La sonde Lucy de la NASA visitera 8 astéroïdes en 12 ans. 
Le vaisseau spatial Lucy de la NASA se prépare à passer par la Terre
Les ingénieurs de la mission suivront sans escale le vaisseau spatial Lucy de la NASA alors qu’il se prépare à plonger près de la Terre le 16 octobre pour utiliser la gravité de cette planète pour se mettre en route vers les astéroïdes troyens de Jupiter. Mais ils suivront également de près quelque chose d’autre : plus de 47 000 satellites, débris et autres objets encerclant notre planète. Une probabilité supérieure à 1 à 10 000 que Lucy entre en collision avec l’un de ces objets obligera les ingénieurs de mission à ajuster légèrement la trajectoire du vaisseau spatial. Bien qu’un ajustement soit peu probable et que les collisions soient rares, les chances augmentent à mesure que le nombre d’objets en orbite terrestre augmente, selon les experts de la NASA.
La Station spatiale internationale, par exemple, s’est écartée des débris spatiaux 31 fois depuis 1999, dont trois fois depuis 2020. « L’orbite terrestre basse est de plus en plus encombrée, donc cela doit faire partie des considérations de nos jours, en particulier pour les missions qui volent bas, comme Lucy », a déclaré le Dr Dolan Highsmith, ingénieur en chef du groupe d’analyse des risques d’évaluation de la conjonction au Goddard de la NASA. Centre de vol spatial à Greenbelt, Maryland. Le groupe détermine les probabilités de collisions entre le vaisseau spatial robotique de la NASA et les objets en orbite autour de la Terre. Le Johnson Space Center de la NASA à Houston fait de même pour les engins spatiaux avec équipage, comme la station spatiale. Lancée le 16 octobre 2021, Lucy est sur un voyage de 12 ans pour étudier de près plusieurs astéroïdes troyens. Ce sera le premier vaisseau spatial à visiter ces vestiges du système solaire primitif, aidant les scientifiques à affiner leurs théories sur la façon dont les planètes se sont formées il y a 4,5 milliards d’années et pourquoi elles se sont retrouvées dans leur configuration actuelle.
Mais Lucy a encore un long chemin à parcourir avant d’arriver aux chevaux de Troie en 2027. La prochaine assistance gravitationnelle est l’une des trois sur lesquelles le vaisseau spatial s’appuiera pour se catapulter vers ses cibles dans l’espace lointain. Lorsque Lucy se rapprochera de la Terre pour sa première assistance gravitationnelle, elle naviguera à 350 km au-dessus de la surface. C’est inférieur à l’altitude de la station spatiale et suffisamment bas pour que le vaisseau spatial soit visible à l’œil nu depuis l’ouest de l’Australie pendant quelques minutes à partir de 18h55 heure locale (10h55 UTC). En descendant, Lucy survolera la couche la plus peuplée de l’orbite terrestre, qui est surveillée par le 18e Escadron de contrôle spatial de l’US Space Force. L’escadron aide la NASA à identifier les approches rapprochées. Les ingénieurs ont commencé l’analyse des collisions pour Lucy une semaine avant l’approche terrestre du vaisseau spatial. Commencer le processus plus tôt rendrait les prédictions de collision inutiles, a déclaré Highsmith : « Plus vous prédisez dans le futur, plus vous êtes incertain quant à l’emplacement d’un objet. »
Déterminer les positions des engins spatiaux, ainsi que des satellites en orbite et des débris, est un défi, en particulier lorsqu’il s’agit d’anticiper l’avenir. C’est en grande partie parce que le Soleil joue un rôle majeur en tirant ou en poussant des objets, et l’activité solaire future est difficile à prévoir. Par exemple, l’activité du Soleil – la quantité de plasma et de rayonnement qu’il émet – affecte la densité de l’atmosphère, et donc la quantité de frottement qui tirera sur un vaisseau spatial et le ralentira. Ainsi, plus l’évaluation de la collision n’est proche de l’heure de survol de la Terre, mieux c’est. La NASA envoie quotidiennement les allées et venues de Lucy à l’escadron de la Force spatiale. Si l’escadron détermine que Lucy pourrait croiser quelque chose, le groupe de Highsmith calculera la probabilité d’une collision et travaillera avec l’équipe de mission pour déplacer le vaisseau spatial, si nécessaire.
