Regarder dans l’espace est une technique éprouvée pour accélérer les longs trajets, mais elle n’est pas souvent appliquée à l’échelle du système solaire.
C’est exactement l’approche vers laquelle une équipe de scientifiques s’est tournée dans l’espoir de lancer un jour une mission dans une famille de corps étranges et glacés appelés Centaures. Les chercheurs avaient proposé une mission à la NASA en 2019 qui volerait par deux Centaures dans la plus petite classe de mission scientifique planétaire de l’agence. La NASA a décidé de ne pas poursuivre l’idée; finalement le processus s’est terminé avec la sélection en juin 2021 de deux nouvelles missions vers Vénus.
Mais les scientifiques à l’origine de l’idée de la mission n’étaient pas encore prêts à l’abandonner. “Après avoir mis en place une mission de vaisseau spatial et passé tout ce temps à penser à quel point ce serait incroyable si vous pouviez faire cela, vous êtes toujours très excité à ce sujet”, Kelsi Singer, scientifique planétaire au Southwest Research Institute au Colorado. , a déclaré à Space.com.
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Singer et ses collègues ont donc revu leur idée et l’ont améliorée. Ils étaient convaincus des retours scientifiques que la mission pourrait apporter et de l’importance de visiter les Centaures de près. Mais entre les survols, le vaisseau spatial a dû faire d’énormes randonnées qui ont laissé les scientifiques sans nouvelles données pendant cinq ans.
Et la croisière n’est pas passionnante. “Ce n’est pas notre partie préférée de la mission, disons-le ainsi”, a déclaré Singer. L’équipe avait pensé à quelques options pour tirer le meilleur parti de ce temps dans le concept de mission d’origine, mais a décidé de revoir les longues croisières lorsqu’elle a amélioré l’idée.
“Ensuite, nous avons réalisé qu’il y avait une telle demande pour le temps des télescopes spatiaux”, a déclaré Singer. “Et ce serait aussi un excellent moyen de remplir le temps de croisière.”
Un tel télescope spatial devrait être un instrument supplémentaire optimisé pour astrophysiqueplutôt qu’un instrument de science planétaire modifié, ont décidé les scientifiques, pour s’assurer que tout le monde obtienne des données valables.
Un télescope spatial transportable n’est pas le modèle habituel pour les engins spatiaux faisant de la science planétaire ou de l’astrophysique, mais Singer et ses collègues affirment que leur mission offre de réels avantages, même aux scientifiques qui ne s’intéressent pas aux centaures étranges et glacés.
“Il y a certains avantages à aller aussi loin que nous le ferions, et il n’est tout simplement pas très courant d’avoir un télescope spatial aussi loin”, a déclaré Singer.
D’une part, il n’y a pas d’interférence atmosphérique pour brouiller la vue, bien sûr, mais c’est vrai pour tous les télescopes spatiaux. Ce que le voyage vers les Centaures offrirait de manière unique, c’est un instrument qui pourrait avoir un champ de vision plus large et un angle différent sur les objets du système solaire que, disons, le Le télescope spatial Hubble piégé en orbite autour de la Terre. De plus, la poussière dans le système solaire interne réfléchit la lumière qu’une mission dans l’espace lointain pourrait éviter, aiguisant sa vision.
Ce n’est pas un système qui plairait à, ou même serait faisable pour, toute la recherche. Mais ce n’est pas nécessaire; il est destiné à stimuler les retours scientifiques, et non à remplacer la flotte de télescopes spatiaux de la NASA. “Nous voudrions ne pas reproduire quelque chose qui est déjà prévu”, a déclaré Singer. “Nous voudrions vraiment essayer de combler un trou.”
Destinations glacées
Même avec le travail astronomique supplémentaire, le cœur de la mission resterait les Centaures. Ces objets tirent leur nom du fait qu’ils présentent à la fois les caractéristiques des astéroïdes et des comètes, rappelant aux astronomes les êtres mythiques qui joignaient une tête et un torse humains au corps d’un cheval.
Maintenant, les scientifiques savent que les Centaures sont plus précisément décrits comme le prédécesseur d’une comète. «Ils sont essentiellement Ceinture de Kuiper objets qui sont plus proches “, a déclaré Singer, faisant référence aux corps glacés découverts après Neptune.” Ils ont en quelque sorte été dans ce gel profond, et maintenant ils sont juste, par hasard, des interactions gravitationnelles, se faisant refouler. “
Les scientifiques savent que les Centaures sont des nouveaux venus dans le royaume des planètes géantes car la région est un territoire dangereux ; un objet ne peut vibrer qu’un certain temps avant qu’une planète n’entre en collision avec lui ou ne l’envoie ricocher vers l’intérieur ou vers l’extérieur – sur une échelle de 100 000 à 10 millions d’années, une infime fraction de l’âge du système solaire.
“Tout le monde pense qu’ils travaillent sur des corps primitifs”, a déclaré Singer. “Mais ils ne sont même pas proches des objets primitifs par rapport aux objets de la ceinture de Kuiper, car il leur est arrivé tellement de choses.” Astéroïdes sont les restes de la formation des planètes, bien sûr, mais certains ont traversé tellement de collisions qu’ils ne sont que des tas de décombres.
