Lucy, une mission pour étudier les astéroïdes troyens de Jupiter

16-10-2021 Philippe VOLVERT

C’est parti pour la mission Lucy destinée à étudier les astéroïdes troyens de Jupiter. La sonde a été lancée avec succès au départ de la base de Cape Canaveral en Floride. Juchée au sommet d’une fusée Atlas V, elle commence un voyage de 6,3 milliards de kilomètres qui l’amènera à croiser 7 astéroïdes en 12 ans.

Lucy et le modèle de Nice

Suite à un appel à propositions lancé par la NASA en février 2014, le Southwest Research Institute soumet un concept de mission pour survoler des astéroïdes troyens de Jupiter. Ces petits corps rocheux circulent autour du Soleil sur la même orbite que la planète géante tout en se maintenant en permanence à environ 60° en arrière et en avant de celle-ci.

Pour nombre d’astronomes, Lucy pourrait corroborer le modèle de Nice, scénario développé dès 2005, décrivant la formation et l'évolution du Système solaire. Suivant cette théorie, les planètes géantes comme Jupiter étaient beaucoup plus proches du Soleil à leur formation. Au fil du temps, le jeu des résonances orbitales a entraîné le déplacement des planètes vers leur position actuelle. Le modèle de Nice expliquerait la diversité des astéroïdes troyens de Jupiter, issus d'orbites situées à des distances variables du Soleil.

En janvier 2017, la NASA sélectionne Lucy comme 13ème mission du programme Discovery. Celui-ci regroupe une série de missions spatiales peu onéreuses, centrées essentiellement sur l'exploration robotisée du système solaire.

La mission a été baptisée « Lucy », clin d’œil au fossile d'australopithèque découvert en 1974 et qui a révolutionné notre connaissance des origines humaines. A l’instar de notre lointaine cousine, la sonde a pour mission de retrouver des indices validant le processus de formation du système solaire.

La mission de Lucy

Le voyage de la sonde américaine ne sera pas de tout repos. Pour atteindre sa première cible, elle va devoir survoler à deux reprises la Terre pour profiter de l’assistance gravitationnelle de la planète et accélérer. Le premier survol est prévu dans un an et le suivant en décembre 2024. A ce moment, la vitesse de la sonde sera suffisante pour quitter l’environnement terrestre.

En avril 2025, Lucy croisera la route de Donaldjohanson, un astéroïde de la Ceinture principale, évoluant entre les orbites de Mars et Jupiter. Cette rencontre va permettre à la sonde d’affiner sa route pour rejoindre le premier astéroïde troyen deux ans plus tard.

La première phase principale de la mission débutera dans le courant de l’été 2027 lorsque Lucy parviendra au point Lagrange L4, zone située à l’avant de Jupiter. La sonde s’approchera de (3548) Eurybate le 12 août 2027. Eurybate est un astéroïde de type carboné d’une soixantaine de kilomètres de long. Il possède une lune baptisée Queta.

Un mois plus tard, la sonde survolera (15094) Polymele, large d’une vingtaine de kilomètres. Il s’agit vraisemblablement d’un astéroïde de type P, essentiellement composé de silicates hydratés riches en composants organiques, de carbone et de silicates anhydres avec quelques traces d’eau sous forme de glace.

En avril 2028, Lucy croisera la route de (11351) Leucus. Il s’agit d’un astéroïde de type D, constitué principalement de matériaux carbonés, d’environ 30 kilomètres de long.

En novembre 2028, Lucy rencontrera (21900) Orus, la dernière cible choisie dans la position Lagrange L4. Tout comme Leucus, Orus est principalement de matériaux carbonés. Il mesure environ 50 km de long. Cette ultime rencontre sera mise à profit pour ramener la sonde au plus près de la Terre.

Lucy survolera notre planète une dernière fois le jour de Noël 2030 afin de modifier sa trajectoire et l’amener à rejoindre les astéroïdes troyens de Jupiter regroupés sur le point Lagrange L5, position arrière de la planète. Débutera alors la seconde phase principale de la mission.

Le 03 mars 2033, Lucy passera à côté du système binaire (617) Patrocle I Menoetius. Menoetius est le membre secondaire du système binaire qu'il forme avec (617) Patrocle. Ce couple d’astéroïde est de type P, tout comme Polymele. Chacun des deux corps mesure environ une centaine de kilomètres de long. La mission s’achèvera avec cette ultime rencontre.

Sources

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