé.

   Une orbite est un équilibre entre 2 forces: la gravité qui attire et la vitesse des corps qui tend à les écarter l'un de l'autre. Le satellite se maintient en orbite car sa vitesse contre-balance la pesanteur. Toutefois, pesanteur et vitesse ne sont pas complètement indépendantes l'une de l'autre: la gravité fait que les choses vont plus vite qu'elles ne tombent et un objet mobile voyageant dans la direction opposée ne restera pas en orbite. C'est une action mutuelle entre les deux qui permet à Cruithne d'être en osmose avec la Terre. Dès que Cruithne s'approche trop près de la Terre, la gravité terrestre l'attire; mais en raison du changement de trajectoire, sa vitesse change de telle manière qu'il s' éloigne de la terre. La gravitation ne repousse jamais l'astéroïde dans le sens strict, mais le résultat est identique: inversion de sens et Cruithne s'éloigne. L'animation ci-dessus montre comment Cruithne se déplace autour de la Terre sur l'orbite solaire. Sur l'animation ci-contre, la Terre est représentée en vert, à sa position annuelle. Tandis qu'en blanc, la Terre voyage sur son orbite. Cruithne est le point jaune qui se déplace à proximité de la Terre.

Cruithne est en co-rotation avec la Terre
http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/3753/s3753_2.gif

   

une idée du mouvement vertical, tout en entrevoyant le mouvement horizontal.  Ci-dessous, une série de 4 images montrent la dérive dans le temps de l'orbite en " fer à cheval" de Cruithne.  L'orbite de Cruithne à la  forme d'un rein sur laquelle il spirale autour de la Terre. Compte-tenu de l'échelle, il est impossible d'y faire figurer les boucles qu'il effectue autour de la Terre, aussi la figure ci-contre donnera une idée du mouvement vertical, tout en entrevoyant le mouvement horizontal. 

Il y a 2 types de mouvement:

  • chaque année, Cruithne "trace" une sorte de rein ou haricot.

  • avec le  temps, cette forme dérive le long de l'orbite terrestre, la recouvrant complètement (au bout de 385 ans) en forme de fer à cheval.


http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/3753/s3753_3.gif

   Le site du découvreur du mouvement de l'orbite de Cruithne:
http://www.astro.queensu.ca/~wiegert/3753/3753.html

  1. D'autres objets ailleurs ?

  Il n'y a pour l'instant qu'un cas connu, celui de Saturne avec Janus et Epiméthée. Janus joue le rôle de la Terre dans ce cas-là et Epiméthée celui de Cruithne. Toutefois ce système possède une "orbite en fer" à cheval moins compliquée que celle de Cruithne et la Terre. Il y a d'autres astéroïdes qui sont connus pour avoir une orbite co-orbitale (qui accompagne sa planète, c'est la première condition pour avoir une telle orbite) avec des planètes. Mars a un astéroïde co-orbital (son nom est 5261 Euréka), et Jupiter en a beaucoup (environ 400 objets); il y a également d'autres petites lunes co-orbitales dans le système de Saturne: Télesto et Calypso avec Téthys et Hélène avec Dioné. Toutefois aucun de ces systèmes ne possède d'orbite en fer à cheval.

retour à la Terre (satellites)

  1. Deep Space 1

   Une sonde qui fait très peu parler d'elle et qui pourtant a très bien fonctionné:  Deep Space 1. Avec 81,5 kg de xénon et 31,1 kg d'hydrazine, Deep Space 1 avait une masse de 486,3 kg au décollage. Les performances de la fusée Delta permirent l'emport d'un petit satellite supplémentaire: SEDSAT-1 construit par des étudiants de l'université de Huntsville dans l'Alabama.     Lancée le 24 octobre 1998 à 12h08 UTC par une Delta II, en 9 mois elle a correctement rempli sans mission qui était de tester 12 nouvelles technologies à haut risque, dont notamment le moteur ionique. 

