La dernière mission de la NASA s’appelle Lucy. Elle a été nommée en l’honneur de l’ancêtre humain Lucy, et son objectif est l’étude des astéroïdes troyens, qui fourniront des informations sur la formation des planètes en tant que débris des matériaux qui se sont agglomérés dans les premières phases de la vie du système solaire lors de la formation des corps célestes. L’Australopithèque a lui-même été nommé d’après une chanson des Beatles Lucy in The Sky with Diamond, que les chercheurs écoutaient à ce moment précis en 1977.
La mission fait partie du glorieux programme Discovery de la NASA. Ce programme offre aux scientifiques la possibilité de creuser profondément dans leur imagination et de trouver de nouvelles façons de révéler les mystères de notre système solaire. Depuis 1992, le programme a représenté un tournant dans la façon dont la NASA explore l’espace. Son but est d’approfondir la compréhension humaine du système solaire en explorant les planètes, leurs lunes et les petits corps tels que les comètes et les astéroïdes.
Les astéroïdes troyens
Ces astéroïdes particuliers sont de véritables capsules temporelles datant de la naissance de notre système solaire il y a plus de 4 milliards d’années. L’essaim d’astéroïdes troyens est associé à la planète Jupiter. Capturés par sa gravité immense, ils sont les restes du matériau primitif qui a formé les planètes externes. Les Troyens orbitent autour du Soleil en deux groupes lâches. Un groupe précède Jupiter dans son parcours, l’autre le suit de 60° dans son orbite.
Enfermés autour des deux points de Lagrange équidistants du Soleil et de Jupiter, les Troyens sont stabilisés par le Soleil et sa plus grande planète dans un acte d’équilibre gravitationnel. Lucy sera la première mission spatiale à étudier ces astéroïdes. La mission est nommée d’après l’ancêtre humain fossilisé (appelé Lucy par ses découvreurs) dont le squelette a fourni une vision unique de l’évolution de l’humanité. De même, la mission Lucy révolutionnera notre connaissance des origines planétaires et de la formation du système solaire.
La mission Lucy
Lucy a été lancée le 16 octobre 2021 et, avec l’aide de la gravité terrestre, effectuera un voyage de 12 ans vers huit astéroïdes différents : un astéroïde de la ceinture principale et sept troyens. Le trajet complexe de Lucy l’amènera à proximité des deux groupes de Troyens et nous donnera notre première vision rapprochée des trois principaux types de corps dans les essaims.
Les troyens de type P et D, de couleur rouge foncé, ressemblent à ceux trouvés dans la ceinture de Kuiper de corps glacés s’étendant au-delà de l’orbite de Neptune. Les types C se trouvent principalement dans les parties extérieures de la ceinture principale des astéroïdes, entre Mars et Jupiter. On pense que tous les Troyens sont riches en composés de carbone sombre. Sous un manteau isolant de poussière, ils sont probablement riches en eau et en autres substances volatiles.
Ce diagramme illustre la trajectoire orbitale de Lucy. Le parcours du vaisseau spatial (vert) est montré dans un cadre de référence où Jupiter reste immobile. Après le lancement en octobre 2021, Lucy fera deux survols rapprochés de la Terre avant de rencontrer ses objectifs. Entre 2027 et 2028, le vaisseau passera dans le nuage L4 Lucy, survolant Eurybates (blanc), Polymele (rose), Leucus (rouge) et Orus (rouge). Après un nouveau survol de la Terre, Lucy visitera le nuage L5 et rencontrera le duo Patrocle-Ménoetius (rose) en 2033. En prime, en 2025, sur le chemin de L4, Lucy survolera un petit astéroïde de la ceinture principale, Donaldjohanson.
Les survols
Lucy effectuera des survols rapprochés des sept astéroïdes troyens différents pour aborder de nombreux objectifs scientifiques. Tout d’abord, elle étudiera leur géologie. En cartographiant l’albédo, la forme, la distribution des cratères et la fréquence des tailles, elle déterminera la nature de la structure et de la stratification de la croûte et établira les âges relatifs des unités de surface.
Lucy cartographiera la couleur, la composition et les propriétés de la régolite de surface des astéroïdes et déterminera la distribution de minéraux, de glace et d’espèces organiques. Elle calculera également les masses et les densités en étudiant la composition du sous-sol à partir de fouilles de cratères, de fractures et de dépôts de matériaux éjectés.
Les instruments de Lucy
Lucy mesurera plus de 14 mètres d’une extrémité à l’autre. La majeure partie de sa taille est due à ses énormes panneaux solaires (chacun d’un diamètre de plus de 7 mètres). Ceux-ci sont nécessaires pour alimenter le vaisseau pendant son voyage vers l’orbite de Jupiter. La Instrument Pointing Platform (IPP) de Lucy transportera quatre instruments pour la science de la télédétection.
RALPH est la caméra couleur multispectrale pour les images visibles et le spectromètre d’imagerie à échelon linéaire infrarouge (LEISA). LEISA nous permettra de rechercher les raies d’absorption qui servent d’empreintes digitales pour différents silicates, glaces et substances organiques qui seront probablement présents à la surface des astéroïdes troyens.
LORRI, l’imagerie à longue portée, est la caméra visible à haute résolution spatiale. Cette caméra fournira les images les plus détaillées de la surface des astéroïdes.
TESS est le spectromètre à émission thermique. Ce spectromètre infrarouge permettra à l’équipe de Lucy d’en apprendre les propriétés des Troyens. Compris leur inertie thermique et leur capacité à retenir la chaleur. Tout cela contribuera à la compréhension de la composition et de la structure du matériau à la surface des astéroïdes.
De plus, Lucy pourra utiliser son antenne à gain élevé pour déterminer les masses des cibles en utilisant le décalage Doppler du signal radio. Lucy pourra également utiliser sa caméra de suivi terminal (T2CAM) pour capturer des images grand angle des astéroïdes afin de mieux contraindre leurs formes.
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