Système solaire

Psyche : voyage vers le grand astéroïde de métal

Publié le 10 octobre 2023

Un Falcon Heavy de SpaceX doit lancer la mission Psyche à destination d’un astéroïde métallique. L’astre pourrait être le noyau d’une ancienne planète en formation.

La mission Psyche vise un astéroïde de type M qui pourrait être le noyau d’une protoplanète. Elle doit parcourir plus de 3,5 milliards de km pour rejoindre son orbite. Elle embarque des instruments scientifiques qui devraient permettre de mieux comprendre comment les planètes rocheuses se sont formées. Elle doit aussi tester un système de transmission de données par laser durant son transit.

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Etoiles sur la mission Psyche (3:30 mn)

Un lancement réussi

Mise à jour du 13 octobre

Succès du lancement de la sonde Psyche depuis la Floride avec un lanceur Falcon Heavy de SpaceX.
Sous la vidéo, retrouvez la suite de l’article.

Enregistrement du direct NASA TV du 13 octobre consacré au lancement de la sonde Psyche.

Pourquoi
partir vers Psyché ?

Si l’astéroïde Psyché intéresse particulièrement la NASA c’est parce qu’il contient à lui seul 1% de la masse totale de la ceinture d’astéroïdes. Mais c’est aussi l’astéroïde métallique (de type M) le plus massif connu dans le système solaire. D’un diamètre de 200km environ, il est composé de près de 50% de métal.

Un noyau de fer et de nickel

Il pourrait s’agir d’un vestige d’un noyau ferreux d’une planète en formation. L’hypothèse privilégiée par les scientifiques est que la croûte et le manteau de cette protoplanète auraient été arrachés à la suite d’une violente collision avec un autre objet. L’objectif de la mission est donc de voir si Psyché peut aider à mieux comprendre le processus de formation des planètes. C’est l’occasion d’étudier directement un noyau de fer et de nickel, similaire à celui des planètes telluriques comme la Terre.

Le 25 juillet dernier, les techniciens de l’Astrotech Space Operations, près du Kennedy Space Center commencent à rétracter l’un des deux panneaux solaires attachés au vaisseau spatial Psyche. Notez qu’en français l’astéroïde s’écrit avec un é à la fin, mais la mission NASA du même nom en anglais n’a logiquement pas d’accent.

@NASA/Kim Shiflett

Arrivée
prévue en 2029

C’est un voyage de 5 ans et demi qui attend cette sonde jusqu’à l’astéroïde Psyché. Embarquée à bord d’une fusée Falcon Heavy de SpaceX, cette mission d’exploration du système solaire va utiliser une propulsion à effet Hall. Un champ électrique accélère des ions et génère une poussée. Un système de propulsion beaucoup plus efficace que les moteurs à ergols classiques.

75m² de panneaux solaires.

Pour produire l’énergie nécessaire, la sonde Psyché est équipée de 75 m² de panneaux solaires en croix qui lui permettent de générer encore 2,4W à près de 500 millions de km, le point le plus éloigné de la mission. L’engin doit, par ailleurs, profiter de l’assistance gravitationnelle de Mars, lors de son survol en mai 2026.
La sonde doit se placer en orbite autour de Psyché en août 2029 pour le début de sa mission scientifique. Une mission qui doit durer 21 mois.

Des panneaux solaires aussi loin du Soleil ?

En 2016, la sonde Juno, en orbite autour de Jupiter a battu le record de distance d’un engin équipé de générateurs solaires (plus de 816 millions de km du Soleil).
Avant elle, le record était détenu par la sonde Rosetta, de l’Agence spatiale européenne en orbite autour de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, elle se situait à 792 millions de kilomètres du Soleil.
La sonde Juice de l’ESA, partie le 14 avril 2023 pour les lunes glacées de Jupiter est équipée de 85 m² de panneaux solaires.
L’américaine Europa Clipper qui doit partir à l’automne 2024 pour la lune de Jupiter, Europe, comprendra une surface de 102 m² de cellules photovoltaïques pour assurer sa propulsion.

