Antenne de 4,5 m de diamètre de l’ESA située en Australie-Occidentale. Crédit : D. Hamilton
Lorsque NasaLe vaisseau spatial DART de l’ ESA a été lancé le 24 novembre dans le cadre d’une première mission mondiale visant à dévier un astéroïde, le réseau Estrack de l’ESA a joué un rôle essentiel : trouver, suivre et maintenir le contact avec la mission alors qu’elle quitte la Terre en direction de sa cible, un astéroïde de 170 mètres ‘lune’ nommé Dimorphos.
À environ la longueur d’un terrain de football et demi côte à côte, Dimorphos est actuellement à près de 500 millions de kilomètres, en orbite autour du Soleil sur une trajectoire qui l’amène près de l’orbite terrestre et au-delà. Mars‘. Il fait partie d’un double système d’astéroïdes – lié par gravité à l’astéroïde Didymos, presque cinq fois plus gros.
Les deux roches spatiales ne représentent aucune menace pour la Terre. Lorsque DART frappera le Dimorphos en 2022, son orbite sera très légèrement modifiée et un cratère se formera.
La mission DART, Double Asteroid Redirect Test de la NASA, est la composante américaine d’AIDA, destinée à entrer en collision avec le plus petit des deux corps du système d’astéroïdes binaires Didymos. La mission Hera de l’ESA effectuera ensuite des observations de suivi post-impact. Crédit : NASA/Johns Hopkins APL
Les données de l’expérience, en partie fournies par la mission de suivi Hera de l’ESA, aideront une équipe internationale de scientifiques à comprendre comment cette méthode d’impacteur cinétique pourrait être déployée au cas où un gros astéroïde serait découvert sur une trajectoire de collision avec la Terre. Tout au long du processus, le réseau Etrack de l’ESA jouera un rôle essentiel.
Entendre les premiers mots de DART
Le vaisseau spatial DART pèse 620 kg, environ la masse d’un ours brun, et mesure environ 19 mètres de diamètre (y compris ses panneaux solaires). Il a été lancé par un EspaceX Fusée Falcon 9 de la base aérienne de Vandenberg en Californie et propulsée dans une “trajectoire d’évacuation de la Terre”.
Après le décollage, alors que DART montait vers le ciel mais que la Terre tourne en dessous, le vaisseau spatial a suivi une trajectoire unique dans le ciel. Passant d’abord le long de la côte ouest de l’Amérique du Sud, puis à l’est à travers l’Atlantique, il est finalement apparu au-dessus de l’horizon vu depuis l’Australie.
L’ESA redéveloppe les capacités de suivi vers le bas. Cette antenne parabolique de 4,5 m de diamètre a été ajoutée à la station de poursuite de l’ESA à New Norcia, en Australie-Occidentale, où elle est prête à capter les premiers signaux des satellites nouvellement lancés. Crédit : ESA
Environ 60 minutes après le lancement, le vaisseau spatial s’est séparé du lanceur, son transpondeur allumé, et l’antenne de 4,5 mètres de l’ESA à New Norcia, en Australie-Occidentale, a capté ses tout premiers mots – “l’acquisition du signal”.
Cette antenne parabolique plus petite et plus agile a été spécialement conçue pour des moments comme celui-ci. Avec une large “largeur de faisceau”, il offre un champ de vision plus large que l’antenne de 35 mètres à proximité, ainsi que la possibilité de s’incliner et de pointer rapidement pour cibler des objets se déplaçant rapidement dans le ciel.
Cette capacité est vitale, car l’antenne doit trouver DART telle qu’elle apparaît au-dessus de l’horizon, aidant à maintenir le contact lors de son départ pour l’espace interplanétaire.
Les données de DART, ou “télémétrie”, informeront la NASA du bien-être du vaisseau spatial après le lancement, en particulier l’état de sa séquence de déploiement automatique, et permettront à la NASA un lien vital pour envoyer des commandes au vaisseau spatial si nécessaire.
