Atterrissage de MASCOT sur l’astéroïde RYUGU !


 

Le mercredi 3 octobre s’est posé l’atterrisseur MASCOT sur l’astéroïde 1999 JU3 baptisé « Ryugu » (du nom du dieu dragon de la mer venant de la mythologie japonaise) par la JAXA (Agence Spatiale Japonaise). Après 3 ans et 10 mois de trajet vers l’astéroïde, ce petit atterrisseur pas plus gros qu’une grosse boîte à chaussure, a pu réaliser les tâches qui lui ont été confiées. Lancé lors de la mission Hayabusa-2 (collaboration JAXA, DLR et CNES) qui a pour but d’analyser, caractériser et de prélever des échantillons de l’astéroïde, MASCOT pourra grâce à ses différents instruments, aider les scientifiques à comprendre comment s’est formé cet astéroïde mais également de quoi son sol est composé. L’objectif final de cette mission est de mieux comprendre l’état primitif de notre système solaire, comment s’est-il formé et développé. Il est également question de trouver ce qui a pu contribuer à la naissance de vie sur Terre (minéraux etc.). C’est pourquoi l’intérêt de cette mission s’est dirigé vers les « petits corps » du système solaire, qui depuis leur formation, n’ont pas subi de transformation ni d’évolution.

Etapes de la mission Hayabusa-2

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Vue d’artiste de la sonde Hayabusa-2 et de l’atterrisseur MASCOT. Credit: CNES.

La mission Hayabusa-2 est une mission spatiale de la JAXA (Agence Spatiale Japonaise) qui a démarré en décembre 2014. Elle est composée d’une sonde spatiale (ou mothership) abritant 3 petits rovers MINERVA d’environ 1,5 kg et l’atterrisseur MASCOT. Cette sonde possède également un système de collecte d’échantillons, une caméra, caméra infrarouge thermique et un spectromètre proche infrarouge. Son système de collecte d’échantillons est divisé en deux parties : une trompe qui servira à collecter directement des fragments et poussières sur l’astéroïde à quelques cm du sol avec une technique de « touch and go ». La deuxième partie est un petit impacteur SCI qui enverra une masse qui frappera l’astéroïde et provoquera alors un cratère. Lors de cette formation de cratère, les particules et parties du sol soulevées par l’impact seront alors prélevées également.

Cette mission est divisée en plusieurs parties :

  • Le lancement, le 3 décembre 2014 depuis la base de lancement de Tanegashima, à bord d’un lanceur japonais H-IIA.
  • La période de croisière jusqu’à l’astéroïde.
  • L’arrivée de la sonde Hayabusa-2 le 27 Juin 2018 à 20 km de Ryugu, cette étape clef a permis de faire une première étude de l’astéroïde.
  • De Juillet 2018 à Octobre 2018, les équipes du CNES et de la DLR définissent la zone d’atterrissage: MA-9 (pour MASCOT) qui se situe dans l’hémisphère sud de Ryugu après une présélection de dix autres potentiels sites.
  • Le largage de deux des trois rovers Minerva (Minerva-II1 : Rover-1A et Rover-1B) le 22 septembre 2018.
  • Suivi de MASCOT, le 3 octobre 2018.
  • Déploiement du rover de Minerva-II2 en 2019. Avec la phase de collecte d’échantillons via le catapultage d’un projectile sur Ryugu et la descente de la sonde en « touch and go ».
  • La fin des observations se déroulera en automne 2019, la capsule d’échantillons sera larguée en direction de la Terre vers décembre 2020 alors que le « mothership » fera sa rentrée atmosphérique et atterrira en Australie.

Cette mission est l’œuvre d’une collaboration entre la JAXA, le CNES et le DLR (et l’agence spatiale Australienne également). La JAXA étant la principale responsable de la mission Hayabusa-2 dans sa globalité, elle gère la sonde « mothership » et le retour des échantillons.

Pour ce qui est de MASCOT, le CNES a fourni différents éléments de l’atterrisseur : la batterie primaire et le sous-système de distribution de puissance, les antennes, MicrOmega. Il est également responsable de l’analyse mission et de la trajectoire de MASCOT et de son site d’atterrissage (largage, descente et atterrissage). L’IAS ou Institut d’astrophysique spatiale d’Orsay a développé MicrOmega (avec le soutien du CNES), le microscope à infrarouge qui a pour but d’analyser la composition du sol de Ryugu. Le DLR (Agence Spatiale Allemande) est le maître d’œuvre de l’atterrisseur MASCOT, ils sont responsable de l’atterrisseur en lui-même c’est-à-dire, l’ingénierie, l’intégration, le développement, la mobilité de MASCOT sur Ryugu, le développement des autres instruments scientifiques comme CAM, MARA et MAG, et les sous-systèmes technologiques. Et enfin l’Université technologique de Braunschweig en Allemagne, qui est responsable du développement du magnétomètre MAG.

L’astéroïde Ryugu

Asteroid Ryugu is photographed by the ONC-T which is equipped on Hayabusa 2 probe after a journey of around 3.2 billion km since launch, in outer space 280 million km from the Earth in this handout photo
Image prise par la sonde Hayabusa-2. Credit: JAXA/Université de Tokyo.

