Astéroïde Bennu : atterrissage réussi – mais la mission de retour d’échantillons ne fait que commencer

Le soulagement se lisait clairement sur les visages de l’équipe de scientifiques et d’ingénieurs de la NASA lorsqu’on leur a annoncé : « L’atterrissage est terminé ». Puis des applaudissements quelques secondes plus tard pour « back away burn complete ». La partie la plus périlleuse de la mission était terminée – et apparemment réussie, même s’il faudra attendre encore quelques jours pour connaître l’ampleur du succès.

OSIRIS-REx (pour Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer)) a été lancé en septembre 2016, arrivant sur son astéroïde cible 101955 Bennu en décembre 2018. Le but de la mission était de caractériser l’astéroïde, puis d’en ramener une partie pour l’étudier sur Terre.

L’engin spatial a passé deux ans à tourner autour de Bennu, à dresser des cartes détaillées de sa surface, à en apprendre le plus possible sur l’astéroïde avant la phase suivante de la mission : chercher un endroit sûr où se poser. Ou plutôt, non pas pour atterrir, mais pour effectuer une visite très rapide de la surface, où elle recueillerait des fragments de matériaux à ramener sur Terre. C’est l’achèvement de la manœuvre « touch-and-go » qui a provoqué les applaudissements et les acclamations dans le centre de contrôle de la mission.

Pourquoi Bennu ? Et pourquoi ce soulagement ? Après tout, ce n’est pas le premier astéroïde qu’un vaisseau spatial visite – et ce n’est pas le premier petit corps sur lequel on se pose. Ce record est détenu par le vaisseau spatial NEAR qui a effectué un atterrissage en catastrophe contrôlé sur l’astéroïde 433 Eros en 2001. Et je me souviens encore de l’émotion dans la salle de contrôle lorsque Philae s’est posé sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko en 2014.

Le soulagement était dû au fait que Bennu est petit – seulement environ 500 mètres de diamètre – un fait qui était connu lorsqu’il a été sélectionné comme cible. Mais il a une forme étrange et est actif – deux choses qui n’étaient pas connues. Il ressemble un peu à une toupie à l’ancienne, ou à un diamant brut, pointu en haut et en bas et plus gros au milieu. Comme il est si petit, on a supposé que Bennu serait quiescent – il ne se comporterait pas, par exemple, comme une comète et éjecterait des rafales de gaz et de roches.

Mais comme rien n’est simple dans le système solaire, lorsque OSIRIS-Rex s’est approché de Bennu, il a constaté que l’astéroïde projetait de petites quantités de matériaux depuis sa surface. Les particules faisaient moins d’un centimètre de diamètre, et la plupart d’entre elles sont retombées sur l’astéroïde – généralement plus proche de l’équateur que des pôles, ce qui a modifié sa forme au fil du temps.

L’une des conséquences de l’activité – expliquée par des changements de température fracturant les plus gros blocs et brisant les roches – est que la surface de Bennu est entièrement recouverte de gravats, bien plus que ce qui avait été prévu. Cela a rendu plus difficile la sélection d’un site pour la collecte d’échantillons.

Secrets du système solaire

Bennu est un astéroïde proche de la Terre – il a une chance sur 2700 d’entrer en collision avec la Terre dans environ 170 ans. On pense également qu’il est riche en type de composés organiques qui auraient pu ensemencer la Terre pour permettre l’apparition de la vie.

Une autre découverte surprenante issue de la campagne de cartographie est que Bennu était non seulement riche en minéraux argileux, mais que des veines de carbonate étaient présentes. L’argile et les carbonates nécessitent de l’eau – beaucoup d’eau – donc ces minéraux doivent s’être formés lorsque Bennu faisait partie d’un astéroïde plus grand. Il n’y a pas d’eau courante à l’heure actuelle, mais il pourrait y avoir de petites poches de glace sous la surface. Bien que cette glace ne sera pas recueillie par OSIRIS_Rex, les effets de l’eau devraient être vus dans le matériel qu’il a recueilli.

L’étude de ces matériaux nous aidera à comprendre la poussière primitive à partir de laquelle le système solaire s’est développé, et la gamme de composés organiques présents. Elle nous indiquera également les propriétés physiques de quelque chose qui pourrait frapper la Terre, ce qui pourrait nous aider à l’arrêter.

Il a toujours été difficile de collecter des matériaux à la surface – toute tentative d’atterrissage aurait peu de chances de réussir, car la faible attraction gravitationnelle de Bennu ne pourrait pas s’accrocher à un atterrisseur et le maintenir en place. L’atterrisseur rebondirait dans l’espace. C’est pourquoi la NASA a utilisé l’approche touch-and-go – le vaisseau spatial s’est approché très lentement de l’astéroïde, en restant en vol stationnaire à seulement un mètre environ de sa surface, tandis qu’un bras était étendu pour toucher la surface afin de collecter un échantillon.

Il a fait cela en soufflant un jet d’azote gazeux sur la surface, qui était suffisamment puissant pour projeter de la matière dans le canon de collecte. L’approche lente de la surface a duré plusieurs heures nerveuses, tandis que l’opération de collecte n’a pris que quelques secondes. La collecte terminée, l’engin spatial a reculé – d’où le soulagement du contrôle de mission au message « back away, burn complete », montrant qu’OSIRIS-Rex s’éloignait de la surface.

Nous ne savons pas encore quelle quantité de matériaux a été soufflée dans le bidon – et nous ne le saurons pas avant son retour sur Terre en septembre 2023. Il pourrait s’agir de 60 grammes – ce qui est l’objectif – ou d’un kilogramme. Une tentative sera faite plus tard cette semaine pour voir comment le moment d’inertie du vaisseau spatial – son mouvement uniforme en ligne droite – a changé, ce qui devrait donner une première approximation de la quantité recueillie.

Lorsque l’échantillon reviendra sur Terre, il sera analysé par une équipe internationale de scientifiques qui mesureront tous les aspects de la composition et de la structure du matériau, en particulier les contenus organiques et en eau du sol.

C’est à ce moment-là que nous obtiendrons des réponses, qui nous renseigneront sur nos propres origines autant que sur celle de l’astéroïde Bennu.

Je dédie cette pièce à la mémoire du professeur Michael J. Drake, un ami et un collègue. Il était l’auteur de la proposition initiale de la mission qui est finalement devenue OSIRIS-REx, mais il est décédé en septembre 2011, avant d’avoir pu voir la mission lancée.

Je dédie ce texte à la mémoire du professeur Michael J. Drake, un ami et un collègue.