« Avec une mission d’une telle valeur, vous devez vraiment vous assurer que vous avez la capacité, au cas où ce serait une mauvaise journée, de vous écarter », a déclaré Highsmith. Les ingénieurs de navigation de Lucy ont deux options de manœuvre prêtes au cas où le vaisseau spatial aurait besoin d’éviter un objet. Les deux manœuvres nécessitent des brûlures de moteur pour accélérer le vaisseau spatial, qui parcourt environ 8 miles (12 km) par seconde. Chaque manœuvre peut déplacer l’approche la plus proche de Lucy vers la Terre de 2 secondes ou 4 secondes, respectivement. « C’est suffisant pour éviter tout ce qui pourrait gêner », a déclaré Kevin E. Berry, chef de l’équipe de dynamique de vol de Lucy de la NASA Goddard.
Hal Levison du Southwest Research Institute (SwRI), dans le bureau de Boulder, Colorado, est le chercheur principal. SwRI, dont le siège est à San Antonio, dirige également l’équipe scientifique et la planification de l’observation scientifique et le traitement des données de la mission. NASA Goddard assure la gestion globale de la mission, l’ingénierie des systèmes et l’assurance de la sécurité et de la mission pour Lucy. Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado, a construit le vaisseau spatial et assure les opérations de vol. Goddard et KinetX Aerospace à Simi Valley, en Californie, sont responsables de la navigation du vaisseau spatial Lucy. Lucy est la 13e mission du programme Discovery de la NASA, qui est géré par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama.
Le 16 octobre à 7 h 04 HAE, le vaisseau spatial Lucy de la NASA, la première mission vers les astéroïdes troyens de Jupiter, effleurera l’atmosphère terrestre, passant à seulement 220 milles (350 kilomètres) au-dessus de la surface. En passant devant la Terre lors du premier anniversaire de son lancement, Lucy gagnera une partie de l’énergie orbitale dont elle a besoin pour voyager vers cette population d’astéroïdes jamais visitée auparavant. Les astéroïdes troyens sont piégés en orbite autour du Soleil à la même distance que Jupiter, soit loin devant soit derrière la planète géante. 
Pour cette première assistance gravitationnelle, Lucy semblera s’approcher de la Terre depuis la direction du Soleil. Bien que cela signifie que les observateurs sur Terre ne pourront pas voir Lucy dans les jours précédant l’événement, Lucy pourra prendre des images de la Terre et de la Lune presque pleines. Les scientifiques de la mission utiliseront ces images pour calibrer les instruments. La trajectoire de Lucy amènera le vaisseau spatial très près de la Terre, même plus bas que la Station spatiale internationale, ce qui signifie que Lucy traversera une région pleine de satellites et de débris en orbite autour de la Terre. Pour assurer la sécurité du vaisseau spatial, la NASA a développé des procédures pour anticiper tout danger potentiel et, si nécessaire, exécuter une petite manœuvre pour éviter une collision. « L’équipe de Lucy a préparé deux manœuvres différentes », explique Coralie Adam, chef adjoint de l’équipe de navigation de Lucy chez KinetX Aerospace à Simi Valley, en Californie. « Si l’équipe détecte que Lucy risque d’entrer en collision avec un satellite ou un débris, alors – 12 heures avant l’approche la plus proche de la Terre – le vaisseau spatial en exécutera une, modifiant l’heure de l’approche la plus proche de deux ou quatre secondes. C’est une petite correction, mais c’est suffisant pour éviter une collision potentiellement catastrophique.
Lucy passera la Terre à une altitude si basse que l’équipe a dû inclure l’effet de la traînée atmosphérique lors de la conception de ce survol. Les grands panneaux solaires de Lucy augmentent cet effet. « Dans le plan initial, Lucy allait en fait passer à environ 30 miles plus près de la Terre », explique Rich Burns, chef de projet Lucy au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Cependant, lorsqu’il est devenu clair que nous devions peut-être exécuter ce survol avec l’un des panneaux solaires déverrouillés, nous avons choisi d’utiliser un peu de nos réserves de carburant pour que le vaisseau spatial passe la Terre à une altitude légèrement plus élevée, réduisant ainsi la perturbation de la traînée atmosphérique sur les panneaux solaires du vaisseau spatial.
Le public est invité à rejoindre la campagne de médias sociaux #WaveToLucy en publiant des images d’eux-mêmes saluant le vaisseau spatial et en identifiant le compte @NASASolarSystem. De plus, si vous vous trouvez dans une zone où Lucy sera visible, prenez une photo de Lucy et publiez-la sur les réseaux sociaux avec le hashtag #SpotTheSpacecraft. Les instructions pour observer Lucy depuis votre emplacement sont disponibles.