 Le moteur ionique utilise une cathode creuse pour produire les électrons qui créent l'ionisation du xénon. Le gaz est ensuite accéléré grâce à une différence de potentiel de 1 280 volts et injecté dans la tuyère de 30 cm équipée de 2 grilles en molybdène. Un faisceau séparé est émis pour un plasma neutre. La puissance maximale qui peut délivrer l'unité de puissance PPU (power processing unit) est de 2,5 kW pouvant ainsi accepter  la puissance opérationnelle crête de 2,3 kW et délivrer une poussée de 92 mN (millinewton). Le moteur peut travailler avec 112 niveaux d'accélération de 580 W (niveau 6) à 2140 W (niveau 90). Ce qui correspond à une impulsion spécifique de 1975 s à 3180 s. En 1799,4 heures de poussée, la quantité totale de xénon consommée s'élève à 11,4 kg fournissant une vitesse 699,6 m/s.

   DS 1 nécessitant beaucoup d'énergie, il fut développé 2 panneaux solaires d'un genre nouveau incluant des lentilles amplificatrices par groupe de 5 cellules, sur un total de 720 cellules, permettant une amplification par 7. Ainsi avec des petits panneaux, le coût devient raisonnable. Entre 400 et 850 nm le rendement est de 22%. A 1 UA, l'ensemble fournit une puissance de 2,5 kW.  Ces panneaux furent aussi utilisés pour vérifier la propulsion solaire. Ces panneaux solaires furent une des 12 nouvelles technologies testées et surtout, le mécanisme de déploiement.

  Deep Space 1 a survolé l'astéroïde 9969 Braille

     Comme bonus à la fin de la première mission, Deep Space 1 a survolé l'astéroïde 9969 Braille (1992 KD) le 29 juillet 1999 à 4 h 46 UT, à 26 km et à 56 000 km/h et à 188 millions de km de la Terre et 199 millions du Soleil. L'astéroïde est de composition semblable à Vesta. Ses dimensions: 2,2 km X 1 km. Un problème de pointage n' a pas permis une mise au point meilleure de la photo ci-contre.  Braille serait de composition identique à Vesta.

http://neo.jpl.nasa.gov/images/braille.gif

 

   En janvier 2001, DS1 devait atteindre la comète Wilson-Harrington et la comète Borelly en septembre 2001. Cette comète Wilson-Harrigton fut perdue après sa découverte en 1949. En 1992, l'astéroïde (4015) 1979 VA fut reconnu comme étant le même corps. Il est possible qu'elle fut découverte lors de la fin de son maximum d'activité. Elle est considérée comme une comète dormante ou bien la transition entre une comète et un astéroïde avec un rayon estimé à 2 km. La rencontre devait être similaire à Braille (1992 KD) soit 15,8 km/s. Ci-dessous, le schéma de la trajectoire de rencontre avec la comète Borelli.

le schéma de la trajectoire de rencontre avec la comète Borelli.

http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/DS1_Primary_Mission.pdf

http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/img/borrelly_far_browse.jpg

   Mais le traqueur stellaire de Deep Space 1 tomba en panne (il contient en mémoire un catalogue de 250 000 étoiles, servant à la navigation automatique) le 11 novembre 1999. Les chercheurs réussirent à reconfigurer la sonde à 300 millions de km et une nouvelle mission lui fut assignée. La comète Wilson-Harrington fut oubliée au profit de la comète Borelly. Le 22 septembre 2001, la sonde pénétra dans la coma de Borelly et s'approcha à 2 171 km du noyau à 22h30 UTC à la vitesse relative la comète de Halley par rapport au noyau, de 16,5 km/s. Pour mémoire, il faut se souvenir qu'en 1986, la sonde européenne Giotto s'était approchait à 500 km de la comète de Halley à la vitesse de 80 km/s. Ci-contre la comète de Halley, la seule image obtenue d'une comète avant Borelli. C'est à cause d'un passage mouvementé à proximité de Halley, que les américains choisirent de passer à seulement 2 171 km. En effet, la sonde Giotto avait été percutée par de nombreuses poussières et notamment une qui fit perdre le pointage de la sonde vers la Terre et entraîna une détérioration de l'objectif. 

Credit: European Space Agency
 http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/image/comet_halleynuc1.gif

 Deep Space 1 a plongé vers le cœur de la comète Borelli et nous a livré quelques détails, surtout le premier gros plan d'une comète, le 22 septembre 2001. La sonde est passée à 2171 km du noyau de glace. Elle mesure 4 km X 2 km et sa surface active représenterait 7 à 10 % de la surface totale. 

