Tout savoir sur Lucy, la mission d’exploration des astéroïdes troyens de Jupiter

La première mission de la Nasa en direction des astéroïdes troyens s’apprête à décoller. L’agence spatiale américaine lance officiellement Lucy, une sonde qui aura pour objectif de survoler ces objets qui partagent l’orbite de la planète géante Jupiter.

Voici tout ce qu’il faut savoir sur la mission Lucy de la Nasa.

Quel est l’objectif de la mission Lucy ?

Lucy est présentée comme la première mission spatiale dirigée vers les astéroïdes troyens, qui se trouvent sur l’orbite de Jupiter autour du Soleil. Il faut les imaginer un peu comme des « capsules temporelles de la naissance de notre système solaire il y a plus de 4 milliards d’années », comme les décrit la Nasa. Ces objets sont des restes de la matière qui a formé les planètes situées sur la partie la plus externe du système solaire.

Les troyens de Jupiter sont plus exactement divisés en deux groupes :

• l’un est placé à 60° en avance sur la planète,
• l’autre à 60° en retard sur elle.

On dit aussi que ces astéroïdes se trouvent autour des points de Lagrange L4 et L5 du système Soleil-Jupiter. Ces astéroïdes sont stabilisés à ces endroits, en équilibre gravitationnel, à la fois à cause du Soleil et de Jupiter.

Lucy va s'approcher des astéroïdes troyens de Jupiter.

Source : NASA's Goddard Space Flight Center

Lucy va plus précisément viser huit astéroïdes différents au cours de sa mission : un astéroïde de la ceinture principale (située entre les orbites de Mars et de Jupiter), ainsi que sept astéroïdes troyens. « Aucune autre mission spatiale dans l’histoire n’a été lancée vers autant de destinations différentes sur des orbites indépendantes autour de notre Soleil », selon la Nasa.

La sonde se dirigera d’abord vers le « camp grec » des troyens de Jupiter. Elle survolera (3548) Eurybates et son satellite Queta en août 2027, (15094) Polymele en septembre 2027, (11351) Leucus en avril 2028, puis (21900) Orus en novembre 2028. La mission reviendra ensuite vers l’orbite de la Terre : quand Lucy sera de nouveau dirigée vers l’extérieur, Jupiter et ses troyens auront bougé. Il ne lui restera plus qu’à passer à travers le « camp troyen » : Lucy s’approchera de (617) Patroclus et de son compagnon Menoetius en mars 2033.

Sur place, la sonde survolera ses cibles et ses observations s’inscriront dans plusieurs objectifs scientifiques : comprendre à la fois la surface des astéroïdes, en étudiant leur couleur, leur brillance ou leurs cratères ; sonder leurs propriétés internes, en estimant leur masse, leur densité ; ou encore rechercher si ces objets ont des satellites ou des anneaux.

D’où vient le nom de la mission Lucy ?

La Nasa a précisé pourquoi le nom de la mission s’est porté sur Lucy. Il s’agit d’une référence au surnom d’un fossile de l’espèce Australopithecus afarensis, découvert en 1974 : Lucy.

De la même façon que ces ossements ont changé notre perspective sur l’évolution de l’humanité, l’agence spatiale estime que « la mission Lucy va révolutionner notre connaissance des origines planétaires et de la formation du système solaire ».

Quand et d’où le décollage de Lucy a-t-il lieu ?

Le lancement de la mission Lucy dans l’espace est prévu le samedi 16 octobre 2021, en fin de matinée. La sonde sera éjectée depuis la base de lancement de Cap Canaveral, en Floride, à bord d’une fusée Atlas V.

Il sera possible de suivre cet événement en direct.

Combien de temps va durer le voyage de Lucy ?

Le voyage de la sonde Lucy, jusqu’au premier astéroïde troyen de Jupiter qu’elle va étudier, doit durer environ 6 ans (2027).

La sonde aura d’abord besoin de manœuvres d’assistance gravitationnelle, en faisant deux survols de la Terre (en octobre 2022 puis décembre 2024), pour s’engager vers les astéroïdes troyens. Sur sa trajectoire, Lucy croisera un premier astéroïde en avril 2025, dans la ceinture principale : (52246) Donaldjohanson — baptisé ainsi en l’honneur d’un des découvreurs du fossile de Lucy. C’est la plus petite des cibles de Lucy, avec ses 4 kilomètres de large.

Après avoir atteint le premier astéroïde troyen, Lucy poursuivra son chemin. Son dernier survol d’un astéroïde troyen est prévu pour 2023.

Quels sont les instruments de Lucy ?

Il faut imaginer Lucy comme un vaisseau de plus de 14 mètres de large, principalement occupés par ses énormes panneaux solaires. L’ensemble des instruments est installé dans un espace plus étroit, sur le corps de la sonde.

Lucy est équipée de quatre instruments :

• L’Ralph, un spectromètre-imageur qui permet à la fois d’observer en lumière visible et dans le proche infrarouge. Cet instrument aidera à étudier les matières à la surface des astéroïdes et à déterminer leur activité.
• L’LORRI est une caméra à haute résolution qui doit obtenir des vues très détaillées sur la surface des troyens.
• L’TES, un spectromètre infrarouge thermique, va renseigner sur la capacité des astéroïdes à retenir la chaleur — ce qui donnera des informations sur leur structure interne et leur surface.
• Enfin, Lucy est équipée de caméras de navigation TTCam, qui serviront à estimer la forme des astéroïdes rencontrés.

Combien de temps doit durer la mission Lucy ?

La mission principale de Lucy sera officiellement achevée après le survol de (617) Patrocle et de Menoetius, en mars 2033. Cela équivaut donc à une mission totale de 12 ans.

Néanmoins, la sonde se trouvera encore sur une orbite stable : il est donc tout à fait possible que Lucy continue de voler à travers les troyens de Jupiter encore de longues années.