Grâce à l’imagerie et à la cartographie spectrale, la mission Lucy de la NASA donnera aux scientifiques la première vue rapprochée de la topographie et de la composition chimique des astéroïdes troyens, ce qui pourrait offrir un aperçu de la chimie du système solaire primitif. Crédit : NASA
Le scientifique du projet, le professeur Richard Binzel, discute Nasala dernière mission interplanétaire de , qui est codirigée par Cathy Olkin ’88, PhD ’96.
Le 16 octobre, le vaisseau spatial Lucy de la NASA a été lancé depuis la base aérienne de Cap Canaveral en Floride, commençant une mission de 12 ans et de près de 4 milliards de milles pour explorer certains des objets les plus anciens du système solaire. Nommé d’après le célèbre Australopithèque fossile “Lucy”, le vaisseau spatial effectuera deux voyages de fronde autour de la Terre avant de se diriger vers un amas d’astéroïdes qui partagent Jupiter‘s, appelé les astéroïdes de Troie. On pense que ceux-ci sont presque aussi vieux que le système solaire lui-même.
Grâce à l’imagerie et à la cartographie spectrale, le vaisseau spatial offrira aux scientifiques une première vue rapprochée de la topographie et de la composition chimique des astéroïdes troyens, ce qui pourrait offrir un aperçu de la chimie du système solaire primitif, de la formation des planètes et de l’origine de les molécules organiques qui permettent la vie.
Une fusée Atlas V de United Launch Alliance avec le vaisseau spatial Lucy à bord est vue sur cette photographie d’exposition de 2 minutes et 30 secondes lors de son lancement depuis le Space Launch Complex 41, le samedi 16 octobre 2021, à la station spatiale de Cap Canaveral en Floride. Lucy sera le premier vaisseau spatial à étudier les astéroïdes troyens de Jupiter. Comme l’homonyme de la mission – l’ancêtre humain fossilisé, « Lucy », dont le squelette a fourni un aperçu unique de l’évolution de l’humanité – Lucy va révolutionner notre connaissance des origines planétaires et de la formation du système solaire. Crédit : NASA/Bill Ingalls
Cathy Olkin ’88, PhD ’96, qui a obtenu son baccalauréat du Département d’aéronautique et d’astronautique (AeroAstro) et son doctorat du Département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes (EAPS), est la deuxième en tant que chercheur principal adjoint sur la mission. Alors qu’elle était occupée à préparer le vaisseau spatial pour le lancement, Le scientifique du projet Richard Binzel, professeur de sciences planétaires à l’EAPS avec un poste conjoint à AeroAstro, a décrit les objectifs de la mission Lucy.
Q : Quelles sont les racines de la mission Lucy ? Et combien de temps a-t-il fallu pour arriver à ce moment?
UNE: La mission Lucy elle-même a nécessité environ cinq ans d’efforts pour passer de la première proposition à la rampe de lancement. Mais l’histoire remonte à plusieurs décennies, essayant de comprendre ces objets à la distance de Jupiter que nous appelons les astéroïdes troyens. Ce sont des astéroïdes qui sont coincés dans une lutte gravitationnelle entre le soleil et Jupiter lui-même à ce que nous appelons les points de Lagrange, où la traction gravitationnelle du soleil est égale à la traction gravitationnelle de Jupiter. Une fois que quelque chose tombe dans cette zone, ils sont stables pour toujours. Nous pensons donc que les astéroïdes troyens sont parmi les premiers éléments de la formation de notre système solaire – nous les appelons fossiles du système solaire. Et c’est pourquoi nous avons nommé la mission Lucy, d’après la Australopithèque fossile.
Le professeur du MIT Richard Binzel est un scientifique de la mission Lucy. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Richard Binzel
Nous pensons que les astéroïdes troyens remontent au tout début de notre système solaire, il y a 4,56 milliards d’années, ce qui est plus ancien que tout échantillon que nous pouvons obtenir de la Terre et que tout échantillon que nous ayons jamais rapporté de la Lune. En étudiant les astéroïdes troyens, nous pensons que nous examinerons certaines des premières pièces des éléments constitutifs des planètes.
Q : Quelles sont certaines des questions en suspens auxquelles la mission Lucy s’attend à répondre ?