 Bien que passant à très grande vitesse, les chercheurs espèrent avoir obtenu suffisamment d' informations sur la structure, la composition de la coma et la queue (incluant gaz, plasma et poussières), la nature des jets et leur connexion avec la surface, l'interaction avec le vent solaire et aussi les caractéristiques du noyau.

  

Deep Space 1 est passé à 2171 km du noyau de glace. La comète Borelli mesure 4 km X 2 km
http://nmp.jpl.nasa.gov/ds1/img/borrelly_1.jpg

 

 C'est le 18 décembre 2001 à 20h UTC que le moteur ionique fut arrêté marquant la fin de la mission. Le récepteur radio fut maintenu en état afin de reprendre contact avec la sonde le moment voulu. Toutes les technologies nouvelles furent testées avec succès. Ce furent:

  • expérience plasmique pour l'exploration spatiale (PEPE)

  • concentration d'énergie solaire et propulsion

  • navigation autonome

  • caméra et spectromètre miniatures (MICAS)

  • petit transpondeur pour espace lointain

  • amplificateur de puissance en bande Ka

  • surveillance des opérations

  • enregistrement autonome à distance 

  • électronique de faible puissance

  • module de mise en marche et arrêt

  • structure multifonctionnelle

  • spectromètre miniature à ions et électrons  

http://solarsystem.dlr.de/PG/DS1/

http://www.jpl.nasa.gov/releases/2001/release_2001_241.html

Voir l'aventure de Near et d'Eros.

  1. La suite

 Après le survol par Galiléo, Near, Deep Space 1, d'autres sondes  partiront à la conquête de ce petit monde.

  La sonde européenne, Rosettadevait viser Wirtaten en 2012, mais le projet a été annulé. Par suite de l'explosion d'Ariane V ESC-A (10 tonnes) en dec 2003 des vérifications s'imposaient. Mais la comète n'attendant pas, le rendez-vous ne pouvait pas avoir lieu. Deux rencontres avaient été programmées: Siwa et Ottawa en 2006 . 

  Située à 450 millions de km de la Terre,  Rosetta devait suivre pendant 2 ans, la comète à une distance de 10 à 150 km. Pendant la première année (2012), l'étude de la gravité, des zones d'éjection de jets et de poussières, du comportement et de la forme devraint permettre l'atterrissage  d'un atterrisseur et d'une foreuse pour effectuer un forage dans le bloc que constitue Wirtanen. Ceci aurait permis peut-être de trancher entre : comète ou astéroïde. L'un des 2 modules s'appellait Champollion pour rappeler que grâce à la pierre de Rosette, il déchiffra les hiéroglyphes. La comète aurait été notre pierre de Rosette pour comprendre le système solaire.

  La faible gravité de Wirtanen aurait été une difficulté pour l'atterrisseur et le foreur, qui ne devraint pas rebondir lors du contact, sous peine de se trouver éjectés sur une orbite non prévue. Pour cela ils disposaient d'un système d'ancrage. Pendant ce temps, l'orbiteur serait resté à distance jusqu'au moins juillet 2013.

En attendant une nouvelle comète (les chercheurs mènent l'enquête) Rosetta a été mise en hibernation pour maximum 2 ans.

  1. Stardust

  Stardust, (issue du programme a bas coût) est en route pour le comète de Wild2 qu'il atteindra en 2004. Le but est de ramener des échantillons sur Terre, le 15 janvier 2006. Ils seront largués au bout d'un parachute, dans l'atmosphère terrestre. Pour l'instant (6 mars 2003, tout va bien).

 Le but de cette mission est de collecter des échantillons de la comète et de les ramener sur Terre le 16 janvier 2006 à 3h TU. La technique consistera à traverser la coma. Des collecteurs recueilleront les particules (de 10 à 100 µ) dans des petits cubes remplis d'aérogel. En même temps la sonde récupérera des poussières d'un nuage en provenance du Sagittaire et qui pénètre le Système solaire. Masse des poussières recueillies: 0,03 g.

