La sonde spatiale OSIRIS-REx de la NASA quitte la surface de l’astéroïde Bennu après avoir collecté un échantillon. Crédit : NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab/SVS
Les scientifiques ont appris quelque chose d’étonnant après avoir analysé les données recueillies lorsque ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s OSIRIS-REx spacecraft collected a sample from asteroid Bennu in October 2020. The spacecraft would have sunk into the asteroid had it not fired its thrusters to back away immediately after it grabbed its sample of dust and rock from Bennu’s surface.
“Our expectations about the asteroid’s surface were completely wrong.” — Dante Lauretta, principal investigator of OSIRIS-REx
Unexpectedly, it turns out that the particles making up Bennu’s exterior are so loosely packed and lightly bound to each other that if a person were to step onto the asteroid they would feel very little resistance. It would be like stepping into a pit of plastic balls that are popular play areas for kids.
“If Bennu was completely packed, that would imply nearly solid rock, but we found a lot of void space in the surface,” said Kevin Walsh, a member of the OSIRIS-REx science team from Southwest Research Institute, which is based in San Antonio.
Side-by-side images from NASA’s OSIRIS-REx spacecraft of the robotic arm as it descended towards the surface of asteroid Bennu (left) and as it tapped it to stir up dust and rock for sample collection (right). OSIRIS-REx touched down on Bennu at 6:08 pm EDT on October 20, 2020. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center
The latest findings about Bennu’s surface were published on July 7, 2022, in a pair of papers in the journals Science and Science Advances, led respectively by Dante Lauretta, principal investigator of OSIRIS-REx, based at University of Arizona, Tucson, and Kevin Walsh. These surprising results add to the intrigue that has gripped scientists throughout the OSIRIS-REx mission, as Bennu has proved consistently unpredictable.
The first surprise the asteroid presented was in December 2018, when NASA’s spacecraft arrived at Bennu. The OSIRIS-REx team found a rough surface littered with boulders instead of the smooth, sandy beach they had expected based on observations from Earth- and space-based telescopes. Reasearchers also discovered that Bennu was ejecting particles of rock from its surface into space.
“Our expectations about the asteroid’s surface were completely wrong,” said Lauretta.
The latest clue that Bennu was not what it seemed came after the OSIRIS-REx spacecraft picked up a sample and beamed stunning, close-up images of the asteroid’s surface to Earth. “What we saw was a huge wall of debris radiating out from the sample site,” Lauretta said. “We were like, ‘Holy cow!’”
L’astéroïde géocroiseur Bennu est un tas de gravats de roches et de blocs laissés par la formation du système solaire. Le 20 octobre 2020, la sonde OSIRIS-REx de la NASA s’est brièvement posée sur Bennu et a prélevé un échantillon pour le ramener sur Terre. Au cours de cet événement, le bras du vaisseau spatial s’est enfoncé bien plus profondément dans l’astéroïde que prévu, confirmant que la surface de Bennu est faiblement liée. Aujourd’hui, les scientifiques ont utilisé les données d’OSIRIS-REx pour revenir sur l’événement de collecte d’échantillons et mieux comprendre comment les couches supérieures lâches de Bennu sont maintenues ensemble. Crédit : NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab/SVS
Les scientifiques de la mission sont restés perplexes devant l’abondance de cailloux éparpillés sur le sol, étant donné la douceur avec laquelle le vaisseau spatial a touché la surface. Plus étrange encore, le vaisseau a laissé un grand cratère de 8 mètres de large. “Chaque fois que nous avons testé la procédure de prélèvement d’échantillons en laboratoire, nous avons à peine creusé un sillon”, a déclaré Lauretta. L’équipe de la mission a décidé de renvoyer le vaisseau spatial pour prendre d’autres photos de la surface de Bennu “pour voir l’ampleur du désordre que nous avons créé”, a déclaré Lauretta.
Les chercheurs ont analysé le volume des débris visibles sur les images avant et après le prélèvement de l’échantillon, surnommé “Nightingale”. Ils ont également examiné les données d’accélération recueillies lors de l’atterrissage de l’engin spatial. Ces données ont révélé qu’au moment où OSIRIS-REx a touché l’astéroïde, il a éprouvé la même résistance – très faible – qu’une personne ressentirait en appuyant sur le piston d’une carafe à café French Press. “Lorsque nous avons déclenché nos propulseurs pour quitter la surface, nous étions encore en train de plonger dans l’astéroïde”, a déclaré Ron Ballouz, un scientifique d’OSIRIS-REx basé au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory à Laurel, dans le Maryland.
