Système solaire

OSIRIS-REx : succès du retour d’échantillons

Publié le 25 septembre 2023

Une capsule larguée par la sonde OSIRIS-REx et contenant des échantillons de l’astéroïde Bennu s’est posée le 24 septembre dans l’Utah. Un succès pour cette mission de la NASA qui a commencé voici 7 ans.

Le périple d’OSIRIS-REx (pour Origins-Spectral Interpretation-Resource Identification-Security-Regolith Explorer) a commencé en effet il y a à peine plus de 7 ans le 8 septembre 2016 en Floride. La sonde décollait alors pour rejoindre l’astéroïde Bennu. Un objectif atteint en décembre 2018.
La sonde de la NASA utilisa ses instruments embarqués en vue de scruter l’astéroïde de 565 m de large. Outre l’étude de celui-ci, il s’agissait de sélectionner une zone, voire plusieurs, où accomplir un ou des prélèvements.

Une récolte marquée par des surprises

Une tâche qui apparaissait plus compliquée que prévu en raison d’une surface surprenante, parsemée de multiples cailloux de différentes tailles. On se demandait même à l’époque si le dispositif de récolte (plutôt pensé pour recueillir une fine poussière en surface) allait fonctionner…
Le 20 octobre 2020, OSIRIS-REx tenta le tout pour le tout et accomplit une manœuvre d’approche programmée afin que son bras robotique fasse toucher le sol à son mécanisme de prélèvement de forme circulaire. Le flot d’azote conçu pour soulever suffisamment de poussière pour en piéger une partie provoqua une impressionnante gerbe de petits rochers comme le montrent les photos ci-contre. Les équipes au sol déterminèrent que le dispositif (appelé TAGSAM pour Touch-And-Go Sample Acquisition Mechanism) était probablement rempli et que d’autres opérations similaires ne se justifiaient plus.

Résumé en images de la séquence de prélèvement d’échantillons sur Bennu le 20 octobre 2020. Le dispositif TAGSAM a éjecté un gaz neutre (azote) afin de soulever ce qui se trouvait en surface et le piéger dans la couronne au centre des photos. Celle-ci a ensuite été placée par le bras robotique dans une capsule qui a été larguée vers la Terre le 24 septembre 2023.
© NASA/Cité de l’espace

L’équipe de récupération examine la capsule SRC larguée par OSIRIS-REx, peu après son atterrissage du 24 septembre 2023 au sein de l’Utah Test and Training Range.
© NASA/Keegan Barber

Livraison sur Terre

En mai 2021, la sonde entama son trajet de retour vers la Terre. Le 24 septembre 2023, OSIRIS-REx largua la capsule SRC (Sample Return Capsule) d’une cinquantaine de kilos hébergeant la précieuse récolte. L’objet entra l’atmosphère à 44500 km/h, son bouclier thermique affrontant des températures d’environ 2900°C et garantissant que les échantillons restent à moins de 75°C. Il semble que le parachute principal s’ouvrit plus tôt que prévu (6000 m d’altitude au lieu de 1500 m). Lors du direct vidéo de la NASA, il fut expliqué que l’électronique embarquée déclenchait ce déploiement en fonction de la décélération et non de l’altitude afin de s’adapter aux conditions rencontrées.
Au final, la SRC se posa en douceur à une vitesse estimée de 18 km/h à 8h52 heure locale de l’Utah à 8 km du centre d’une ellipse d’erreur possible couvrant 12×30 km. L’agence américaine avait sélectionné un site de l’US Air Force, l’Utah Test and Training Range, comme zone d’arrivée.

Des dizaines de grammes à analyser

Un peu moins de 30 minutes après l’arrivée, l’équipe de récupération se rendit sur le lieu de l’atterrissage, inspecta la capsule et les alentours afin de la préparer à un nouvel envol ! Le trajet fut toutefois plus modeste qu’en 2018 puisqu’un hélicoptère la transporta vers une salle blanche temporaire installée dans l’Utah Test and Training Range en vue de s’assurer que les échantillons de Bennu ne subissent aucune contamination de l’environnement terrestre. Ceux-ci doivent ensuite être pris en charge et stockés dès le 25 septembre au centre spatial Johnson de la NASA à Houston (Texas), au sein des installations qui s’occupent notamment des roches lunaires des missions Apollo.

OSIRIS-REx n’est pas la première mission de retour d’échantillons prélevés sur un astéroïde. Ce titre revient aux missions japonaises Hayabusa en 2010 (astéroïde Itokawa, mais 1500 particules seulement) et Hayabusa2 en 2018 (5 grammes de l’astéroïde Ryugu).

Dans une salle banche temporaire, la capsule est préparée pour son transport au centre Johnson de la NASA au Texas.
© NASA/Keegan Barber

OSIRIS-REx devient OSIRIS-APEX

La sonde américaine est toutefois une première américaine pour des échantillons d’astéroïde. Si le mécanisme de prélèvement d’OSIRIS-Rex visait une récolte minimale de 60 grammes, les responsables de la mission estiment qu’entre 100 et 250 grammes pourraient bien avoir été placés dans la capsule. Cela sera précisément évalué dans les jours à venir. L’analyse des échantillons de Bennu permettra notamment de mieux comprendre la genèse de la Terre et des autres mondes, les astéroïdes étant en quelque sorte des «laissés pour compte» des mécanismes de formation des planètes au début du Système solaire il y a plus de 4,5 milliards d’années.
La sonde OSIRIS-REx, quant à elle, se voit assigner une nouvelle mission, se dirigeant désormais vers l’astéroïde Apophis qu’elle rejoindra en 2029. Il n’est plus question de faire des prélèvements pour les ramener (il n’y a pas d’autre capsule de retour) et le nom a officiellement changé pour OSIRIS-APEX, APEX signifiant APophis EXplorer).