   Le collecteur aérogel pour récupérer des poussières interstellaires, a été déployé avec succès début fev 2000. La surface collectrice fait 100 dm². 

 lL'astéroïde 5535 Annefranck photographié par Stardust.
http://stardust.jpl.nasa.gov/photo/annefrank.jpg

  L'image de l'astéroïde 5535 Annefrank photographié par Stardust lors de son approche à 3 000 km, le 4 novembre 2002. La forme irrégulière est typique des petits corps du Système solaire. Il mesure environ 8 km de long, le double de taille que celle mesurée sur Terre, soit un diamètre de 6 km. La surface reflète de 10 à 20 % de lumière solaire, soit un peu moins que prévu. Peu de cratères de plus de quelques centaines de mètres sont visibles.

  Lors de son voyage Stardust s'est trouvé au maximum à 407 millions de km de la Terre le 18 avril 2002, depuis cette date elle retombe vers le Soleil et croisera l'orbite terrestre le 6 janvier 2004.  Au périhélie l'intensité lumineuse en provenance du Soleil, n'est plus que 13 % de celle reçue sur Terre.

   Il s'est écoulé 1488 jours depuis le lancement le 7/02/99, 125 jours depuis le survol  d' Annefrank et il reste 302 jours avant la rencontre avec la comète Wild 2 et 1046 jours avant le retour sur Terre des prélèvements de poussières.

http://stardust.jpl.nasa.gov/

Stardust est en route pour le comète de Wild2
http://stardust.jpl.nasa.gov/mission/sc4.jpg

 

  1. Hayabusa ex Muses-C

Hayabusa a survolé la Terre.
http://planetary.org/news/2004/images/hayabusa_earth-from-flyby_384x384.jpg

La sonde Hayabusa a capturé cette image de la Terre le 18 mai 2004 à 22 h JST (heure japonaise). La sonde était à 295 000 km.
Image: JAXA

   Hayabusa ex Muses-C (Mu Space Engineering Spacecraft  et C pour le 3e) est un programme ambitieux de l'agence japonaise ISAS (Japanese Institute of Space and Aeronautical Science) devenu JAXA. L'objectif principal pour les japonais est d'acquérir et de vérifier les technologies de pointe requises pour un retour d'échantillons. Lancée par une fusée Mu V le 9 mai 2003 depuis Kagoshima Space Center (KSC) à Uchinoura, Kagoshima, la sonde Hayabusa se posera sur l'astéroïde Itokawa (25413) 1998SF36 (taille = 540 m x 270 m) afin d'y prélever des échantillons le 25 nov 2005 et les ramener sur Terre en juin 2007. L'engin automatique a été emporté par une fusée M-5 depuis le centre spatial de Kagoshima au Japon. C'est la première fois depuis la fin des missions Apollo sur la Lune en 1972 que l'on ira chercher des roches sur un des corps du système solaire. Cet astéroïde se trouve sur une orbite qui s'approche de la Terre. Le voyage s'effectuera en mode automatique, l'engin embarquant une carte stellaire et des senseurs vérifieront la trajectoire. Le décollage a eu lieu le 9 mai 2003 et le survol de la Terre, à 3 700 km, eut lieu le 19 mai 2004 à 3h22 JST pour bénéficier de la réaction de gravitation. La croisière aura duré 17 mois et fut effectuée à l'aide d'un moteur ionique. Dans le moteur ionique, le xénon est ionisé par micro-ondes, puis les ions sont accélérés dans un champ électrique intense. Les ions sont éjectés à haute vitesse par la tuyère.

  Pour les astronomes, ces quelques grammes de poussières d'astéroïde seront un inestimable trésor. En effet, malgré les grands progrès apportés par la mission américaine Near sur l'astéroïde Eros, personne ne sait exactement de quoi sont composés ces corps rocheux, ni quelle est leur structure interne. Ils sont pourtant un des rares moyens d'étudier les éléments qui composaient le système solaire à sa naissance. En effet, contrairement aux planètes, dont les roches ont été maintes fois modifiées et altérées depuis leur formation, les astéroïdes sont encore dans un état presque primordial.


http://www.isas.ac.jp/e/snews/2005/image/0922_itokawa_e.jpg

Muses Sea : terrains adoucis, nommés en souvenir du nom de code du projet Hayabusa ainsi que des déesses grecques.
Uchinoura Bay : un cratère d'Itokawa, baptisé du nom du site de lancement de Hayabusa sur l'île Kyushu (Japon).
Woomera Desert : un autre cratère baptisé selon la zone de récupération dans le désert australien où est située la base de Woomera.