La sonde Lucy de la NASA visitera 8 astéroïdes en 12 ans. Voici comment cela fonctionnera.![LUCY | NASA Space Probe | Free Download - Download Free 3D model by murilo.kleine (@murilo.kleine) [bc3dc59]](https://media.sketchfab.com/models/bc3dc59eceb74b43a02cc2d51b5a0be5/thumbnails/a3baf2abba78409ea038a6526f5139a5/cffa2c4576b14c04af2fcdde3ddead79.jpeg)
Comprimer les survols de huit astéroïdes, la plupart dans une région de l’espace totalement inexplorée, en seulement 12 ans est un défi, mais c’est exactement ce que la nouvelle mission de la NASA fera pour explorer une catégorie de roches spatiales appelées les chevaux de Troie, qui se regroupent devant et derrière Jupiter dans son orbite autour du soleil.
Le vaisseau spatial, surnommé Lucy, sera lancé samedi 16 octobre depuis la station de la Force spatiale de Cap Canaveral en Floride à bord d’une fusée United Launch Alliance Atlas V. Le décollage est prévu à 5 h 34 HAE (09 h 34 GMT) et la couverture en direct de la NASA commencera à 5 h HAE (09 h 00 GMT) ; vous pouvez regarder en direct sur Space.com avec l’aimable autorisation de la NASA ou directement via NASA TV. Lucy était un défi inhabituel pour Brian Sutter, un architecte de mission de la société aérospatiale Lockheed Martin qui a conçu la trajectoire du vaisseau spatial, car l’équipe cherchait à visiter une classe d’objets plutôt qu’une destination spécifique.
Mais c’était le deuxième défi de Sutter. Son premier était de comprendre comment se rendre jusqu’aux chevaux de Troie, car aucun vaisseau spatial n’a visité l’un ou l’autre des amas d’astéroïdes ressemblant à un entourage : l’essaim L4, qui est situé à environ 60 degrés devant Jupiter sur son orbite, et le L5 essaim, qui se trouve à égale distance derrière la planète géante. Alors qu’il regardait le système solaire, Sutter est tombé sur une solution élégante mieux décrite comme un cycleur troyen. Après le lancement, Lucy passera deux fois par la Terre pour s’aligner correctement, puis sortira juste après l’orbite de Jupiter. Le lobe extérieur de cette ellipse est soigneusement conçu pour s’aligner avec l’essaim L4 de chevaux de Troie lorsqu’il passe au même endroit, laissant Lucy prendre ses quatre premiers survols. (Au cours de cette partie la plus éloignée de son orbite, Lucy deviendra également le vaisseau spatial à énergie solaire qui volera le plus loin du soleil. Il ne fera que devancer le détenteur actuel du record, l’orbiteur Juno Jupiter de la NASA. Les autres missions de l’agence spatiale vers la planète géante royaume, comme la sonde Galileo Jupiter et le Cassini qui étudie Saturne, se sont appuyés sur l’énergie nucléaire, qui est plus fiable dans l’obscurité du système solaire externe.)
Ensuite, Lucy reviendra dans le système solaire interne, faisant un autre passage de la Terre – la première fois qu’un vaisseau spatial survolera la Terre après avoir été dans le système solaire externe. Alors que le vaisseau spatial est le plus proche de la Terre, Jupiter se trouve dans la même partie de l’espace que Lucy a traversée lors de ses premiers survols. Ce survol de la Terre affinera la trajectoire de Lucy vers l’extérieur, et au moment où elle s’approchera de l’extrémité opposée de sa trajectoire, elle sera à nouveau à peu près à la distance orbitale de Jupiter, cette fois juste au moment où l’essaim L5 qui suit la planète géante balaie le même région de l’espace.
Mais atteindre les chevaux de Troie en général n’était qu’un élément du défi de Sutter : il y avait encore cette question de milliers de cibles potentielles parmi lesquelles choisir. « Je ne distinguais pas un bon cheval de Troie d’un mauvais cheval de Troie », a déclaré Sutter. Et les scientifiques de Lucy n’avaient pas nécessairement de fortes préférences sur les roches spécifiques que le vaisseau spatial pouvait voir non plus. Mais l’équipe souhaitait visiter des chevaux de Troie qui incarnent la diversité de la région, notamment en termes de couleur, avec des astéroïdes gris et rouges se partageant le voisinage. Sutter a donc demandé à l’équipe scientifique de dresser une liste de 20 astéroïdes en deux colonnes dans l’espoir de voler par l’un de chaque ensemble.
