En regardant le changement des étoiles sur les photos de la sonde New Horizons, les astronomes ont calculé sa position dans la galaxie – une technique qui pourrait être utile pour les missions interstellaires
Illustration de l'artiste du New Horizons Spacecraft de la NASA dans le système solaire extérieur
Alors qu'il sort de notre système solaire, le vaisseau spatial des New Horizons de la NASA est si loin de la Terre que les étoiles de la Voie lactée apparaissent dans des positions nettement différentes par rapport à notre propre point de vue. Les astronomes ont maintenant utilisé ce changement de perspective pour déterminer la position de la sonde dans la galaxie, dans le tout premier exemple de navigation interstellaire.
New Horizons a été lancé en 2006, initialement pour étudier Pluton, mais il a depuis voyagé bien au-delà de ce point, labourant la ceinture de Kuiper, une vaste et large bande de rochers et de poussières à des milliards de kilomètres du soleil. Il accélère maintenant à des dizaines de milliers de kilomètres par heure.
En regardant le ciel nocturne de la Terre, les étoiles sont si loin qu'elles ne semblent pas changer de position lorsqu'elles sont vues à partir de différents endroits, sauf si vous avez un télescope puissant. Mais du point de vue de New Horizons, il y a un changement significatif dans les positions des étoiles en raison de l'effet de parallaxe. Cela a été démontré en 2020 lorsque la sonde a rayonné des photos de deux étoiles à proximité, Proxima Centauri et Wolf 359, à la Terre.
Maintenant, Tod Lauer au Laboratoire national de recherche nationale sur l'astronomie infrarouge par optique en Arizona et ses collègues a utilisé cet effet pour déterminer la position des New Horizons. Ils l'ont fait en comparant les photos de la sonde de Proxima Centauri et Wolf 359 avec des mesures du télescope spatial Gaia, qui a produit la carte les plus détaillées des étoiles de notre Voie lactée.
«Nous avons une carte tridimensionnelle assez bonne de la galaxie autour de nous que vous pouvez savoir où vous êtes», explique Lauer. « C'est une précision remarquable, avec votre propre appareil photo (à bord d'un vaisseau spatial). »
Pour calculer la position de l'engin spatial, lui et son équipe ont regardé la position des étoiles alors qu'ils apparaissaient à partir de la caméra embarquée de New Horizons, ramenant une ligne de vue des deux étoiles et travaillant où les deux lignes étaient les plus proches. Ensuite, ils ont utilisé la position précise des deux étoiles de la carte des étoiles de Gaia pour déterminer où ce point était par rapport au système solaire.
Cette animation à deux images montre la position changeante de Proxima Centauri, vu de la Terre et de New Horizons
Presque tous les vaisseaux spatiaux calculent leurs roulements à moins de dizaines de mètres en utilisant le réseau de profondeur de la NASA (DSN), une collection d'émetteurs radio sur Terre qui envoient des signaux réguliers dans l'espace. En comparaison, la méthode de parallaxe était beaucoup moins précise, localisant de nouveaux horizons dans une sphère avec un rayon de 60 millions de kilomètres, environ la moitié de la distance entre la Terre et le Soleil.
«Nous n'allons pas mettre le réseau de Deep Space à l'abri des affaires – ce n'est qu'une preuve de démo», explique Lauer. Cependant, avec une meilleure caméra et un meilleur équipement, ils pourraient améliorer la précision jusqu'à 100 fois, dit-il.
L'utilisation de cette technique pour la navigation interstellaire pourrait offrir des avantages par rapport au DSN, car il pourrait donner des lectures de localisation plus précises à mesure qu'un vaisseau spatial s'éloigne de la Terre, tout en étant en mesure de fonctionner de manière autonome sans avoir besoin d'attendre qu'un signal radio provient de notre système solaire,, explique Massimiliano Nasile à l'Université de Strathclyde, au Royaume-Uni.
«Si vous voyagez dans une véritable star, nous parlons d'années-lumière», explique Vasile. « Ce qui se passe, c'est que votre signal du réseau de l'espace profond doit voyager tout le chemin et ensuite en arrière, et il se déplace à la vitesse de la lumière, donc cela prend des années. »
Cependant, il n'y a pas de missions en cours pour aller profondément dans l'espace interstellaire par une agence, dit Vasile, donc l'utilité de cette technique particulière est limitée jusqu'à ce que l'on prenne forme, dit-il.