   L'astéroïde visé par Hayabusa (à droite) fait partie de la famille des géocroiseurs, ceux qui présentent le plus de risques car leur trajectoire les amène à couper celle de la Terre. Dans un premier temps, Hayabusa, arrivée le 12 sept 2005, restera à une vingtaine de km de Itokawa (1998SF36) pour mesurer le champ gravifique. Le 30 septembre 2005 , elle se stabilisait à 7 km. Selon Air et Cosmos du 14 oct, des problèmes ont surgi. Tout d'abord le 31 juillet perte de la première roue à réaction chargée de la stabilisation gyroscopique dans l'axe X. Le 2 octobre, la deuxième roue(axe Y) tomba en panne. Aujourd'hui (14/10/05) il ne reste plus que celle de l'axe Z et 2 moteurs d'attitude pour continuer la mission. 

  Cet astéroïde est très différent de ceux étudiés précédemment. De nombreux blocs semblent posés sur la surface, mettant en valeur le phénomène d'accrétion. De plus le nombre de cratères est beaucoup plus faible que sur Eros, visité par la sonde Near. Ce petit corps semble être le résultat d'une fragmentation, puis d'une accrétion de 2 corps entraînant la forme d'un haricot. Sa densité serait de 2,3 le faisant ressembler à un corps poreux.


http://www.spacedaily.com/images/asteroid-itokawa-desk-1024.jpg

   Cette sonde de la JAXA, l'Agence spatiale japonaise, doit rester en orbite autour de Itokawa de 2 à 3 mois. Elle s'approchera ensuite doucement en mode automatique, les liaisons avec la Terre demandant 17 minutes aller-retour (300 millions de km, la Terre et Itokawa se trouvant de part et d'autre du Soleil). A 100 m d'altitude, la sonde enverra un faisceau lumineux qui se réfléchira sur la surface de l'astéroïde pour que Hayabusa calcule la distance. A l'approche du sol, le moteur sera coupé afin de ne pas polluer. L'atterrissage se fera après une descente directe. Mais il ne faut pas oublier que la gravité étant faible (1/100 000 de la Terre), la chute s'effectue en cm/s. Arrivé au sol, à la mi-novembre 2005, l'engin sortira un cornet dans lequel un petit "canon" tirera des billes à 300 m/s (presque la vitesse du son). L'impact devrait provoquer les poussières qui seront récupérées dans un récipient via le cornet.

 

l'engin sortira un cornet dans lequel un petit "canon" tirera des billes
http://www.isas.ac.jp/j/enterp/missions/muses-c/image/sample-impact.gif

   Les scientifiques espèrent récupérer de 1 à 10 g de poussières à 3 endroits différents. En effet, Hayabusa devra faire des sauts de puce pour se déplacer. Le temps de contact sur Itokawa, à chaque fois,  est estimé à 1 seconde. Pour l'instant, personne ne sait si la surface est molle ou dure. Une fois terminé, l'engin repartira sur une orbite d'attente pendant 3 mois où il effectuera des mesures scientifiques.

conception artistique de Hayabusa et de Minerva
http://neo.jpl.nasa.gov/images/hayabusa_s.jpg

    Juste avant le premier prélèvement, un petit "ballon" (600 g et 10 cm) appelé Minerva (Micro/Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid se posera doucement sur la surface. C'est ce que nous distinguons au premier plan de la vue d'artiste ci-dessus. Cet engin sera équipé de 3 micro caméras numériques, dont les japonais sont les grands spécialistes. Pendant un à deux jours il se déplacera en bondissant, grâce à un ingénieux système mécanique, en prenant des mesures de température de surface et des images à haute résolution avec chacune de ses trois caméras miniatures.

  Le retour sur Terre devrait s'effectuer dans de bonnes conditions. Lors de la phase finale, Hayabusa arrivera à la vitesse de 11,8 km/s. La capsule contenant les échantillons se séparera de la sonde. Elle encaissera alors une chaleur extrême pendant la rentrée dans l'atmosphère. Si le bouclier thermique a résisté, elle se balancera au bout d'un parachute avant de toucher la Terre en juin 2007, à l'ouest des USA. Les échantillons partiront ensuite pour le Japon. La durée total du voyage est estimée à 4,5 ans.

  Grâce à cet exploit, un lien pourra peut-être être fait entre astéroïdes, météorites et comètes.