Ces deux survols formaient l’épine dorsale de la mission, mais l’objectif de Sutter lorsqu’il a proposé l’idée de l’ellipse du cycleur de Troie était d’intégrer, disons, quatre ou cinq astéroïdes dans la mission pour donner aux scientifiques la gamme de roches spatiales qu’ils recherchaient vraiment. Et, bien sûr, les essaims de chevaux de Troie sont pour la plupart des espaces vides. « Je dirai qu’il y a une idée fausse selon laquelle voler à travers les essaims d’astéroïdes troyens ou même les astéroïdes de la ceinture principale est comme » Star Wars « », Cathy Olkin, chercheuse principale adjointe de la mission et scientifique planétaire au Southwest Research Institute (SwRI) en Colorado, a déclaré à Space.com. « Nous n’avons pas à esquiver les astéroïdes comme ils le montrent dans les films. » Donc, trouver des astéroïdes supplémentaires demande du travail, mais c’est faisable.
« Il se trouve que j’ai essentiellement pris Excel – vous savez, le tableur que nous utilisons tous pour nos budgets, nos impôts et tout le reste – et j’ai mis un propagateur d’orbite dans Excel », a-t-il déclaré. Comme on le fait. Sutter a conçu un système qui prendrait une orbite de base et traverserait tous ces astéroïdes, identifiant ce qui se trouvait à proximité. « J’attendais juste la fin de la journée et j’appuyais sur le bouton quand je rentrais du travail le soir », a-t-il déclaré. « Cela fonctionnerait toute la nuit, et je viendrais le matin et il y aurait une petite surprise pour moi. »
En deux mois, il avait conçu l’itinéraire de Lucy pour survoler sept astéroïdes différents. (Après la confirmation de ce programme, les scientifiques ont identifié une petite lune maintenant appelée Queta en orbite autour de la première cible troyenne de Lucy, Eurybates, que l’équipe de la mission espère également observer, portant le nombre de cibles de la sonde à huit.) En six mois, Sutter avait bien- accordé l’orbite, avec toutes les manœuvres nécessaires pour observer chaque objet déterminé. « Nous sommes sur le fil du rasoir sur la trajectoire et ne pouvons pas varier d’un iota par rapport à ce que nous allons faire », a déclaré Hal Levison, chercheur principal de la mission et autre scientifique planétaire au SwRI, à Space.com.
Depuis que Sutter a élaboré le plan de mission, les chercheurs de la NASA Goddard ont développé un système qui peut exécuter automatiquement essentiellement le même processus. « Cet outil peut faire ce que j’ai fait en une semaine d’optimisation, il peut le faire en une demi-heure », a déclaré Sutter à propos du programme. L’équipe a également demandé au système de tenter une mission sur un astéroïde troyen, juste au cas où. « En fin de compte, c’était non, nous ne pouvons rien trouver de mieux que la trajectoire d’origine », a-t-il déclaré à propos de cet examen. « C’est celui que nous devrions proposer, c’est le meilleur. »
Et c’est donc la trajectoire que Lucy suivra après le lancement : deux passages de la Terre pour accélérer le vaisseau spatial, puis pour parcourir les chevaux de Troie. Au total, la mission est prévue pour durer 12 ans, au cours desquels elle observera huit astéroïdes, dont une grande variété de chevaux de Troie. « Les planètes s’alignent littéralement pour nous permettre de faire cela », a déclaré Levison. « Les dieux célestes de la mécanique sont vraiment souriants dans cette mission. »
La mission record de la NASA sur l’astéroïde Lucy se prépare pour le lancement d’octobreLa sonde astéroïde Lucy de la NASA devrait commencer son odyssée spatiale de 12 ans le mois prochain. Lucy devrait être lancée au sommet d’une fusée United Launch Alliance Atlas V depuis la station de la force spatiale de Cap Canaveral en Floride le 16 octobre. Le décollage donnera le coup d’envoi d’une mission historique qui verra Lucy se rapprocher de huit roches spatiales différentes au cours douzaine d’années. « Nous visitons plus d’astéroïdes que tout autre vaisseau spatial de l’histoire », a déclaré le chercheur principal de Lucy, Hal Levison, du Southwest Research Institute (SwRI) à Boulder, Colorado, lors d’une conférence de presse mardi 28 septembre.
