OSIRIS-REx de la NASA lâchera la capsule d'échantillons d'astéroïdes en septembre de cette année, dans le but d'atterrir dans le désert du Grand Lac Salé, et l'équipe est prête à relever les défis lors de sa descente et de sa récupération. En septembre prochain, après avoir parcouru un milliard de kilomètres à travers le système solaire, la sonde spatiale OSIRIS-REx de la NASA effectuera un survol extraordinaire de la Terre. En passant, il libérera une capsule de la taille d’un mini-réfrigérateur contenant des échantillons de roches spatiales vierges collectés sur des astéroïdes situés entre les orbites de la Terre et de Mars.

OSIRIS-REx a collecté un échantillon d'une demi-livre à la surface de l'astéroïde Bennu en octobre 2020. La capsule de retour d'échantillon de la mission atterrira à l'aide d'un parachute le 24 septembre, tout comme le modèle d'entraînement présenté lors du test du 30 août au champ d'essai et d'entraînement du ministère de la Défense de l'Utah, dans le désert à l'extérieur de Salt Lake City. Crédit image : NASA/KeeganBarber

OSIRIS-REx - Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security - Regolith Explorer - est la première mission américaine à collecter des échantillons d'un astéroïde. Les scientifiques espèrent que la matière première collectée sur l'astéroïde Bennu en 2020 - environ une demi-livre de débris et de poussière provenant de la surface de l'astéroïde - fournira une fenêtre sur la formation du soleil et des planètes il y a 4,5 milliards d'années.

Défis de démarrage et préparation

D'ici là, la chambre de protection de l'échantillon résistera à une température deux fois supérieure à celle de la lave et à la deuxième vitesse la plus rapide jamais atteinte par un objet fabriqué par l'homme entrant dans l'atmosphère terrestre. Après être entrée dans l'atmosphère terrestre à environ 36 fois la vitesse du son, la capsule pourrait éventuellement rencontrer du vent, de la pluie et d'autres conditions météorologiques à mesure qu'elle s'approche de la surface. Quelle que soit la météo, il atterrira dans le désert du Grand Lac Salé, une terre aride connue pour ses températures estivales chaudes et ses marais salants, vestiges d'anciens lits de lacs recouverts de dépôts de sel croustillants.

Même si l'accent sera mis en grande partie sur les aspects techniques du vaisseau spatial et du module d'atterrissage, des équipes de scientifiques et de météorologues surveilleront également de près les conditions météorologiques, ce qui pourrait avoir un impact significatif sur la récupération du module d'atterrissage.

OSIRIS-REx est la première mission de retour d'échantillons d'astéroïdes de la NASA. Il a été lancé en septembre 2016 et s'est lancé dans un voyage d'exploration d'un astéroïde géocroiseur appelé Bennu. La finale passionnante de la mission aura lieu le 24 septembre 2023, lorsque la capsule contenant des échantillons de Bennu atterrira dans le désert occidental de l’Utah. Source : NASA

"Il y a sept ans, avant notre lancement, la capsule devait être conçue pour tenir compte de toutes les conditions météorologiques que nous pensions que l'Utah aurait en septembre", a déclaré Eric Queen, ingénieur de recherche au sein de l'équipe d'entrée, de descente et d'atterrissage (EDL) au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie.

Bien que la capsule robuste soit conçue pour être imperméable aux objets comme la foudre et la glace, "le vent est probablement notre plus grande préoccupation chaque fois que vous atterrissez sous un parachute", a déclaré Mark Johnson, responsable des analyses EDL chez Lockheed Martin à Littleton, Colorado. En effet, la vitesse et la direction du vent pourraient affecter l'endroit où la capsule atterrit sur la cible de 36 milles sur 8,5 milles (58 km sur 14 km) du champ d'essai et d'entraînement du ministère de la Défense de l'Utah, au sud-ouest de Salt Lake City.

Conditions du désert et planification de la restauration

Kenneth Getzandanner, responsable de la dynamique de vol OSIRIS-REx, a déclaré que la zone d'atterrissage est considérée comme une "zone sûre et contrôlée". "C'est aussi le site d'atterrissage de la mission Stardust, il y a donc un héritage."