 Les technologies étudiées seront:

  • Propulsion électrique
  • Navigation automatique
  • Atterrissage sur un astéroïde
  • Récupération d'échantillons
  • Retour sur Terre

http://www.isas.ac.jp/e/enterp/missions/hayabusa/index.shtml

http://www.isas.jaxa.jp/e/snews/2005/0912.shtml

http://www.isas.ac.jp/e/snews/2005/0915.shtml

http://neo.jpl.nasa.gov/missions/hayabusa.html

http://www.isas.ac.jp/e/index.shtml

 

le voyage de Muses-C vers 1998 SF36

http://www.isas.ac.jp/e/enterp/missions/hayabusa/image/orbit_e.gif

Le demi échec avant la réussite

 

14 Nov 2005 - Il apparaît que l'agence japonaise JAXA ait perdu le contact avec la petite sonde qui s'est détachée du véhicule mère, Hayabusa, il y a 2 jours. Après son dégagement, la sonde Minerva n'a pas touché l'astéroïde Itokawa et les contrôleurs de vol ne savent pas ce qu'il lui est arrivé. Hayabusa avait eu des problèmes avec son système de commande de positionnement, ainsi il est possible qu'il ait mis Minerva sur une orbite incorrecte pour atteindre la surface de l'astéroïde.

16 Nov 2005 - Minerva était supposée partir à 60 m de la surface de l'astéroïde. Mais Hayabusa fut largué à une distance inattendue de 200 m, lorsque le signal arriva. Hayabusa était probablement en train de s'éloigner et Minerva a été libérée à une vitesse plus rapide que prévue. Elle n'a donc probablement  pas été attirée vers la surface de l'astéroïde de faible gravité, environ 1/100 000 e de celle de la Terre.

  Les techniciens de l'agence pensent que Minerva vogue près de l'astéroïde ou bien s'est satellisée autour.

24 nov 2005 - L'agence JAXA a annoncé hier que la sonde Hayabusa avait atterri sur Itokawa, mais avait échoué lors de la dépose de l'équipement pour rassembler des échantillons. Le précédent essai du 20 novembre a échoué en raison d'un problème d'altitude. Dans Kyodo News, la JAXA précise que Hayabusa est resté 30 mn sur l'astéroïde en forme de haricot. La rencontre s'est effectuée à 290 millions de km de la Terre. 

    La JAXA devait décider aujourd'hui, de l'opportunité d'un 2e essai. Bien que le corps de la sonde n'a subi aucun dommage majeur, certains de ses senseurs doivent être vérifiés. Si la mission réussit ce sera la première fois que de la matière d'un astéroïde sera rapportée sur la Terre, permettant d'en savoir plus sur la formation du Système solaire.

    Vendredi 18 nov le vaisseau spatial avait libéré, à  40 mètres  de l'astéroïde, un marqueur, une petite boule en métal,  pour marquer le point où le vaisseau spatial de six mètres recueillerait la roche et le sable du petit corps de  540 m X 270 m. Souhaitons que cela fonctionne, car c'est le manque de carburant qui menace la mission.

26 nov 2005 - La Jaxa annonce avoir réussi à prélever des échantillons de Itokawa le 25 nov à 22h07 TU (26 nov 7h07 heure du Japon). C'était la 2e fois que la sonde se posait sur l'astéroïde. La 1ère fois, la semaine précédente, la collecte avait échoué, principalement à cause des rebonds lors de l'impact. Ceux-ci durèrent 30 mn à cause de la faible gravité.  Une fois réglé le pointage de la sonde vers la Terre, le top départ serait donné le 10 décembre. La sonde Hayabusa devrait ramener les précieux échantillons sur Terre permettant aux scientifiques d'en connaître plus sur la composition des astéroïdes afin de mieux comprendre la formation du Système solaire et pour éviter qu'un tel objet ne percute la Terre.

  Selon Junichiro Kawaguchi, le manager de la mission, l'opération fut particulièrement difficile en raison de la forme patatoïdale de l'astéroïde ainsi que de sa faible gravité et de sa rotation qui rendirent difficile un débarquement  sur un emplacement visé tel qu'un secteur plat sur une surface parsemée de blocs rocheux.

   Retour des échantillons  sur Terre, dans un désert de l'outback australien, en juin 2007, si tout va bien !

