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Voyager, Insight, Parker Solar Probe… où en sont les sondes spatiales ?

Envoyées dans l’espace, sur les planètes, les astéroïdes, ou encore le Soleil, les sondes spatiales permettent de comprendre la formation et l’évolution de notre système solaire. Certaines ont même réalisé des exploits. Aujourd’hui, les agences spatiales développent ces véhicules spatiaux pour percer les mystères scientifiques encore inconnus. Elles constituent une source d’informations, de connaissance et d’innovation technologique. On vous propose de revenir sur quelques unes de ces sondes.

Crédit image : Pixabay

Voyager 1

C’est la première sonde spatiale à être entrée dans le milieu interstellaire. Aujourd’hui âgée de 40 ans, elle a été lancée le 5 septembre 1977 dans le but d’étudier les planètes externes du Système solaire (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune). Planètes qui n’étaient observées qu’au moyen de télescopes situés sur Terre. Avec sa sonde jumelle (Voyager 2), elle fait partie d’un programme de la NASA dans le cadre duquel elle a survolé Jupiter (1979) et Saturne (1980). C’est avec elle que la NASA a découvert les premiers volcans actifs en dehors de la Terre, sur la lune Io de Jupiter. Cela a d’ailleurs été la principale découverte de Voyager 1 sur la planète. Concernant Saturne, la sonde spatiale a notamment permis de découvrir la composition de l’atmosphère de Titan, l’une de ses lunes (seule atmosphère dense et riche en azote du système solaire en dehors de la Terre…).

Crédit image : NASA/JPL-Caltech

Après son survol de Saturne, Voyager 1 est allé explorer l’espace interstellaire, en dehors du plan de l’écliptique (plan de l’orbite terrestre d’un point de vue héliocentrique). Conçue pour fonctionner pendant 5 ans, elle est toujours active mais une partie de ses instruments n’est plus opérationnelle. D’après les ingénieurs de la NASA, elle ne sera plus capable de collecter et transmettre des données au-delà de 2025. Néanmoins, elle est aujourd’hui l’objet fabriqué par l’Homme le plus éloigné de la Terre (21 292 616 614 km).

Gaia

C’est avec un objectif ambitieux que Gaia a été lancée le 19 décembre 2013. Cette sonde spatiale de l’Agence spatiale européenne (ESA) a en effet, pour mission d’établir “la carte la plus fidèle jamais réalisée de la Voie lactée”. Elle a officiellement commencé le 25 juillet 2014 après la mise en orbite de la sonde autour du point de Lagrange L2. Pour sa mission, Gaia mesure la position et les principales caractéristiques physiques, y compris la brillance, la température et la composition chimique d’un milliard d’étoiles. Le 14 septembre 2016, l’ESA a publié la première carte réalisée par la sonde. On y aperçoit plus d’un milliard d’objets localisés dans notre galaxie (étoiles, quasars, astéroïdes, exoplanètes…). Sur cette carte, figure également la distance et les mouvements de 2 millions d’étoiles.

Crédit image : ESA

En avril dernier, une deuxième version de la carte a été dévoilée et celle-ci affiche près de 1,7 milliard d’étoiles. Et cette fois, l’ESA a ajouté les distances et mouvements d’1,3 milliard de ces étoiles. Sur la carte, figure également les données de température pour 100 millions d’étoiles, l’effet de la poussière interstellaire sur 87 millions d’entre elles ainsi que les positions de plus de 14 000 astéroïdes. C’est aujourd’hui le catalogue le plus complet des étoiles de notre galaxie et d’au-delà.  Âgée de 4 ans et demi, Gaia continue de collecter des données au même endroit. Dans ce sens, elle correspond plus à un observatoire qu’à une sonde, explique Michel Viso, exobiologiste au Centre national d’études spatiales (CNES) : “Un observatoire ne s’éloigne pas beaucoup de la Terre (1,445 millions de km pour Gaia) et sa mission consiste principalement à collecter des données“. La mission ne devait durer que 5 ans, mais elle a été prolongée de 18 mois et s’achèvera donc le 31 décembre 2020 (et non le 25 juillet 2019). A noter que la troisième édition est prévue pour 2020, l’ESA est d’ailleurs déjà en train de traiter les données de la sonde. Le docteur Uwe Lammers, directeur des opérations scientifiques et chef d’analyse des opérations scientifiques de l’ESA, nous a confié que celle-ci “constituera un autre énorme progrès dans l’astronomie“. “Une série de nouvelles données sera présente, par exemple, des systèmes binaires,  plus d’étoiles variables identifiées, d’orbites des corps du système solaire…“. Une version complète de la carte sera dévoilée en 2022. 

[nextpage title=”Les sondes qui commenceront leur étude cette année”]

OSIRIS-REx

OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer) est la première mission américaine consistant à collecter l’échantillon d’un astéroïde et le ramener sur Terre afin de l’étudier. Cet échantillon de Bénou permettra aux scientifiques de comprendre la formation de notre système solaire mais aussi d’observer les risques et ressources de l’espace proche de notre planète. Cet astéroïde a d’ailleurs été choisi car il possède des ressources naturelles comme l’eau, les matières organiques et les métaux.

