OSIRIS-REx a collecté un échantillon d’une demi-livre à la surface de l’astéroïde Bennu en octobre 2020. La capsule de retour d’échantillon de la mission atterrira à l’aide d’un parachute – comme le modèle d’entraînement présenté ici lors d’un test du 30 août – le 24 septembre au Département. du champ d’essai et d’entraînement de la Défense en Utah, dans le désert à l’extérieur de Salt Lake City. Crédit : NASA/Keegan Barber
NASAc’est OSIRIS-REx lancera une capsule d’échantillon d’astéroïde en septembre, en vue d’un atterrissage dans le désert du Grand Lac Salé, avec des équipes prêtes à relever les défis lors de sa descente et de sa récupération.
En septembre prochain, après avoir parcouru des milliards de kilomètres à travers notre système solaire, le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA survolera la Terre avec une livraison extraordinaire. Lors de son passage, il libérera une capsule de la taille d’un mini-réfrigérateur contenant un échantillon de roche spatiale primordiale collectée sur un astéroïde situé entre les orbites de la Terre et Mars.
OSIRIS-REx – Origines, interprétation spectrale, identification des ressources et sécurité – Regolith Explorer – est la première mission américaine à collecter un échantillon d’un astéroïde. Les scientifiques espèrent que les matériaux vierges collectés sur l’astéroïde Bennu en 2020 – environ une demi-livre de décombres et de poussière de la surface de l’astéroïde – ouvriront une fenêtre sur 4,5 milliards d’années, lorsque le Soleil et les planètes se formaient.
Défis d’entrée et préparations
Avant de pouvoir le faire, la capsule protectrice de l’échantillon résistera à des températures deux fois plus élevées que celles de la lave et à la deuxième vitesse la plus rapide jamais atteinte par un objet fabriqué par l’homme entrant dans l’atmosphère terrestre. Après être entrée dans l’atmosphère terrestre à environ 36 fois la vitesse du son, la capsule pourrait éventuellement rencontrer du vent, de la pluie et d’autres conditions météorologiques à mesure qu’elle se rapprocherait de la surface. Quelle que soit la météo, il atterrira dans le désert du Grand Lac Salé, un paysage aride connu pour ses températures estivales torrides et ses salines, vestiges d’un ancien lit de lac où des dépôts de sel croustillants recouvrent le sol.
Même si l’accent sera mis en grande partie sur les aspects techniques du vaisseau spatial et de la capsule d’atterrissage, une équipe de scientifiques et de météorologues surveillera également de près les conditions météorologiques, qui peuvent affecter de manière significative la récupération de la capsule.
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OSIRIS-REx est la première mission de retour d’échantillons d’astéroïdes de la NASA. Il a été lancé en septembre 2016 pour explorer un astéroïde géocroiseur appelé Bennu. La finale passionnante de la mission aura lieu le 24 septembre 2023, lorsqu’une capsule contenant les échantillons de Bennu atterrira dans le désert occidental de l’Utah. Crédit : NASA
« Avant notre lancement il y a sept ans, la capsule devait être conçue pour toutes les conditions météorologiques que nous pensions raisonnables pour l’Utah en septembre », a déclaré Eric Queen, ingénieur de recherche au sein de l’équipe Entry, Descent and Landing (EDL) à Langley de la NASA. Centre de recherche à Hampton, en Virginie.
Bien que la capsule robuste ait été construite pour être imperméable à des éléments tels que la foudre et la glace, « les vents sont probablement notre plus grande préoccupation chaque fois que vous atterrissez en parachute », a déclaré Mark Johnson, qui dirige l’analyse EDL pour Lockheed Martin, à Littleton, Colorado. En effet, la vitesse et la direction du vent pourraient affecter l’endroit où la capsule se posera dans un objectif de 36 milles sur 8,5 milles (58 km sur 14 km) dans le champ d’essai et d’entraînement du ministère de la Défense de l’Utah, au sud-ouest de Salt Lake City.
Conditions désertiques et planification du rétablissement
Le champ d’atterrissage est considéré comme une « zone sûre et contrôlée », a déclaré Kenneth Getzandanner, responsable de la dynamique de vol d’OSIRIS-REx. « C’était aussi le site d’atterrissage de la mission Stardust, donc il y a un héritage. »
Les équipes de récupération participent à des répétitions sur le terrain en vue de la récupération de la capsule de retour d’échantillon de la mission OSIRIS-REx de la NASA au champ d’essai et d’entraînement du ministère de la Défense de l’Utah. L’échantillon a été collecté sur l’astéroïde Bennu en octobre 2020 par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA et reviendra sur Terre le 24 septembre, atterrissant en parachute au champ d’essai et d’entraînement de l’Utah. Crédit : NASA/Keegan Barber
Comme du ciment Goopy
L’équipe OSIRIS-REx a également beaucoup réfléchi aux conditions sur le terrain. La fin de l’été est la saison de la mousson dans le désert, donc de fortes pluies pourraient saturer le sol limoneux. De la boue humide, semblable à du ciment, rendrait la conduite difficile si des véhicules tout-terrain étaient nécessaires pour aider les hélicoptères à trouver et à transporter la capsule.
