Les échantillons d'astéroïdes renvoyés sur Terre par la NASA pourraient contenir des indices sur l'origine du système solaire

Richard Binzel décrit comment la saleté et la poussière d'astéroïdes livrées par OSIRIS-Rex, avec l'aide du MIT, ont révélé des indices sur l'origine du système solaire. Le matin du 24 septembre, une capsule spatiale de la taille d'un mini-réfrigérateur est tombée du ciel au-dessus de l'ouest de l'Utah, contenant un colis sans précédent : environ 250 grammes de terre et de poussière collectés à la surface de l'astéroïde. Alors que le parachute aux rayures bonbon se déployait pour ralentir sa chute libre, la capsule s'est effondrée sur le sable, légèrement avant la date prévue.

La capsule de retour d'échantillons de la mission OSIRIS-REx de la NASA atterrit dans le désert du champ d'essai et d'entraînement du ministère américain de la Défense, dans l'Utah, le dimanche 24 septembre 2023. L'échantillon a été collecté sur l'astéroïde Bennu en octobre 2020 par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA. Crédit image : NASA/KeeganBarber

Il s'agit de la première mission de la NASA sur un astéroïde et du retour d'échantillons d'astéroïdes sur Terre. La mission, lancée en 2016, cible Bennu, un astéroïde « géocroiseur » qui se serait formé au cours des 10 premiers millions d'années du système solaire. L'astéroïde est composé principalement de carbone et de minéraux et n'a pas subi de changements majeurs depuis sa formation. Par conséquent, les échantillons prélevés à sa surface peuvent fournir des indices précieux sur les types de minéraux et de matériaux qui ont formé à l’origine le premier système solaire.

OSIRIS-REx a mis plus de deux ans pour atteindre Bennu, puis a passé encore deux ans à orbiter et à mesurer sa surface, à la recherche d'endroits où des échantillons pourraient être collectés. Parmi la série d'instruments transportés par le vaisseau spatial se trouve une expérience conçue par des étudiants du MIT - REXIS (Regolith X-ray Imaging Spectrometer). Cet instrument de la taille d'une boîte à chaussures est l'œuvre de plus de 100 étudiants du MIT, qui l'ont conçu pour utiliser les rayons X pour cartographier le matériau de la surface des astéroïdes afin de déterminer où les vaisseaux spatiaux doivent prélever des échantillons. REXIS est un projet conjoint du Département des sciences de la Terre, de l'atmosphère et des planètes (EAPS) du MIT, du Département d'aéronautique et d'astronautique du MIT (AeroAstro), de l'Observatoire du Harvard College, de l'Institut Kavli d'astrophysique et d'études spatiales du MIT et du Laboratoire Lincoln du MIT.

Le 24 septembre, OSIRIS-REx a largué la capsule à travers l'atmosphère terrestre et le vaisseau spatial lui-même s'est lancé dans une nouvelle route vers l'astéroïde Apophis. La capsule a été transportée au Johnson Space Center à Houston, où la poussière de Bennu sera analysée et distribuée aux chercheurs du monde entier pour une étude plus approfondie. Le retour réussi de l'échantillon constitue une étape importante pour les membres de la mission, notamment Richard Binzel du MIT, expert de premier plan dans la recherche sur les astéroïdes et professeur titulaire à l'EAPS et à AeroAstro.

En tant que co-enquêteur d'OSIRIS-REX, Binzel a contribué à diriger le développement de REXIS et son intégration avec le vaisseau spatial. MIT News a parlé avec Binzel de sa première réaction après l'atterrissage et la récupération de la capsule, et de ce qu'il espère que nous pourrons apprendre de la poussière d'astéroïde.

Q : Tout d’abord : quel atterrissage ! En tant que personne ayant étudié les astéroïdes en profondeur et à distance, qu’est-ce que cela vous fait de voir un échantillon de cet astéroïde revenir sur Terre ?

A : Je retenais mon souffle comme tout le monde ! L'ouverture du parachute apporte une profonde respiration et l'atterrissage en douceur est une joyeuse libération pour toute l'équipe. Vous travaillez avec ces gens pendant si longtemps, vous devenez comme une famille, donc vous ressentez tout ensemble. C'est comme regarder votre enfant terminer la poutre d'équilibre puis atterrir fermement sur le sol. Même si je n'étais pas sur le site d'atterrissage, beaucoup d'entre nous étaient « ensemble » en ligne, regardant la chronologie et toutes les procédures. Quel voyage cela a été sur deux décennies, depuis le moment où nous avons découvert avec nos télescopes que Bennu était une cible d'échantillonnage scientifiquement riche et accessible, jusqu'à la conception de la mission en constante évolution. La participation des étudiants du MIT à l'instrument REXIS a commencé en 2010. Il a fallu six ans pour atteindre la rampe de lancement, et maintenant nous voyons enfin la mission terminée, ramenant l'échantillon sur Terre.

Q : Les instruments d'OSIRIS-REX ont effectué des mesures d'astéroïdes en orbite. Que révèlent ces mesures spatiales sur les astéroïdes ? Maintenant que les échantillons ont été restitués sur Terre, qu’espérez-vous que les scientifiques découvriront d’autre ?

Réponse : Même si les instruments embarqués sur le vaisseau spatial sont technologiquement avancés, ils ne peuvent pas atteindre les capacités des laboratoires sur Terre. Nos instruments à bord d'OSIRIS-REX nous indiquent que Bennu est riche en carbone et contient probablement certains des premiers enregistrements chimiques des ingrédients qui composent la Terre et même la vie elle-même. Mais comment savoir si ce que révèlent les mesures prises par les instruments du vaisseau spatial lors du vol au-dessus de la surface est tout à fait exact et comment interpréter les données ? Nous ne pouvons garantir la « vérité terrain » qu’en apportant de véritables échantillons dans les laboratoires terrestres. L'analyse en laboratoire de ces échantillons, confirmant nos résultats préliminaires, validera notre capacité à interpréter les données d'astéroïdes provenant de télescopes et d'engins spatiaux en orbite. L’analyse en laboratoire nous mènera ensuite à une compréhension plus approfondie de la chimie, des conditions et des processus de formation de notre propre système planétaire.

Q : Saluons tous les étudiants qui ont aidé à apporter les instruments à la mission. Pour l’avenir, qu’est-ce que cet échantillon d’astéroïde – et la trajectoire continue du vaisseau spatial – a à voir avec le travail du MIT ?

R : Cela nous rappelle qu'au MIT, notre travail est illimité. Représentant la devise du MIT « mensetmanus » (« l'esprit et les mains »), l'instrument REXIS du MIT atteint des centaines de millions de kilomètres dans l'espace, en utilisant du matériel réel conçu et construit par les étudiants, pour voler plus loin que tout autre projet étudiant du MIT auparavant. C'est un honneur d'avoir autant d'étudiants impliqués, apprenant et expérimentant le travail acharné, le travail d'équipe et le dévouement nécessaires pour réussir dans l'exploration spatiale.