Ballouz et l’équipe de recherche ont effectué des centaines de simulations informatiques pour déduire la densité et la cohésion de Bennu à partir des images du vaisseau spatial et des informations sur l’accélération. Les ingénieurs ont fait varier les propriétés de cohésion de la surface dans chaque simulation jusqu’à ce qu’ils trouvent celle qui correspondait le mieux à leurs données réelles.
Cette vue de l’astéroïde Bennu éjectant des particules de sa surface le 19 janvier 2019 a été créée en combinant deux images prises à bord du vaisseau spatial OSIRIS-REx de la NASA. D’autres techniques de traitement d’images ont également été appliquées, comme le recadrage et le réglage de la luminosité et du contraste de chaque image. (Crédit : NASA/Goddard/Université de l’Arizona/Lockheed Martin)
Désormais, ces informations précises sur la surface de Bennu peuvent aider les scientifiques à mieux interpréter les observations à distance d’autres astéroïdes, ce qui pourrait être utile pour concevoir de futures missions sur des astéroïdes et pour développer des méthodes visant à protéger la Terre des collisions avec des astéroïdes.
Il est possible que des astéroïdes comme Bennu – à peine maintenus ensemble par la gravité ou la force électrostatique – se brisent dans l’atmosphère terrestre et présentent ainsi un type de danger différent de celui des astéroïdes solides. “Je pense que nous sommes encore au début de la compréhension de ce que sont ces corps, parce qu’ils se comportent de manière très contre-intuitive”, a déclaré Patrick Michel, un scientifique d’OSIRIS-REx et directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique à l’Observatoire de la Côte d’Azur à Nice, en France.
Références :
” Spacecraft sample collection and subsurface excavation of asteroid (101955) Bennu ” par D. S. Lauretta, C. D. Adam, A. J. Allen, R.- L. Ballouz, O. S. Barnouin, K. J. Becker, T. Becker, C. A. Bennett, E. B. Bierhaus, B. J. Bos, R. D. Burns, H. Campins, Y. Cho, P. R. Christensen, E. C. A. Church, B. E. Clark, H. C. Connolly, M. G. Daly, D. N. DellaGiustina, C. Y. Drouet d’Aubigny, J. P. Emery, H. L. Enos, S. FreundKasper, J. B. Garvin, K. Getzandanner, D. R. Golish, V. E. Hamilton, C. W. Hergenrother, H. H. Kaplan, L. P. Keller, E. J. Lessac-Chenen, A. J. Liounis, H. Ma, L. K. McCarthy, B. D. Miller, M. C. Moreau, T. Morota, D. S. Nelson, J. O. Nolau, R. Olds, M. Pajola, J. Y. Pelgrift, A. T. Polit, M. A. Ravine, D. C. Reuter, B. Rizk, B. Rozitis, A. J. Ryan, E. M. Sahr, N. Sakatani, J. A. Seabrook, S. H. Selznick, M. A. Skeen, A. A. Simon, S. Sugita, K. J. Walsh, M. M. Westermann, C. W. V. Wolner et K. Yumoto, 7 juillet 2022, Science.
DOI : 10.1126/science.abm1018
“Near-zero cohesion and loose packing of Bennu’s near-subsurface revealed by spacecraft contact” par Kevin J. Walsh, Ronald-Louis Ballouz, Erica R. Jawin, Chrysa Avdellidou, Olivier S. Barnouin, Carina A. Bennett, Edward B. Bierhaus, Brent J. Bos, Saverio Cambioni, Harold C. Connolly, Marco Delbo, Daniella N. DellaGiustina, Joseph DeMartini, Joshua P. Emery, Dathon R. Golish, Patrick C. Haas, Carl W. Hergenrother, Huikang Ma, Patrick Michel, Michael C. Nolan, Ryan Olds, Benjamin Rozitis, Derek C. Richardson, Bashar Rizk, Andrew J. Ryan, Paul Sánchez, Daniel J. Scheeres, Stephen R. Schwartz, Sanford H. Selznick, Yun Zhang et Dante S. Lauretta, 7 juillet 2022, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.abm6229
Le Goddard Space Flight Center de la NASA assure la gestion globale de la mission, l’ingénierie des systèmes, ainsi que la sécurité et l’assurance de la mission pour OSIRIS-REx. Dante Lauretta, de l’Université d’Arizona, à Tucson, est le chercheur principal. L’université dirige l’équipe scientifique ainsi que la planification des observations scientifiques et le traitement des données de la mission. Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado, a construit l’engin spatial et assure les opérations de vol. Goddard et KinetX Aerospace sont responsables de la navigation du vaisseau spatial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx est la troisième mission du programme New Frontiers de la NASA, géré par le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour le Science Mission Directorate de l’agence.