« Nous devrions connaître d’ici la fin de la mousson la quantité de précipitations que nous avons reçue et l’état des marais salants », a déclaré Eric Nelson, météorologue de l’armée américaine qui soutient la mission. « Un bon indicateur est la Bonneville Speed Week, un événement de course annuel en août. » Puisque tout s’est déroulé sans accroc, « tout va probablement bien ».
En soutien à la mission OSIRIS-REx, l’équipe déploiera des ballons météorologiques dans les jours précédant l’atterrissage. Les ballons à usage unique s’élèvent à des altitudes d’environ 60 000 pieds, soit 18 288 mètres, soit environ deux fois plus hautes que celles d’un avion commercial. S’élevant à 18 pieds (5,5 m) par seconde, ils transmettent des données sur la température, l’humidité, la pression et le vent avant d’éclater dans les hauteurs de l’atmosphère. La mission utilisera ces observations pour estimer un emplacement probable d’atterrissage sur le champ de tir.
Un modèle d’entraînement de la capsule de retour d’échantillon est vu lors des répétitions sur le terrain en vue de la récupération de la capsule de retour d’échantillon de la mission OSIRIS-REx de la NASA, le mardi 29 août 2023, au champ d’essai et d’entraînement du ministère de la Défense de l’Utah. Crédit : NASA/Keegan Barber
Comment se déroulera la livraison
La dernière étape du long voyage de la capsule commencera lorsqu’elle se séparera du vaisseau spatial OSIRIS-REx, puis entrera dans l’atmosphère terrestre au-dessus de la côte ouest environ quatre heures plus tard. Voyageant à des vitesses hypersoniques, la capsule d’environ 100 livres (45 kg) s’appuiera sur un système d’entrée de protection comprenant un bouclier thermique constitué d’un matériau ablatif léger inventé au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie et conçu pour résister à des températures extrêmes.
Des systèmes de suivi radar et infrarouge suivront la capsule pendant la descente. Alors qu’il se dirige vers l’est le matin du 24 septembre, plusieurs avions, dont un avion de recherche à haute altitude WB-57 du Johnson Space Center de la NASA à Houston, suivront son voyage avec des systèmes d’imagerie visuelle et thermique.
La capsule se déplacera à environ 1 150 mph (1 850 km/h) lorsqu’elle déploiera son parachute stabilisateur sur le champ d’entraînement. Un parachute principal rond s’ouvrira plus près du sol pour adoucir l’atterrissage. Contrairement à d’autres modèles, la forme ronde est moins susceptible d’être captée par la brise, ce qui augmente la traînée et la stabilité à mesure que la capsule descend. Cela réduit ses chances d’être dévié de sa trajectoire, ce qui pourrait le rendre plus difficile à trouver au sol.
Une fois atterri et récupéré par une équipe spécialisée, l’échantillon sera transféré dans un laboratoire spécial à Johnson, où il sera conservé et étudié. L’atterrissage historique sera également étudié afin d’éclairer les futures livraisons spatiales.
« Nous ne prévoyons rien de ce que nous ne prévoyons pas habituellement, mais de nombreux regards seront tournés vers notre petit coin de désert cet automne », a noté Nelson. « C’est un peu plus de pression que d’habitude. »
Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, assure la gestion globale de la mission, l’ingénierie des systèmes ainsi que la sécurité et l’assurance de la mission pour OSIRIS-REx. Dante Lauretta, de l’Université de l’Arizona à Tucson, est le chercheur principal. L’université dirige l’équipe scientifique ainsi que la planification de l’observation scientifique et le traitement des données de la mission. Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado, a construit le vaisseau spatial et assure les opérations aériennes. Goddard et KinetX Aerospace sont responsables de la navigation du vaisseau spatial OSIRIS-REx. La conservation d’OSIRIS-REx, y compris le traitement de l’échantillon à son arrivée sur Terre, aura lieu au Johnson Space Center de la NASA à Houston. Les partenariats internationaux pour cette mission comprennent l’instrument altimètre laser OSIRIS-REx de l’ASC (l’Agence spatiale canadienne) et la collaboration scientifique sur les échantillons d’astéroïdes avec JAXAde la mission Hayabusa2 de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale. OSIRIS-REx est la troisième mission du programme New Frontiers de la NASA, géré par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la direction des missions scientifiques de l’agence à Washington.