Une équipe de récupération participe à un exercice sur le terrain en vue de récupérer la capsule de retour d'échantillon pour la mission NASAOSIRIS-REx au champ d'essai et d'entraînement du ministère de la Défense de l'Utah. L'échantillon a été collecté par le vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA sur l'astéroïde Bennu en octobre 2020 et reviendra sur Terre le 24 septembre pour un atterrissage en parachute au champ d'essai et d'entraînement de l'Utah. Crédit image : NASA/KeeganBarber

L’équipe OSIRIS-REx a également beaucoup réfléchi aux conditions sur le terrain. La fin de l'été est la saison de la mousson dans le désert, donc de fortes pluies peuvent saturer le sol boueux. Si un véhicule tout-terrain est nécessaire pour aider l'hélicoptère à trouver et à transporter la capsule, la boue humide, semblable à du ciment, rendra la conduite difficile.

"D'ici la fin de la mousson, nous devrions avoir une idée de la quantité de précipitations que nous avons reçues et de l'état des marais salants", a déclaré Eric Nelson, météorologue de l'armée américaine qui soutient la mission. "Un bon indicateur est la Bonneville Speed ​​​​Week, qui est un événement de course annuel en août." Puisque tout se passe bien, "nous n'aurons probablement pas de problèmes".

En soutien à la mission OSIRIS-REx, l'équipe déploiera des ballons météorologiques dans les jours précédant l'atterrissage. Les ballons jetables peuvent atteindre des altitudes d’environ 60 000 pieds (18 288 mètres), soit environ deux fois plus hautes que celles des avions commerciaux. Ils s’élèvent à une vitesse de 5,5 m par seconde et transmettent des données sur la température, l’humidité, la pression et le vent avant de se précipiter dans l’atmosphère. La mission utilisera ces observations pour estimer les emplacements d'atterrissage possibles dans cette plage.

Un modèle d'entraînement de la capsule de retour d'échantillon est vu lors d'une répétition en direct en vue de la récupération de la capsule de retour d'échantillon de la mission OSIRIS-REx de la NASA, le mardi 29 août 2023, au champ d'essai et d'entraînement du ministère de la Défense de l'Utah. Crédit image : NASA/KeeganBarber

Comment se déroulera la livraison ?

La dernière étape du long voyage de la capsule débutera lorsqu'elle se séparera du vaisseau spatial OSIRIS-REx avant d'entrer dans l'atmosphère terrestre au-dessus de la côte ouest environ quatre heures plus tard. La capsule d'environ 100 livres (45 kilogrammes) voyageant à des vitesses hypersoniques s'appuiera sur un système d'entrée protégé qui comprend un bouclier thermique fait d'un matériau ablatif léger inventé au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley, en Californie, et conçu pour résister à des températures extrêmes.

Des systèmes de suivi radar et infrarouge suivront la capsule pendant sa descente. Alors qu'il vole vers l'est le matin du 24 septembre, plusieurs avions, dont un avion de recherche à haute altitude WB-57 au Johnson Space Center de la NASA à Houston, utiliseront des systèmes d'imagerie visuelle et thermique pour suivre son voyage.

Lorsque la capsule déploiera son parachute stabilisateur dans la zone d'entraînement, elle se déplacera à environ 1 150 mph (1 850 km/h). Le parachute principal rond s'ouvrira près du sol pour adoucir l'atterrissage. Contrairement à d'autres modèles, la forme arrondie est moins susceptible d'être captée par les brises, ce qui augmente la résistance et la stabilité de la capsule lors de sa descente. Cela réduit le risque qu’il soit dévié de sa trajectoire par le vent, ce qui pourrait le rendre plus difficile à détecter au sol.

Une fois débarqués et récupérés par une équipe dédiée, les échantillons seront transférés dans un laboratoire spécial à Johnson où ils seront conservés et étudiés. L’atterrissage historique sera également étudié pour éclairer les futures livraisons spatiales.

"Nous n'allons pas prédire quelque chose que nous ne prédirions pas normalement, mais il y aura beaucoup d'yeux rivés sur notre petit coin de désert cet automne. Cela va être un peu plus stressant que d'habitude", a noté Nelson.