Hayabusa 2

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Hayabusa 2

Caractéristiques
Organisation JAXA
Domaine Étude astéroïde (162173) 1999 JU3
Statut Développement
Masse ~600 kg (ergols 100 kg)
Lancement ~30 novembre 2014
Lanceur H-IIA
Fin de mission 2020 (retour capsule sur Terre)
Site Site officiel
Principaux instruments
ONC Caméras
LIDAR Altimètre
NIRS / TIRS Spectromètres Infrarouge
MINERVA II (rover) thermomètre, caméras
MASCOT (atterrisseur) caméra, magnétomètre, radiomètre, microscope

Hayabusa 2 est une mission de la JAXA, l'agence spatiale japonaise, qui doit étudier puis ramener un échantillon de l'astéroïde (162173) 1999 JU3. La sonde spatiale, qui doit être lancée fin novembre 2014, prend la suite d'Hayabusa lancée en 2003 qui était parvenue à ramener malgré de nombreux déboires une petit quantité de sol d'un astéroïde. Les principales caractéristiques d'Hayabusa 2 sont identiques à celles de son prédécesseur mais il doit utiliser une méthode différente pour collecter les échantillons. Il dispose d'un petit atterrisseur fourni par les agences spatiales française (CNES) et allemande (DLR). L'astéroïde étudié est de type C c'est-à-dire susceptible de contenir des matériaux organiques. Le retour sur Terre de la capsule d'échantillons du sol est prévu vers 2020.

Historique du projet[modifier | modifier le code]

En 2006 la commission japonaise des activités spatiales accepte de donner une suite à la mission de retour d'échantillons Hayabusa qui était alors en cours. Initialement, la conception d'Hayabusa 2 devait être très proche de la première sonde spatiale mais en juillet 2009 les responsables du projet annoncent que la nouvelle sonde utilisera une nouvelle méthode pour collecter les échantillons reposant sur l'envoi d'un impacteur. En aout 2010, alors que la capsule de Hayabusa vient tout juste de réussir son retour sur Terre (fin juin 2010), l'agence spatiale japonaise obtient le feu vert du gouvernement pour débuter les développements. Le cout du projet est estimé à 16,4 milliards de Yens. En janvier 2012 l'industriel NEC basé à Tokyo, qui avait déjà réalisé la première sonde, débute la construction de Hayabusa 2. Le projet rencontre des problèmes de financement et la JAXA se met à la recherche de partenaires. En juin 2013, les agences spatiales françaises (CNES) et allemande (DLR) annoncent qu'elle développeront ensemble le petit atterrisseur MASCOT (Mobile Asteroid surface SCOuT) qui doit être déposé par Hayabusa 2 à la surface de l'astéroïde pour analyser son sol[1].

L'astéroïde 1999 JU3[modifier | modifier le code]

La cible de Hayabusa 2 est (162173) 1999 JU3, un astéroïde de type C. Contrairement à Itokawa visité par la première sonde qui était de type S, le type C est susceptible de renfermer des matériaux organiques et constitue donc une cible de choix. 1999 JU3 circule sur une orbite similaire à celle de Itokawa et s'approche parfois relativement près de l'orbite terrestre L'astéroïde est de forme à peu près sphérique avec un diamètre d'environ 875 mètres (à 15 mètres près). Sa période de rotation est de 7,63 heures. son albédo de 0,047 est faible[2],[3].

Objectifs scientifiques[modifier | modifier le code]

Hayabusa 2 après s'être placé en orbite autour de l'astéroïde doit étudier à distance les caractéristiques de celle-ci, puis envoyer un atterrisseur chargé d'effectuer des analyses in situ avant d'effectuer un prélèvement d'échantillon qui est ramené sur Terre. La mission Hayabusa 2 remplit ainsi deux types d'objectif scientifiques  :

  • L'étude de l'astéroïde à l'échelle macroscopique pour toutes les caractéristiques à distance de l'astéroïde : caméras multispectrales, spectromètre proche infra-rouge, imageur thermique infra-rouge, altimètre laser
  • L'étude de l'astéroïde à l'échelle microscopique à partir des échantillons rapportés.
Vue d'artiste de la sonde spatiale Hayabusa 2.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Hayabusa 2 a des caractéristiques très proches de celle de la sonde Hayabusa qui l'a précédé. Les différences portent principalement sur l'ajout d'une deuxième antenne grand gain, la modification des moteurs ioniques, l'emport du petit atterrisseur MASCOT développé par l'agence spatiale allemande DLR, le système de collecte d'échantillon qui utilise un impacteur et des modications apportées au système de roues à réaction. La masse totale passe de 510 kg à 600 kg dont 100 kg d'ergols et les dimensions du corps de la sonde spatiale de 1,0 m × 1,6 m × 1,1 m à 1,0 m × 1,6 m × 1,25 m[4].