Après le décollage, alors que DART monte vers le ciel mais que la Terre tourne en dessous, le vaisseau spatial a suivi une trajectoire unique dans le ciel. Passant d’abord le long de la côte ouest de l’Amérique du Sud, puis à l’est à travers l’Atlantique, il est finalement apparu au-dessus de l’horizon vu depuis l’Australie. Environ 60 minutes après le lancement, le vaisseau spatial s’est séparé du lanceur, son transpondeur allumé, et l’antenne de 4,5 mètres de l’ESA à New Norcia, en Australie-Occidentale, a capté ses tout premiers mots – “l’acquisition du signal”. Cette antenne parabolique plus petite et plus agile a été spécialement conçue pour des moments comme celui-ci. Avec une large “largeur de faisceau”, il offre un champ de vision plus large que l’antenne de 35 mètres à proximité, ainsi que la possibilité de s’incliner et de pointer rapidement pour cibler des objets se déplaçant rapidement dans le ciel. Cette capacité est vitale, car l’antenne devait trouver DART telle qu’elle apparaît au-dessus de l’horizon, aidant à maintenir le contact lors de son départ pour l’espace interplanétaire. Les données de DART, ou “télémétrie”, ont informé la NASA du bien-être du vaisseau spatial après le lancement, en particulier de l’état de sa séquence de déploiement automatique, et ont permis à la NASA un lien vital pour envoyer des commandes au vaisseau spatial si nécessaire. Crédit : ESA
Cruisin’ pour un ecchymose
La phase de croisière de DART durera environ 11 mois alors qu’il se concentre sur Dimorphos, avant d’impacter l’astéroïde en orbite à une vitesse de 6,6 kilomètres par seconde en octobre 2022. Au cours de cette période, des stations au sol supplémentaires de l’ESA soutiendront la mission.
Vue nocturne de la station spatiale de l’ESA à 35 m de profondeur, Malargüe, AR. Crédit : ESA/U. Kugel
Le « grand fer » de l’ESA – l’antenne parabolique de 35 m à Malargüe, en Argentine, ainsi que l’antenne parabolique presque identique à New Norcia – aidera à effectuer des mesures « Delta-DOR », une technique de navigation ultra-précise qui permet aux contrôleurs de mission de connaître le position des engins spatiaux à des centaines de millions de kilomètres, à quelques centaines de mètres près.
Les derniers jours de DART
Les dix derniers jours avant l’impact en 2022 sont super critiques. Au fur et à mesure que Dimorphos apparaît, des images essentielles et non-stop de l’arrivée, de la collision et du panache de matériaux qui s’ensuit seront retransmises à la maison via le LICIACube, un CubeSat de la taille d’une main de l’agence spatiale italienne, ASI, qui sera déployé avant l’impact.
Le vaisseau spatial DART de la NASA doit entrer en collision avec le plus petit corps du système d’astéroïdes binaires Didymos en octobre 2022. La mission Hera de l’ESA étudiera « Didymoon » après l’impact et évaluera comment son orbite a été modifiée par la collision, pour désactiver ce cas unique expérimenter une technique de défense planétaire viable. Crédit : ESA–ScienceOffice.org
Dans cette phase terminale, des observations de la cible sont nécessaires 24 heures sur 24, ce que le Deep Space Network de la NASA ne peut pas fournir à lui seul en raison de la géométrie de la trajectoire du vaisseau spatial.
La station Malargüe de l’ESA contribuera à combler les lacunes de visibilité de la DSN, en assurant des liaisons radio avec DART à chaque instant jusqu’à l’impact.
Vient ensuite Héra
Après l’impact de la déviation, la mission Hera de l’ESA se dirigera vers le système binaire Didymos en novembre 2024, commençant son « enquête détaillée sur la scène du crime » des astéroïdes à la fin de 2026.
À l’aide de son altimètre laser, Hera scanne la surface de Didymoon. Crédit : ESA – ScienceOffice.org
En rassemblant des données rapprochées, Hera aidera à transformer l’expérience d’impact à grande échelle de DART en une technique de déviation bien comprise et reproductible, prête à être déployée si un astéroïde devait un jour être repéré se dirigeant vers la Terre.