UNE: Nous aimerions savoir à quoi ressemblait la chimie du système solaire primitif, en particulier les éléments organiques. D’où viennent les matières organiques, essentiellement le carbone de la vie ? Quelle était sa forme la plus ancienne ? Les astéroïdes troyens sont spéciaux car, à la distance de Jupiter, la majeure partie de la chimie primitive est encore littéralement figée dans le temps, comme elle l’aurait été au début de notre système solaire. Leur emplacement plus éloigné du soleil est plus froid qu’il ne l’est par rapport à la Terre, donc nous pensons essentiellement que nous regardons des morceaux qui ont été figés dans le temps, non seulement sous forme physique mais aussi chimiquement, depuis le tout début.
Par exemple, nous pensons que les premières formes d’eau pourraient être préservées dans ces objets. Une fois qu’un objet dans l’espace s’approche du soleil, à environ la distance de la Terre, toute l’eau présente commence à s’évaporer. Mais nous pensons que les astéroïdes de Troie ont été suffisamment froids pour que l’eau d’origine qu’ils contiennent soit toujours là, gelée, intacte et prête à être explorée et évaluée.
Cathy Olkin ’88, PhD ’96, diplômée du département d’aéronautique et d’astronautique du MIT et du département des sciences de la Terre, de l’atmosphère et des planètes, est la chercheuse principale adjointe de la mission Lucy. Crédit : Photo via Cathy Olkin/Twitter
Q : À quoi ressemblera la vie du vaisseau spatial depuis son lancement jusqu’à ce qu’il termine sa mission ?
UNE: Lucy est sur une incroyable piste de course à travers le système solaire pour visiter les astéroïdes de Troie.
Dans environ un an, il passera près de la Terre pour prendre un peu de vitesse. Et puis il effectue un autre passage de la Terre à la fin de 2024. Et ce dernier passage de la Terre la mettra sur une voie vers les astéroïdes troyens. Nous devons augmenter la vitesse et l’élan pour aller aussi loin, nous utilisons donc la gravité de la Terre pour nous aider.
Nous serons dans la ceinture d’astéroïdes d’ici 2025. Nous passerons d’abord par un petit astéroïde nommé “Donald Johanson”. Donald Johanson a découvert la Lucy Australopithèque fossile, et quand un AVEC étudiant diplômé a découvert cet astéroïde sans nom sur notre trajectoire de vol, nous avons pu lui donner son nom.
Puis, lorsque nous passerons par Donald Johansen dans la ceinture principale, nous atteindrons enfin l’astéroïde troyen dans six ans, en août 2027. Nous sommes dans l’un des nuages d’astéroïdes troyens. Ceux-ci sont en orbite, 60 degrés devant et 60 degrés derrière Jupiter. Et nous serons dans le groupe de tête des astéroïdes troyens, ce que nous appelons le point de Lagrange L4, en 2027. Nous avons deux rencontres en 2027, une troisième rencontre en avril 2028 et une quatrième rencontre en novembre 2028. Et puis en 2030 , nous retournons autour de la Terre, pour aller de l’autre côté de Jupiter. Nous arrivons au nuage de l’autre côté de Jupiter en 2033.
Donc, si vous regardez une carte de la trajectoire du vaisseau spatial Lucy, c’est une course folle et folle pour se rendre des deux côtés de Jupiter au cours des 13 prochaines années.
Chacun de ces objets est comme une capsule temporelle. Et nous aimerions voir à quel point chaque capsule temporelle repousse nos connaissances et notre compréhension de la façon dont la Terre et les planètes sont nées.
Ce diagramme illustre la trajectoire orbitale de Lucy. La trajectoire du vaisseau spatial (en vert) est indiquée dans un cadre de référence où Jupiter reste immobile, donnant à la trajectoire sa forme de bretzel. Après son lancement en octobre 2021, Lucy a effectué deux survols rapprochés de la Terre avant de rencontrer ses cibles troyennes. Crédit : Institut de recherche du Sud-Ouest
Q : Que pensez-vous de ce lancement après tant d’années à étudier les astéroïdes de Troie et à préparer cette mission ?
UNE: J’ai commencé à étudier les astéroïdes troyens moi-même dans les années 1980 – en fait, le premier article que j’ai publié sur les astéroïdes troyens était avec un étudiant du programme d’opportunités de recherche de premier cycle (UROP). Il est presque surréaliste de penser que nous pourrions passer de voir ces objets comme de minuscules points de lumière à travers un télescope à les révéler comme de véritables mondes géologiques et géophysiques. Et cela prend des décennies. Il faut toute une carrière pour passer des points télescopiques aux objets réels et tangibles. Donc, à certains égards, c’est surréaliste. Mais à bien des égards, je suis simplement impressionné par ce que cette équipe a accompli au cours de ces dernières années très difficiles.
