gov-civil-vilareal.ptÀ près de 4,7 milliards de kilomètres du Soleil, il y a plus à l'horizon pour la mission New Horizons
>Alan Stern se souvient de la nuit où il a aperçu Arrokoth pour la première fois. L'objet bizarre de la ceinture de Kuiper qui capterait la curiosité de millions de personnes était toujours caché dans un endroit inconnu cette nuit de juin 2014, lorsque la chaleur estivale de Houston s'était refroidie partout sauf au contrôle de mission.
Il était 3 heures du matin, des scientifiques alimentés par le café attendaient avec impatience que New Horizons renvoie quelque chose sur Terre. Stern a regardé nerveusement la sonde spatiale interplanétaire, qui avait déjà effectué un voyage périlleux vers Pluton et au-delà, naviguer aux confins du système solaire. La salle bourdonnait de caféine et d'anticipation. Il cherchait dans les confins du système solaire des objets de la ceinture de Kuiper, qui semblaient lui échapper jusqu'à ce que quelque chose se matérialise sur l'écran – une roche à double lobe qui ne ressemblait à aucun objet extraterrestre que lui ou qui que ce soit d'autre n'avait jamais entrevu auparavant.
Nous étions comme, qu'est-ce que c'est? Stern, chercheur principal de New Horizons et planétologue au Southwest Research Institute (SWRI), a déclaré à SYFY WIRE. C'était juste incroyable. Cette chose, elle vient du ciel et s'avère spectaculaire. Je n'aurais pas pu espérer un plus grand résultat que le survol d'Arrokoth, et personne ne l'avait vraiment prévu.
L'objet a été identifié comme planétésimal 2014 MU69, plus tard rebaptisé Arrokoth après le mot Powhatan pour « ciel ». Cette rencontre allait changer la façon dont la NASA effectuerait des survols planétésimaux. Samedi soir dernier, sept ans plus tard, New Horizons atteint une distance d'étape rare de 50 UA, soit près de 4,7 milliards de milles du Soleil. Ce qui distingue New Horizons des missions comme Juno ou Perseverance, c'est que Pluton avait principalement vécu dans l'ombre des missions de la NASA mettant en vedette des planètes mieux connues comme Jupiter et Mars. La mission a été lancée pour explorer les mystères que cet astre, qui avait (certains pensent injustement) été rétrogradé du statut planétaire , se cachait peut-être.
La mission n'a pas été sans risques depuis son lancement en 2006. Contrairement aux missions précédentes que la NASA avait envoyées dans le système solaire externe, il n'y avait pas de Voyager 2 pour sauvegarder le vaisseau spatial en cas de problème. Stern et son équipe ont dû attendre neuf ans atroces, plus près d'une décennie, pour le voir enfin atteindre Pluton sans s'écraser et brûler au bord de nulle part.
Nouveaux horizons dans l'espace lointain. Crédit : NASA
Avec New Horizons, nous n'avions tout simplement pas le budget pour en construire deux comme les Voyagers, dit Stern. Donc, s'il s'était passé quelque chose, ce serait ça, ce qui me tenait beaucoup à l'esprit. Nous voulions que cela réussisse parce que nous savions que Pluton allait être vraiment intéressant, mais honnêtement, cela a dépassé de loin mes attentes lorsque nous l'avons vu de près. C'est juste un pays des merveilles scientifiquement.
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Lorsque New Horizons a été construit, c'était aux extrêmes où la technologie pouvait alors s'aventurer. Ce qui hantait Stern, c'était que cela pouvait se terminer comme les missions précédentes des années 60, 70 et 80, avec des informations sur des régions inexplorées de l'espace perdues et ne laissant aux scientifiques d'autre choix que de récupérer les fragments de données dont ils disposaient. gauche et le remettre ensemble avec toutes les images qu'ils avaient.
