LUCY: UNE SONDE, 12 ANS ET 7 ASTÉROÏDES

Cinq mois après le prélèvement d’échantillons de l’astéroïde Bennu par la sonde Osiris-Rex, la NASA se prépare à lancer un nouveau projet d’exploration du système solaire. Prévue pour décoller cet automne, la mission Lucy voyagera pendant 12 ans pour survoler six astéroïdes troyens de Jupiter et tenter de percer les mystères de la naissance de nos planètes!

Plus de 7000 troyens identifiés

En astronomie, un troyen désigne un astéroïde évoluant dans la région des points de Lagrange. Nommé Achille d’après un des héros de la mythologie grecque, le premier troyen a été découvert en février 1906 par l’astronome allemand Max Wolf. 

Aujourd’hui, on a identifié plus de 7000 astéroïdes capturés par les points de Lagrange du système Jupiter-Soleil, et on estime à un million le nombre total de troyens de Jupiter supérieurs à un kilomètre de diamètre! Comme figés dans le temps et dans l’espace, ces centaines de milliers de débris rocheux sont en fait les « déchets » de la formation des planètes.

Lucy
Vue d'artiste de Lucy et des Troyens de Jupiter ©Roen Kelly

Les points de Lagrange

Découverts par le mathématicien Français Louis Lagrange en 1772, les points de Lagrange définissent dans un système orbital cinq positions d’équilibre notées de L1 à L5. En effet, lorsque deux corps massifs orbitent l’un autour de l’autre (par exemple, Jupiter autour du Soleil), l’attraction gravitationnelle et la force centrifuge s’annulent pour créer des petites zones de stabilité qui attirent parfois des astres de petite masse. Dans le cas du système Jupiter-Soleil, les points L4 et L5 ont capturé plusieurs milliers d’astéroïdes surnommés les troyens de Jupiter.

Les points de Lagrange
Représentation des cinq points de Lagrange du système Terre-Soleil. ©NASA
Lucy, ou Dinqnesh (ge'ez : ድንቅ ነሽ), parfois écrit Dinknesh, est le surnom donné au fossile de l'espèce éteinte Australopithecus afarensis découvert en 1974 sur le site de Hadar, en Éthiopie, par une équipe de recherche internationale. Ce fossile est daté de 3,18 millions d'années. ©Jason Kuffer via Creative Commons

Lucy: à la découverte des "fossiles" de nos planètes

C’est donc pour étudier l’histoire de notre système solaire que le projet Lucy a été retenu le 4 janvier 2017 dans le cadre du programme d’exploration Discovery financé par la NASA. 

Nommée d’après le fossile d’hominidé qui a révolutionné nos connaissances de l’évolution humaine, la mission de 12 ans profitera d’un alignement exceptionnel des planètes pour visiter la ceinture d’astéroïdes avant de survoler six troyens de Jupiter. A l’image des ossements découverts en 1974, les scientifiques espèrent que les données rapportées par la mission bouleverseront nos connaissances du système solaire.

La sonde spatiale Lucy

Equipée de larges panneaux solaires de sept mètres de diamètre, la sonde Lucy mesurera près de 14 mètres d’envergure et pèsera plus de 800 kilogrammes à vide. 

Pour communiquer avec la Terre, le vaisseau d’exploration sera équipé d’une large antenne de deux mètres de diamètre et emportera trois instruments scientifiques. Une caméra haute résolution  permettra de photographier la surface des astéroïdes tandis que deux spectromètres pourront identifier la composition et la structure de leurs matériaux.

Mission Lucy du programme Discovery de la NASA. Vue d'artiste ©NASA/SwRI and SSL/Peter Rubin

Un premier passage dans la ceinture principale

Prévue pour être lancée en octobre 2021, Lucy effectuera plusieurs manœuvres d’assistance gravitationnelle autour de la Terre avant de s’élancer vers la grande ceinture d’astéroïdes. 

En avril 2025, la sonde spatiale passera à 900 kilomètres de l’astéroïde Donald Johanson, nommé d’après le paléoanthropologue qui a découvert les ossements de Lucy en Ethiopie. La sonde calibrera ses instruments en utilisant le corps rocheux de quatre kilomètres de diamètre avant de poursuivre son voyage vers son objectif principal: six troyens de Jupiter aux profils très variés.

Trajectoire de Lucy
Trajectoire de Lucy dans le Système solaire avec indication des survols des astéroïdes troyens de Jupiter et des corrections de trajectoire (M1 à M5). ©Triton et Pline

De 21 à 113 kilomètres de diamètre

En effet, entre 2027 et 2028, Lucy arrivera dans la région du point de Lagrange L4 où la sonde effectuera quatre survols d’astéroïdes: Eurybate, Polymèle, Leucos et enfin Oros

Après un dernier survol de la Terre, la mission s’élancera vers le point de Lagrange opposé pour visiter le groupe de troyens qui précède Jupiter sur son orbite. Au point L5, la sonde atteindra son objectif final: l’astéroïde de 113 kilomètre de diamètre nommé Patrocle, accompagné d’une lune de taille presque égale et nommée Ménétios.

Vue d'artiste de la sonde Lucy
Vue d'artiste de la sonde Lucy
Les objectifs de la mission Lucy

Lucy: lancement le 21 octobre!

Comme le montre la photo de Patrocle et Ménétios prise par le télescope Hubble, à plus de cinq fois la distance Terre-Soleil, les troyens de Jupiter sont trop éloignés pour être observés depuis la Terre. Prévue pour décoller le 21 octobre 2021, la mission Lucy doit donc nous permettre d’étudier en détail la matière mère de nos planètes, pour peut-être révolutionner nos connaissances du système solaire

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Pierre-Henri Le Besnerais

Patrocle et Ménétios vus par Hubble
Patrocle et Ménétios ici photographiés par le télescope Hubble. C'est la meilleure image que nous avons à ce jour des deux astéroïdes. La mission Lucy devrait nous rapporter des photos d'une qualité inégalée.
Patrocle et Ménétios
Vue d'artiste de Patrocle, accompagné de sa "lune" de taille presque égale nommée Ménétios. ©SwRI

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[…] indiquent que la planète est inactive depuis au moins 3,8 milliards d’années, date des derniers bombardements intenses d’astéroïdes et de […]

Ibrahima Diallo

Très bon article

[…] à Hubble, le télescope spatial de James-Webb sera positionné au point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil, situé à 1,5 millions de kilomètres de la Terre. Avec ses 6,5 mètres […]

[…] considérés comme les fossiles de notre système solaire et recevront d’ailleurs la visite de la sonde américaine Lucy en 2027. Pour en apprendre plus sur cette mission ambitieuse de 12 ans, vous trouverez un article […]