Crédit image : NASA

Lancée le 8 septembre 2016 par la NASA, OSIRIS-REx est toujours en transit. Ce n’est qu’au mois d’août de cette année qu’elle commencera sa phase d’approche autour de Bénou. Elle arrivera ensuite en décembre prochain pour étudier l’astéroïde en question. La sonde spatiale s’approchera d’ailleurs le plus possible de sa surface afin de prélever des éléments à l’aide d’un bras mécanique articulé de trois mètres de long. La mission prendra fin en septembre 2023, avec l’arrivée d’OSIRIS-REx sur Terre, soit deux ans et demi après son départ de l’astéroïde.

InSight

C’est une sonde encore toute jeune étant donné qu’elle a été lancée le 5 mai dernier. InSight (Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) est la première mission martienne de la NASA qui étudiera la structure interne de cette planète. La sonde est actuellement en transit vers Mars et devrait atterrir le 26 novembre prochain. En étudiant la structure interne et les “processus” de la planète rouge, la NASA espère comprendre la formation et l’évolution des planètes telluriques. Les scientifiques souhaitent également déterminer l’activité tectonique actuelle sur Mars ainsi que le taux d’impact par des météorites.     

Mars est considéré comme “l’endroit idéal” car elle est assez grosse pour avoir subi les processus ayant formé les planètes telluriques et assez petite pour conserver une trace de ces processus au cours des 4,5 milliards d’années à venir. Ce qui n’est pas le cas de la Terre avec ses plaques tectoniques et sa convection mantellique. La mission InSight est supposée durer deux ans et prendre fin en novembre 2020.

[nextpage title=”Les sondes attendues cette année”]

Parker Solar Probe

C’est une mission qui n’a pas de précédent. “On ne sera jamais rapproché autant du soleil”, explique Florence Porcel, auteure du livre La folle histoire du système solaire. Développée par la NASA, la sonde Parker Solar Probe sera lancée entre le 31 juillet et le 19 août prochain. Pour le moment, le lancement est prévu pour le 11 août. La sonde sera envoyée dans la couronne solaire à environ 6 millions de kilomètres du Soleil. Elle collectera ainsi des échantillons de la couche externe de l’atmosphère. L’objectif ici, est de découvrir comment les particules du vent solaire s’accélèrent, phénomène révélé par Eugene Parker dans les années 1960 et que les scientifiques n’ont jamais réussi à expliquer. Les informations seront récoltées avec les quatre instruments que la sonde emporte avec elle et auxquels ont contribué plusieurs laboratoires français liés au CNRS. Cette mission permettra également aux scientifiques de la NASA, d’en apprendre davantage sur les étoiles en général. Enfin, il sera possible de “faire des prédictions de météo solaire” d’après Florence Porcel.  La mission devrait s’achever en 2025.

Crédit image : NASA

Le Soleil représente un défi technique dans le domaine des sondes spatiales. “Les rayons cosmiques ou les particules de haute-énergie du Soleil peuvent causer des dommages aux composants électroniques fragiles, et dans les cas extrêmes, un échec de la mission“, précise Uwe Lammers, directeur des opérations scientifiques et chef d’analyse des opérations scientifiques de l’ESA. Pour résister aux températures extrêmes de la couronne solaire, qui atteignent des millions de degrés Kelvin, la sonde Parker Solar Probe a été équipée d’un épais bouclier thermique, de panneaux solaires et d’un circuit de refroidissement. Avec les derniers progrès, les panneaux solaires sont d’ailleurs plus performants d’après Michel Viso.  Susannah Darling de la NASA explique du reste quepar rapport à la surface visible du Soleil, la couronne est moins dense, de sorte que le vaisseau spatial interagit avec moins de particules chaudes et ne reçoit pas autant de chaleur”.

Bepi Colombo

Bepi Colombo sera la première mission européenne à destination de Mercure. Elle a été développée par l’ESA conjointement avec l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA). Sous la direction de la première, les deux sondes MPO (Mercury Planetary Orbiter) et MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter) seront lancées en octobre 2018 pour arriver à destination en décembre 2025. Lors de la mission, censée commencer en avril 2026, MPO qui a été développée par l’ESA, étudiera la surface et la structure interne de Mercure. MMO, développée par la JAXA, s’occupera, elle, de la magnétosphère et du champ magnétique de la planète.

Crédit image : ESA/ATG medialab; Mercury: NASA/JPL

Les objectifs scientifiques de cette mission, sont, entre autres, d’étudier l’origine et l’évolution de la planète mais aussi son exosphère (couche la plus externe de l’atmosphère). Mercure est actuellement la planète la moins bien connue de notre système solaire car il est difficile d’y envoyer des sondes spatiales en raison de sa proximité du Soleil (températures supérieures à 350°C). Ces températures élevées constituent un défi à relever, nous explique Michel Viso, exobiologiste au Centre national d’études spatiales (CNES). La fin de la mission est prévue pour le 1er mai 2027 mais il est possible qu’elle dure une année de plus et s’achève donc le 1er mai 2028.

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