Parcours en zigzag de MASCOT sur l'astéroïde Ryugu

Six minutes de chute libre, un léger impact sur l'astéroïde puis 11 minutes de rebondissement jusqu'à son arrêt complet. C’est ainsi qu’au petit matin du 3 octobre 2018, le voyage de l’atterrisseur MASCOT a commencé sur l’astéroïde Ryugu – un pays plein d’émerveillement, de mystère et de défis. Environ 17 heures d'exploration scientifique ont suivi cette première "balade" sur l'astéroïde de près de 900 mètres de diamètre. L'atterrisseur était commandé et contrôlé depuis le centre de contrôle MASCOT du centre allemand de l'aérospatiale (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) à Cologne en présence d'équipes scientifiques originaires d'Allemagne, de France et du Japon. MASCOT a dépassé toutes les attentes et a effectué ses quatre expériences à plusieurs endroits sur l'astéroïde. Jamais auparavant dans l'histoire des vols spatiaux, un corps de système solaire n'avait été exploré de cette manière. Il est maintenant possible de suivre avec précision le trajet de MASCOT sur la surface de Ryugu sur la base des données d'image de la sonde spatiale japonaise Hayabusa2 et des images et données de l'atterrisseur.

"Ce succès a été possible grâce à une technologie robotique de pointe, à une planification à long terme et à une coopération internationale intensive entre scientifiques et ingénieurs des trois pays de l'espace, le Japon, la France et l'Allemagne", a déclaré Hansjörg Dittus, membre du conseil d'administration de la DLR. pour Space Research and Technology à propos de cette étape importante dans l’exploration du système solaire. "Nous sommes fiers de la manière dont MASCOT a pu maîtriser son chemin à travers l'astéroïde Ryugu sur des rochers et des roches et envoyer tant de données sur sa composition sur Terre", a déclaré Pascale Ehrenfreund, présidente de la DLR.

MASCOT n'avait pas de système de propulsion et a atterri en chute libre. Six minutes après s'être séparé de Hayabusa2 et après la fin d'une trajectoire balistique, le module d'atterrissage a établi son premier contact avec l'astéroïde Ryugu. En surface, MASCOT est passé à l’activation d’un bras oscillant en tungstène accéléré et ralenti par un moteur. Cela a permis à MASCOT d'être repositionné sur le côté «correct» ou même d'effectuer des sauts sur la surface de l'astéroïde. L'attraction gravitationnelle de Ryugu ne représente qu'un 66 500e de celle de la Terre. Le peu de dynamisme fourni était donc suffisant: une innovation technologique pour une forme inhabituelle de mobilité sur une surface d'astéroïde utilisée pour la première fois dans l'histoire du voyage dans l'espace. Mission Hayabusa2.

À travers un jardin rocheux plein de rochers rugueux et pas de surfaces plates

Pour reconstituer le trajet de MASCOT sur la surface de Ryugu, les caméras embarquées à bord de la sonde mère Hayabusa2 visaient l'astéroïde. Les caméras de navigation optiques (ONC) ont capturé la chute libre de l'atterrisseur en plusieurs images, ont détecté son ombre au sol pendant la phase de vol et ont finalement identifié MASCOT directement à la surface dans plusieurs images. Le motif des innombrables rochers répartis à la surface pouvait également être vu dans la direction de l'horizon respectif sur des photographies obliques de la caméra DLR MASCAM de l'atterrisseur. La combinaison de ces informations a débloqué le chemin unique tracé par l'atterrisseur.

Après le premier impact, MASCOT a rebondi en douceur sur un gros bloc, a touché le sol environ huit fois, puis s'est retrouvé dans une position de repos défavorable aux mesures. Après avoir commandé et exécuté une manœuvre de correction spécialement préparée, MASCOT s'arrêta une seconde fois. L'emplacement exact de cette deuxième position est encore en cours de détermination. Là-bas, l’atterrisseur a effectué des mesures détaillées pendant un astéroïde jour et nuit. Cela a été suivi d'un petit «mini-mouvement» pour fournir au spectromètre MicrOmega des conditions encore meilleures pour mesurer la composition du matériau de l'astéroïde.