La mission va notamment chercher à comprendre si le manteau externe de Psyché a été arraché au cours d’une collision.
@Vue d’artiste, NASA

3 instruments scientifiques

La sonde est équipée de trois instruments :

Le PMI Un imageur multispectral composé de deux caméras de huit filtres. Elles vont notamment servir à dresser une carte topographique de la surface, à détecter les proportions de silicates et de métaux ou à comprendre la formation et l’âge des cratères en surface.
Un spectromètre pour détecter rayons gamma et les neutrons produits lorsque la surface de Psyché est bombardée par des rayons cosmiques.
Un magnétomètre pour mesurer le champ magnétique de l’astéroïde.

Test de haut débit par laser

Lors de son transit, la sonde Psyche, va par ailleurs tester une technologie de communication par laser (le DSOC : Deep Space Orbital Communication). Il faut savoir que le débit de communication diminue très fortement à mesure qu’une sonde s’éloigne de la Terre et que le volume de données à transmettre a, lui, tendance à augmenter. Equipée d’un laser de 4W (le FLT: Flight Laser Transeiver), la sonde Psyche devrait être capable de transmettre 200gb par seconde au plus proche de la Terre et encore 0,2kb par seconde à 330 millions de km. L’objectif est de multiplier entre 10 et 100 fois le débit par rapport aux systèmes de radiofréquence embarqués.

Un premier essai du laser
MAJ : 20/11/2023

Le 14 novembre, pour la première fois, des données ont été transmises par laser d’un point du système solaire plus éloigné que la Lune. Psyche situé à 16 millons de km de la Terre – soit 40 fois la distance Terre-Lune – a réussi à envoyée des données à l’Observatoire de Palomar en Californie. Pour ce test, les photons émis par le laser ont mis 50 secondes pour voyager de la sonde à la Terre. A sa distance la plus éloignée, la lumière du laser mettra jusqu’à 20 mn pour communiquer avec Psyche. Pendant tout ce temps, la sonde, comme la Terre, auront bougé ce qui obligera à ajuster le laser pour ne pas interrompre la communication.

La communication par Laser permettrait de transférer un volume de données beaucoup plus rapidement que par ondes radio.
@NASA/JPL

L’ASTÉROÏDE QUI « VAUT » DES MILLIARDS DE MILLIARDS D’EUROS

TOUS MILLIARDAIRES GRÂCE À PSYCHÉ ?

Dès l’annonce de la mission vers 16 Psyché, les chiffres les plus fous ont circulé sur le montant que pourrait valoir l’astéroïde. Son fer, son nickel mais aussi son or auraient été évalués à 10.000 milliards de milliards de dollars selon le magazine Forbes. De quoi susciter la convoitise et même de rendre milliardaire chaque terrien. En réalité, on n’est bien loin de pouvoir exploiter cette ressource.

La NASA y va pour la science

La mission Psyche cherche à comprendre la composition de l’astéroïde pour mieux comprendre la formation de notre système solaire. Il n’y a pas de retour d’échantillons prévu et encore moins d’exploitation minière de cet astéroïde métallique.

Un cadre légal flou

Le Traité de l’espace signé en 1967 interdit l’appropriation de corps célestes par les Etats. La question des ressources de l’astre est beaucoup plus floue et fait l’objet de débats. Le « Space Act » signé par l’administration Obama en 2014 autorise notamment les entreprises privées à se lancer dans l’exploitation de l’espace mais le sujet reste controversé. Le Luxembourg et les Emirats Arabes Unis, de leur côté se sont dotés de textes pour attirer les investissements de ce secteur dans leurs pays.

Un coût astronomique

Difficile, à ce jour, d’imaginer un modèle économique viable pour l’exploitation d’un astre comme Psyché. Par exemple, la récente mission Osiris Rex qui a coûté 900 millions de dollars a ramené seulement 200g d’échantillons de l’astéroïde Bennu. Si des entreprises se sont lancées dans le créneau, beaucoup ont déjà disparu. Pour le moment le coût d’une telle mission d’exploitation dépasserait encore le montant des revenus générés.