Étudier les astéroïdes troyens
Les principales cibles scientifiques de Lucy sont les astéroïdes troyens, des roches spatiales qui tournent autour du soleil sur l’orbite de Jupiter. Il existe deux groupes de chevaux de Troie : celui qui « conduit » Jupiter autour de notre étoile et celui qui « traîne » la planète géante. Les astronomes ont répertorié plus de 7 000 chevaux de Troie à ce jour, mais la population totale des roches spatiales est beaucoup plus élevée, rivalisant peut-être même avec celle de la principale ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, a déclaré Levison. Lucy sera le premier vaisseau spatial à observer de près un cheval de Troie, et ses observations pourraient être révélatrices. « Les modèles de formation et d’évolution des planètes suggèrent que les astéroïdes troyens sont probablement des vestiges du même matériau primordial qui a formé les planètes extérieures, et servent ainsi de capsules temporelles depuis la naissance de notre système solaire il y a plus de 4 milliards d’années », ont déclaré des représentants du SwRI écrit dans une description de mission de Lucy
Le voyage de Lucy dans le voisinage de Jupiter sera long et tortueux : la sonde effectuera deux survols différents de la Terre avant de se diriger vers la planète géante. Puis, en avril 2025, Lucy effectuera son premier survol d’astéroïdes, une rencontre avec un rocher de la ceinture d’astéroïdes appelé (52246) Donaldjohanson. L’équipe de Lucy a nommé cet astéroïde d’après le paléoanthropologue Donald Johanson, le codécouvreur du célèbre fossile « Lucy » – les os d’une femelle de 3,2 millions d’années de l’espèce d’hominidé Australopithecus afarensis. Le fossile, à son tour, a été nommé d’après la chanson des Beatles « Lucy in the Sky with Diamonds ». Le logo en forme de diamant de la mission Lucy est un clin d’œil à la chanson, a déclaré Levison. Après avoir observé (52246) Donaldjohanson, le vaisseau spatial se dirigera vers l’essaim de chevaux de Troie « principal », volant finalement par quatre astéroïdes différents d’août 2027 à novembre 2028. Après cela, Lucy se dirigera vers le groupe « fuyant », où il rencontrera trois roches spatiales en mars 2033.
Lucy ne s’attardera sur aucune de ses cibles d’astéroïdes. « Nous les visons presque directement, volant à moins de 600 miles [1 000 kilomètres] de leurs surfaces, et Lucy ne ralentit pas pour ces survols ; elle se déplace entre 3 et 5 miles [5 à 8 km] par seconde par rapport au Astéroïdes troyens », a déclaré Keith Noll, scientifique du projet Lucy au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, lors de la conférence de presse de mardi. « Ainsi, les rencontres se produisent rapidement, les meilleures données étant collectées en quelques heures seulement près de l’approche la plus proche », a déclaré Noll. Ces données, recueillies par plusieurs caméras et spectromètres différents, apprendront à l’équipe de la mission la composition, la structure et l’activité des cibles rocheuses spatiales. L’engagement de financement total de la NASA envers Lucy est de 981,1 millions de dollars, a déclaré Lori Glaze, chef de la division des sciences planétaires de l’agence, lors de la conférence de presse de mardi. Cet argent emmènera Lucy jusqu’à la fin de sa mission principale en 2033.
Se préparer au décollage
Au cours des huit dernières semaines, l’équipe de Lucy a préparé le vaisseau spatial pour le vol au Kennedy Space Center de la NASA, qui est à côté de la station de la Force spatiale de Cap Canaveral. Les ingénieurs et les techniciens ont franchi des étapes importantes au cours de ce tronçon, notamment l’installation de l’antenne à gain élevé de Lucy et le remplissage de ses réservoirs de carburant. « Il y a eu beaucoup de travail pratique », a déclaré Donya Douglas-Bradshaw, chef de projet Lucy à la NASA Goddard, dans un communiqué. « Cet été est passé si vite, il est difficile de croire que nous sommes presque au lancement. » Les prochaines semaines seront également chargées. Par exemple, l’équipe va bientôt encapsuler Lucy dans son carénage de charge utile, la coque qui protégera le vaisseau spatial lors du lancement. Début octobre, la sonde encapsulée sera transportée à la station de la Force spatiale de Cap Canaveral, où elle sera empilée au sommet de sa fusée Atlas V avant le lancement prévu le 16 octobre.
Cependant, une fermeture potentielle du gouvernement se profile sur tous ces préparatifs : le financement du gouvernement fédéral expirera jeudi (30 septembre) à moins que les législateurs de Capitol Hill ne parviennent à une sorte d’accord fiscal. Glaze a déclaré que la NASA s’efforçait d’obtenir une exception qui permettrait à l’équipe de Lucy de continuer à se préparer au lancement même si le gouvernement fédéral fermait dans quelques jours. « Le processus de demande est en cours, il n’est pas encore terminé », a déclaré Glaze. « Nous gardons un œil très, très attentif sur ce qui se passe avec le Congrès et avec le budget. » Cela étant dit, « tout avance avec le lancement », a-t-elle ajouté.
https://www.space.com/nasa-lucy-trojan-asteroid-mission-october-launch
https://www.space.com/nasa-lucy-asteroids-mission-pathway-preview