   Au 1 dec 2005 l'équipe ne savait toujours pas de ce qui s'était passé lors du 2e atterrissage (25/11/05) sur Hayabusa. Néanmoins, les contrôleurs de vol espèrent bien ramener l'oiseau à la maison. Il semblerait que la sonde n'ait pas subi de dommage lors des 2 atterrissages.

   Il y a, cependant, des problèmes avec les éjecteurs  - avec lesquels les contrôleurs espéraient maintenir l'attitude et l'orientation de Hayabusa, depuis la perte de deux (sur trois) roues (à réaction) stabilisatrices (Reaction Control System RCS). Un des 12 petits moteurs fuit, causant une accélération inattendue, et les autres ne fournissent pas la poussée nécessaire. L'affaire se corsa cette semaine, lorsque le contact fut à nouveau perdu cette fois pendant presque une journée. Pour l'instant, seuls les éjecteurs posent un problème.


Crédit & Copyright:
ISAS, JAXA
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/image/0511/itokawa05_hayabusa.jpg

   Ce cliché rend bien compte de l'absence de cratère. Ce fut la grande surprise. Nous y voyons un amoncellement de roches et de glace qui semble accrété par la faible gravitation. Cette rocaille a-t-elle comblée les cratères ? Quel rôle joue la Terre dans cet objet ? Une autre hypothèse circule: les particules de roches chargées électriquement se déplaceraient dans le champ magnétique du Soleil, pour se reposer dans les cratères Itokawa grâce à une gravité un peu plus forte ! Toujours est-il que les scientifiques tiennent un beau cas d'école.

Désespoir

  Le 9 décembre 2005, la sonde s'est déplacée d'environ 550 km pour commencer, en douceur, son retour à 5 km/h vers la Terre qui se trouve à 290 millions de km. Malheureusement il semble que la prise de matière du sol d'Itokawa ne se soit pas déroulée correctement. Le dispositif de mise à feu des projectibles n'aurait pas fonctionné. Hayabusa est sérieusement endommagée, ce qui risque de perturber son départ vers la Terre. Les contrôleurs de vol ne sont pas optimistes.


http://www.isas.jaxa.jp/e/enterp/missions/hayabusa/today.shtml

 

  1. Avant Muses-C

     Les japonais avaient prévu de faire atterrir une sonde, en 2003, sur Néreus, dans le but de ramener 5 kg d'échantillons. Voici la voiture ou nanorover, qui était prévue. Elle mesurait quelques centimètres. Faute de crédit, la NASA se retira du projet et les japonais l'abandonnèrent au profit du seul retour de 5g max d'échantillons.

 

la plus petite voiture spatiale construite par l'homme
http://www2.jpl.nasa.gov/files/images/browse/muses_2.gif

  Cette voiture n'est pas un jouet. C'est la plus petite voiture spatiale construite par l'homme. Son poids de 1kg sur Terre aurait été  de 1/10 ième de g sur Néreus, compte tenu de la faible gravité. Sa vitesse aurait été de 1 mm/s, pour une vitesse max de 20 cm/s. A ce rythme, elle aurait mis 10 jours pour parcourir 1 km. La voiture était équipée d'une petite caméra pour retransmettre des images sur Terre.

http://www.jpl.nasa.gov/pictures/solar/musspccrft.html

 
  1. Kléopatra

  Cet astéroïde est situé dans la ceinture du même nom, entre Mars et Jupiter. Il mesure 217 km de long et 94 km de large. Il se trouve à 171 millions de km de la Terre. Il serait les restes d'une collision. Sa couleur suggère aux scientifiques qu'il contient du métal. Grâce au télescope d'Arécibo, dont l'antenne mesure 305 m de diamètre, cette image a surpris le monde des astronomes. La précision obtenue est de 15 km.

 

Kléopatra est situé entre Mars et Jupiter.
http://www2.jpl.nasa.gov/files/images/browse/pia02454.gif

 

retour à la Vie

A suivre ...

voir l'excellent livre: Astronomie.

astroblèmes: 
http://www.er.uqam.ca/nobel/k20322/pchrono.html

Nasa: http://www.nasa.gov

JPL: http://www.jpl.nasa.gov.

Caltech: http://www.caltech.edu/

 

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