Finalement, MASCOT a été mis en mouvement une dernière fois pour un plus grand saut. Au dernier endroit, il effectua quelques mesures supplémentaires avant le début de la troisième nuit sur l'astéroïde et le contact avec Hayabusa2 fut perdu car le vaisseau spatial était sorti de la ligne de mire. Le dernier signal de MASCOT a atteint la sonde mère à 21h04 CEST. La mission était terminée. "Nous attendions moins de 16 heures d'autonomie à cause de la nuit froide", explique Tra-Mi Ho, responsable du projet MASCOT, de l'Institut des systèmes spatiaux du DLR. "Après tout, nous avons pu utiliser MASCOT pendant plus d'une heure supplémentaire. Jusqu'au début de l'ombre radio, ce fut un grand succès. "Pendant la mission, l'équipe a baptisé le site d'atterrissage de MASCOT (MA-9)" Alice's Wonderland ", d'après le livre éponyme de Lewis Carroll (1832-1898).

Un vrai pays des merveilles

Après avoir reconstitué les événements survenus sur l'astéroïde Ryugu, les scientifiques sont maintenant en train d'analyser les premiers résultats à partir des données et images acquises. "Ce que nous avons vu de loin nous donnait déjà une idée de ce à quoi il pourrait ressembler en surface", rapporte Ralf Jaumann de l'Institut de recherche planétaire DLR et directeur scientifique de la mission MASCOT. "En fait, il est encore plus fou en surface que prévu. Tout est recouvert de blocs rugueux et jonché de blocs. Comme ces blocs sont compacts et de quoi ils sont composés, nous ne le savons toujours pas. Mais le plus étonnant était que de grandes accumulations de matériaux fins sont introuvables – et nous ne nous attendions pas à cela. Nous devons étudier cela dans les prochaines semaines, car le vieillissement cosmique aurait en réalité dû produire des matériaux fins ", poursuit Jaumann.

"MASCOT a livré exactement ce à quoi nous nous attendions: une" extension "de la sonde spatiale à la surface de Ryugu et des mesures directes sur site", a déclaré Tra-Mi Ho. Il existe maintenant des mesures sur tout le spectre, depuis les courbes de lumière du télescope depuis la Terre jusqu'à la télédétection avec Hayabusa2 jusqu'aux découvertes microscopiques de MASCOT. "Ce sera d'une importance capitale pour la caractérisation de cette classe d'astéroïdes", souligne Jaumann.

Ryugu est un astéroïde de type C – un représentant riche en carbone des corps les plus anciens du système solaire, vieux de quatre milliards et demi d'années. Il s'agit d'un bloc constitutif «primordial» de la formation de la planète et de l'un des 17 000 astéroïdes connus proche de la Terre.

Sur Terre, il existe des météorites dont la composition pourrait ressembler à celle de Ryugu, que l'on trouve dans la chaîne de Murchison, en Australie. Cependant, Matthias Grott de l’Institut de Recherche Planétaire DLR et responsable de l’expérience du radiomètre MARA est sceptique quant à la question de savoir si ces météorites sont réellement représentatives de Ryugu en termes de propriétés physiques: Nos données MARA suggèrent que le matériel sur Ryugu est légèrement plus poreux. Les investigations ne font que commencer, mais il est plausible de supposer que de petits fragments de Ryugu ne survivraient pas intacts à l’entrée dans l’atmosphère terrestre. "

À propos de la mission Hayabusa2 et de MASCOT

Hayabusa2 est une mission de l'agence spatiale japonaise (JAXA) auprès de l'astéroïde Ryugu, proche de la Terre. Le atterrisseur franco-allemand MASCOT à bord de Hayabusa2 a été mis au point par le Centre aérospatial allemand (DLR) et construit en étroite collaboration avec le CNES (Centre national d’études spatiales). DLR, l’Institut d’Astrophysique Spatiale et l’Université technique de Braunschweig ont contribué aux expériences scientifiques menées à bord de MASCOT. L’atterrisseur MASCOT et ses expériences sont exploités et contrôlés par DLR avec l’aide du CNES et en interaction constante avec l’équipe Hayabusa2.

L'Institut des systèmes spatiaux DLR de Brême était chargé de développer et de tester l'atterrisseur en collaboration avec le CNES. L’institut DLR des structures composites et des systèmes adaptatifs de Braunschweig était responsable de la structure stable de l’atterrisseur. Le centre de robotique et de mécatronique DLR d'Oberpfaffenhofen a mis au point le bras oscillant qui permet à MASCOT de sauter sur l'astéroïde. L’institut Das DLR de recherche planétaire à Berlin a fourni la caméra MASCAM et le radiomètre MARA. L’atterrisseur d’astéroïdes est surveillé et exploité depuis le centre de contrôle MASCOT situé dans le centre de support pour utilisateurs en microgravité (MUSC) sur le site DLR de Cologne.

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