Les astéroïdes troyens, dont la plupart orbitent autour du soleil à la même distance que Jupiter, sont parfois surnommés des “fossiles” de la formation du système solaire – c’est pourquoi la NASA a lancé le Mission Lucie en octobre 2021 pour survoler une poignée de ces objets. Mais alors que les centaures et les chevaux de Troie se sont probablement formés au même endroit glacial, les chevaux de Troie ont atteint l’orbite de Jupiter bien avant que les centaures ne quittent leur congélateur.
Bien que les scientifiques espèrent que les centaures sont vierges, cet adjectif ne devrait en aucun cas impliquer ennuyeux. “Ils ont des atmosphères, ils ont une sorte de coma comme des comètes dans certains cas”, a déclaré Singer. “Il y a aussi la possibilité d’avoir une vraie géologie là-bas.”
Mais il y a plus. “Ce qui est vraiment étrange, c’est que certains d’entre eux ont des anneaux, et nous n’avons aucune idée de la façon dont ils se sont formés”, a déclaré Singer. “Il y a beaucoup d’idées amusantes, mais nous n’avons pas beaucoup de données pour savoir comment se former – ce seraient les premiers petits corps avec des anneaux qui seraient visités.”
Le plus grand de ces objets s’appelle Chariklo. Découvert en 1997, Chariklo mesure environ 300 kilomètres de diamètre, orbite autour du soleil entre Saturne et Uranus et possède un système d’anneaux. Mais l’orbite de Chariklo signifie que l’objet ne passe pas beaucoup de temps dans le plan principal du système solaire, donc chronométrer une visite est délicat.
“Nous aimerions dire que nous allons au plus grand, mais le plus grand n’est pas très facile d’accès”, a déclaré Singer. Au lieu de cela, la mission vise le deuxième plus grand centaure, appelé Chiron. “Chiron est en quelque sorte le sweet spot, car il a une orbite beaucoup plus agréable et nous pouvons également aller vers beaucoup d’autres objets en même temps que d’aller à Chiron.”
Découvert deux décennies plus tôt que Chariklo, Chiron mesure environ 140 miles (220 km) de diamètre et erre également entre les orbites de Saturne et d’Uranus, avec beaucoup moins d’inclinaison. Scientifiques pense qu’il a des anneaux et crache de la matière dans l’espace. “Nous aimons le décrire comme une mini-planète parce qu’il se passe toutes ces choses intéressantes”, a déclaré Singer.
“Ce n’est pas une pomme de terre spatiale”, a-t-elle ajouté. “Il est même difficile de deviner à quoi pourrait ressembler la surface, mais elle aurait certainement une géologie intéressante et, selon toute vraisemblance, des choses que nous n’avons jamais vues ailleurs.”
Le chemin pour se lancer
L’ajout du télescope spatial au projet a déplacé le concept de mission de la petite catégorie des sciences planétaires de la NASA vers la classe New Frontiers de taille moyenne, et la mission s’appuierait sur le travail d’une précédente mission New Frontiers, Nouveaux horizonssur lequel Singer a également travaillé.
Ce vaisseau spatial a été lancé en 2006 et a survolé Pluton en 2015, offrant le premier regard de près sur le monde et révélant des phénomènes que les scientifiques n’auraient jamais rêvé d’y trouver ; le vaisseau spatial a également survolé un objet de la ceinture de Kuiper désormais surnommé Arrokoth en 2019. L’orbite d’Uranus, la plage extérieure de l’itinérance de Chiron, est à moitié aussi éloignée du soleil que Pluton est de réduire considérablement la durée d’une mission au Centaure par rapport au vol de New Horizons.
Comme New Horizons, la mission Centaur survolerait plutôt que d’orbiter autour de ses cibles, recueillant autant de données que possible au cours de la brève rencontre.
Mais la mission Centaur transporterait également des renforts : de minuscules cubesats, peut-être jusqu’à 10 d’entre eux. À chaque survol, les scientifiques déployaient l’un de ces éclaireurs, organisant le cubesat pour survoler le Centaure environ une demi-journée avant ou après le vaisseau spatial principal. C’est une demi-journée Centaure, pas une demi-journée terrestre : avec l’horaire échelonné, le côté que le vaisseau spatial principal a vu la nuit serait à la lumière du jour pour le cubesat ; assemblez les deux survols et les scientifiques pourraient cartographier toute la surface du monde.
C’est une technique qui, selon Singer, serait réalisable dans beaucoup plus de destinations que les Centaures – tant que tout ce que vous voulez étudier tourne au moins tous les 20 jours terrestres environ, la logistique fonctionne, a-t-elle déclaré.
La NASA devrait ensuite demander des idées pour les missions New Frontiers d’ici 2024. Les scientifiques ne savent pas encore quels corps du système solaire seront prioritaires pour cette série de propositions ; ces priorités proviennent d’un plan massif de 10 ans que les scientifiques s’attendent à être publié dans environ un mois.
Pour l’instant, Singer et ses collègues s’attachent à rendre le concept de mission aussi solide que possible et à défendre l’idée que les missions interdisciplinaires valent la peine d’être envisagées, une approche qui ne correspond pas au processus traditionnel de sélection des missions de la NASA. “Je n’ai rien vu d’autre de semblable, mais je pense que c’est principalement à cause de la structure de financement”, a-t-elle déclaré.
“La grande chose aussi, c’est que nous continuons à découvrir plus de Centaures”, a déclaré Singer. “Donc, cela ne fera que s’améliorer, heureusement.”
Le concept de mission est décrit dans un papier publié l’automne dernier dans la revue Planetary and Space Science.
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