Hayabusa 2 est alimenté en énergie par des panneaux solaires fixes déployés en orbite (envergure 6 mètres) fournissant 2,6 kW à 1 Unité Astronomique du Soleil. La propulsion principale utilise 4 moteurs ioniques ayant une poussée de 28 milliNewton et utilisant du xénon avec une impulsion spécifique de 2 080 s fournissant un delta-V total de 2 km/s. Les petites corrections de trajectoire et les manœuvres à proximité de la Terre et de l'astéroïde sont effectuées à l'aide de 12 petits propulseurs chimiques brulant de l'hydrazine et ayant ne poussée de 20 newtons. Le contrôle d'attitude est réalisé à l'aide de 4 roues de réaction, 2 [[viseur d'étoile]|viseurs d'étoile], 2 centrales à inertie, 4 accéléromètres et 4 senseurs solaires. Les télécommunications sont assurées via deux antennes paraboliques fixes à grand gain (une en bande X l'autre en bande Ka) et une antenne moyen gain[5],[6].

Hayabusa II embarque trois petits rovers MINERVA de 1,5 kg analogues à ceux emmenés par Hayabusa et un atterrisseur franco-allemand MASCOT de 10 kg. Ce dernier constitue une nouveauté par rapport à la première mission Hayabusa.

L'atterrisseur MASCOT[modifier | modifier le code]

L'atterrisseur MASCOT (Mobile Asteroid Surface SCOuT), développé par l'agence spatiale allemande DLR avec une participation de l'agence spatiale française du CNES, dérive en partie des travaux réalisés sur l'atterrisseur Philae de la sonde européenne Rosetta et des études menées dans le cadre de la proposition de mission Marco Polo. Il doit mener des études scientifiques in situ à la surface de l'astéroïde. Il s'agit d'un engin de 10 kg dont 3 kg de charge utile. Ses dimensions extérieures sont de 0,3 x 0,3 x 0,2 m. La structure est réalisée en fibre de carbone composite. La protection thermique est réalisée de manière passive grâce à un boitier en aluminium contenant les cartes électroniques et un revêtement thermique multicouches MLI. Il est doté d'une source d'énergie non renouvelable (batterie de 220 Wh) qui lui donne une durée de vie d'environ 12 heures et lui permet d'effectuer trois déplacements. Pour se déplacer, MASCOT utilise une masse excentrée située au bout d'un bras qui en se déplaçant fournit un moment suffisant pour déplacer l'atterrisseur. Ce système est également utilisé à l'atterrissage pour retourner si nécessaire l'engin afin de permettre à ses instruments de fonctionner de manière nominale. L'atterrisseur dispose d'un ordinateur embarqué qui permet à MASCOT de fonctionner de manière autonome et communique avec son vaisseau mère par le biais de deux antennes omnidirectionnelles situées sur deux faces opposées. Des capteurs, constitués de détecteurs thermiques et de cellules solaires, sont chargés de détecter l’atterrissage, l'orientation et les mouvements à la surface de l'astéroïde[7].

Les rovers Minerva[modifier | modifier le code]

Hayabusa 2 embarque trois petits rovers MIVERVA (A / 1B / 2) proches de celui déposé par la sonde précédente. Il s'agit d'engins de 1,5 kg disposant de caméra et de thermomètres.