 

L’astéroïde 1999 JU3, ou appelé « Ryugu » est un géocroiseur de type C. C’est-à-dire, qu’il s’agit d’un astéroïde dont son orbite autour du soleil croise aussi celle de la Terre. La particularité de ce type d’astéroïde est qu’ils sont plus sombres, car similaires aux météorites à chondrites carbonées (Type C). Ce qui donne un intérêt scientifique à cet astéroïde en particulier c’est que sa composition chimique se rapproche de celle du système solaire primitif. Une journée sur Ryugu dure environ 7,38 heures. Il fait 900 mètres de diamètre. La distance entre la Terre et Ryugu est de 350 millions de km à l’atterrissage. Cet astéroïde possède un sol très rocheux, ce qui le rend peu hospitalier pour un atterrisseur. C’est pour cela qu’en août 2018, trois sites ont été sélectionnés : un pour la sonde « mothership », un pour les rovers et un pour MASCOT. Pour MASCOT, c’est la zone MA-9 qui a été sélectionnée car elle remplissait tous les critères techniques pour le bon fonctionnement de l’atterrisseur d’un point de vue thermique, de lumière et de lien de radiofréquence avec la sonde.

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Maquette de Ryugu réalisée en impression 3D, Cité de l’Espace, Toulouse.

 

L’atterrisseur MASCOT.

 

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Gif de la maquette à échelle 1:1, Cité de l’Espace, Toulouse.

MASCOT est le petit atterrisseur de la mission Hayabusa-2. Il a l’allure d’une grande boîte à chaussures (ses dimensions sont de 30x30x20 cm) et sa masse est d’environ 10 kg. Cette petite boîte qui à première vue ne ressemble à pas grand-chose, rassemble des instruments scientifiques de pointes pour mener à bien sa mission. Il possède donc 4 instruments : MicrOmega, MARA, MAG et CAM. Il a été réalisé en collaboration étroite entre le DLR et le CNES.

  • MicrOmega est un microscope infra-rouge hyperspectral qui a pour but d’analyser les minéraux in situ du sol. Il servira aussi à observer la composition minéralogique et organique du sol de Ryugu à l’échelle microscopique. Il possède un champ de vue de 5,1mm et pèse environ 2 kg. Il a été développé par l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) et sous maîtrise d’ouvrage CNES (France).
  • MARA est le radiomètre qui mesurera la température de la surface et qui pourra déterminer l’inertie thermique de l’astéroïde. Il est développé par le DLR (Agence Spatiale Allemande) à Berlin.
  • CAM ou MASCAM est une caméra multispectrale avec un large champ pour fournir un contexte géologique des sites visités. Il est aussi développé par le DLR à Berlin.
  • MAG ou MASMAG, est un magnétomètre à 3 axes qui analysera les champs et les caractéristiques magnétiques de l’astéroïde. Développé par l’Université Technologique de Braunschweig (Allemagne).

 

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MASCOT en phase d’intégration, on peut aperçevoir sa batterie. Credit: CNES.

MASCOT ne possède aucun système de propulsion ni d’ancrage. Il possède un logiciel autonome. Sa durée de vie est d’environ 15h (qui correspond à 2 jours passés sur l’astéroïde). Une de ses particularités est que s’il y a un certain besoin de le bouger ou de le retourner, un bras avec une roue à inertie le fera se déplacer ou se retourner.

 

 

Déroulement de l’atterrissage de MASCOT.

Le mercredi 3 octobre, j’ai eu l’opportunité de suivre l’avancée de l’atterrissage de MASCOT à la Cité de l’Espace à Toulouse (pendant que d’autres étaient au CNES à 3 heures du matin). Toute la journée, des animations étaient proposées et Francis Rocard, responsable du programme d’exploration du système solaire au CNES, était présent dès 9 heures du matin pour nous tenir informés de l’avancée de la mission.

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Stand d’animation Hayabusa-2/MASCOT du CNES, Cité de l’Espace, Toulouse.

Dans la nuit du 2 au 3 octobre la séparation de MASCOT à la sonde Hayabusa-2 s’est déroulée à 3h57 et 25s. La phase d’atterrissage a mis une dizaine de minutes (comme prévu) à la vitesse de 12cm/s. L’atterrisseur a rebondi à la surface de l’astéroïde pendant 10 minutes également et a atterri dans la zone MA-9 appelée « Alice au Pays des Merveilles ».

Les premières données reçues de MASCOT étaient des « housekeeping », qui étaient seulement des données de maintenance. A peine arrivé, l’atterrisseur commença directement ses analyses, ses instruments fonctionnaient correctement. Quelques heures plus tard vers 11 heures, le DLR a pris la décision de déplacer MASCOT pour le remettre à l’endroit en activant son système de mobilité, ce qui a permis une position plus favorable pour les analyses. On apprend également que la batterie tiens beaucoup plus que prévue ce qui permis à MASCOT de tenir une journée et demie de plus sur Ryugu, en tout  17 heures au lieu de 15 heures. C’est après ses 17 heures de travail que MASCOT s’est éteint sur l’astéroïde. Toutes les analyses et collectes d’informations ont été réalisées correctement.

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Schéma détaillant l’atterrissage de MASCOT, Credit:  DLR, CNES, JAXA. AFP

 

Pour plus de détails à propos de l’atterrissage de MASCOT, je vous invite à aller faire un tour sur le blog d’Isabelle, https://reves-d-espace.com/mascot-a-atterri-sur-ryugu/ qui a pu suivre la mission en direct au CNES (dès 3 heures de matin oui oui …).

L’article du CNES sur MASCOT : https://mascot.cnes.fr/fr et leur page twitter https://twitter.com/CNES

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Animation retraçant la mission de MASCOT réalisée par le CNES. Credit: CNES.

 

Je tiens à remercier la Cité de l’Espace pour leur accueil, en particulier Florence Seroussi qui m’a permis de venir en tant que « presse » dès 9 heures du matin ! Mais également Olivier Sanguy et Philippe Droneau pour leur accueil et leur superbe animation du stand Hayabusa-2/MASCOT. Et Francis Rocard du CNES, pour toutes les informations en exclusivité qui m’ont permis de suivre chaque détail de la mission.

Bonus: Première photo prise par MASCOT sur Ryugu, enjoy !

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