Instrumentation scientifique[modifier | modifier le code]

La charge utile est composée en grande partie d'instruments déjà présents sur Hayabusa mais également de nouveaux instruments [5] :

  • Imageur multibande ONC-I fonctionne dans la bande 0,1 à 1 microns. La caméra comporte deux optiques : un téléobjectif avec un champ optique de 5,7x5,7° et une optique normale de 57x 57°. Le capteur comporte 1024x1024 pixels. L'instrument dispose de 7 filtres.
  • Spectromètre proche infrarouge NIRS3 (Near IR Spectrometer) observant dans les longueurs d'ondes 1,7-3,4 microns refroidi passivement. La bande de 3 microns constitue une nouveauté.
  • Imageur thermique infrarouge TIR (Thermal IR Imager) observant dans les longueurs d'ondes 7 à 14 microns est un instrument développé pour la sonde vénusienne Akatsuki. Le chsmp optique est de 12x16° et le détecteur comporte 320x240 pixels.
  • Altimètre laser LIDAR permet de mesurer les distances de 50 m à 50 km.
  • Rover Minerva II  : ce petit rover similaire à celui embarqué par Hayabusa devrait emporter des caméras et des thermomètres

Le système de collecte d'échantillons a été fortement revu pour pallier les problèmes rencontrés par le collecteur utilisé par Hayabusa :

  • Le petit impacteur SCI (Small Carry-on Impactor) de 18 kg est nouveau. Il comprend une charge d'explosifs qui doit accélérer une masse de 2 kg à 2 km/s et doit créer un cratère de 2 mètres de diamètre permettant de recueillir des échantillons du sous-sol. Une caméra DCAM (Deployable Camera) dérivé d'un instrument emporté sur la sonde IKAROS doit filmer l'impact.
  • Le système de collecte en forme de corne a été amélioré sur plusieurs points : joint d'étanchéité, 3 chambres de stockage au lieu de 2, ...

L'atterrisseur MASCOT (nouveau) fournit par l'agence spatiale allemande avec une collaboration du CNES emporte 3 kg de charge utile constituée :

  • du microscope infrarouge MicrOmega fourni par le CNES
  • de la caméra multispectrale à champ large CAM
  • du magnétomètre 3 axes MAG
  • du radiomètre MARA destiné à mesurer la température de la surface et l'inertie thermique de l'astéroïde.

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

Hayabusa 2 doit être lancée en fin novembre 2014 par une fusée H-IIA depuis la base de lancement de Tanegashima. Le lanceur emporte également trois autres petits engins spatiaux placés comme Hayabusa 2 sur une orbite héliocentrique : PROCYON une micro sonde spatiale de 59 kg qui doit effectuer au moins un survol d'astéroïde, Shi'nen 2, un nano satellite expérimental de 15 kg, DESPATCH (Deep Space Amateur Troubadour’s Challenge) une oeuvre artistique de 20 kg. Après un survol de la Terre en décembre 2015 pour bénéficier de son assistance gravitationnelle, la sonde spatiale arrive à proximité de l'astéroïde 1999 JU3 vers juillet 2018. La sonde spatiale séjourne un an et demi près de l'astéroïde. Hayabusa 2 repart fin 2019 et largue la capsule d'échantillons aux abords de la Terre en décembre 2020. La capsule effectue sa rentrée atmosphérique à une vitesse de 11,6 km/s et atterrit comme dans la mission antérieure en Australie. Au cours des 6 années de la mission, la sonde spatiale fait fonctionner durant 1,5 ans ses moteurs ioniques qui lui permettent de modifier sa vitesse de 2 km/s[8].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Rémy Decourt, « En bref : le Cnes et le DLR fourniront l'atterrisseur d'Hayabusa-2 », futurasciences,‎ 27 juin 2013
  2. (en) « Asteroid explorer "Hayabusa 2" », JAXA (consulté le 2 juillet 2013)
  3. (en) Paul Abell et all, « "Hayabusa 2" »,‎ 29 juillet 2014, p. 13-14
  4. (en) Paul Abell et all, « "Hayabusa 2" »,‎ 29 juillet 2014, p. 5
  5. a et b (en) « Asteroid explorer "Hayabusa 2" », JAXA (consulté le 2 juillet 2013)
  6. « La sonde Hayabusa 2 », CNES (consulté le 5 juillet 2013)
  7. « Hayabusa-II > L'atterrisseur MASCOT », CNES (consulté le 30 septembre 2014)
  8. (en) Paul Abell et all, « "Hayabusa 2" »,‎ 29 juillet 2014, p. 10

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]