La science de ce à quoi ressemblent réellement les planètes extraterrestres s'est avérée encore plus fascinante que ce que la fiction a imaginé à leur sujet. Même les prédictions scientifiques ont atterri loin des merveilles à découvrir. Avant que des missions aussi avancées que New Horizons ne soient possibles, personne ne s'attendait à ce que des rivières, ou vraiment aucun signe d'eau, sur les friches de Mars bombardées de radiations. Personne n'aurait pu faire de Mercure un noyau de fer exposé d'une planète primordiale, ou Jupiter d'avoir des lunes en éruption avec des cryovolcans, quelque chose que Pluton ferait écho. La planète qui n'est pas tout à fait a révélé un paysage fantastique de montagnes, de cratères, d'inondations cryovolcaniques et de pics de glace déchiquetés qui s'enfoncent comme des couteaux dans l'étendue sombre au-dessus.
Nous sommes la première mission du 21e siècle à partir sur une autre planète, dit Stern. Avec toute la perspective des missions précédentes, la technologie améliorée a beaucoup fait et nos prédictions ont été confirmées. Nous réagissions parce que c'était tellement spectaculaire. Nous avions essayé de reconstituer toute l'histoire à partir des données dont nous disposions, et même si nous obtenons un A pour l'exécution, pour ce survol parfait, nous obtenons un F pour la prévisibilité scientifique.
Ce que Stern et son équipe ont découvert à propos de Pluton s'est presque déroulé comme un film de science-fiction. Il apparaît trompeusement comme un orbe de glace mort. Les satellites et les sondes qui se sont rapprochés d'autres objets du système solaire avaient précédemment révélé que plus l'objet était petit, moins il y avait de caractéristiques géologiques, mais cela ne s'appliquait évidemment pas à Pluton. C'était plus complexe géologiquement que l'équipe de New Horizons n'aurait jamais pu imaginer. De nombreuses vastes formations à sa surface sont à peine nées d'hier - du moins en termes cosmologiques, alors que cet hier est des millions d'années.
Arrokoth. Crédit : NASA
La planétologue Cathy Olkin, co-chercheuse principale de l'instrument Ralph de New Horizons, a été tout aussi surprise. Ralph est un duo de caméra couleur et de spectromètre d'imagerie proche infrarouge qui a pu imager Pluton avec des détails sans précédent.
Nous savions que cela fournirait des images détaillées de la surface de Pluton et de ses satellites qui n'étaient pas possibles depuis la Terre, a déclaré Olkin à SYFY WIRE. En tant que tels, nous nous attendions à ce que ces données transforment notre compréhension du système Pluton. Mais je n'avais pas réalisé la complexité et les processus actifs que nous pourrions voir à la suite des données Ralph. La rencontre avec Pluton a dépassé mes exceptions et m'a sidéré.
Non seulement on a supposé que Pluton était aussi géologiquement mort qu'il en avait l'air, mais quelles que soient ses puissances, ses forces géologiques continuent d'une manière ou d'une autre à fonctionner de manière isolée. La plupart des petits corps, tels que les lunes, sont alimentés par les forces de marée entre eux et les planètes massives sur lesquelles ils orbitent. Bien que Stern s'attend à ce que tout léger signe d'activité géologique soit une percée, ni lui ni ses collègues n'étaient prêts pour les énormes et étonnamment jeunes cryovolcans qu'ils regardaient sur leurs écrans à travers l'œil robotique de New Horizons.
Pluton vient de briser le moule, dit-il. Les cryovolcans nous ont époustouflés. Il a vraiment réécrit tout ce que nous pensions savoir, et nous ne savons toujours pas comment le moteur géologique de Pluton continue de le faire et ne s'est pas essoufflé.
Pour Olkin, l'une des caractéristiques les plus surprenantes que New Horizons a vues sur Pluton était un énorme glacier, et l'instrument Ralph a utilisé la spectroscopie infrarouge pour dire aux scientifiques au contrôle de mission que le glacier jaillissait d'azote gelé, de méthane et de monoxyde de carbone.
Il était surprenant de voir des processus géologiques actifs, comme des preuves de convection dans les glaces glaciaires et l'écoulement des glaces du terrain d'une altitude plus élevée à une altitude plus basse, a-t-elle déclaré.
Tout comme les panaches de vapeur d'eau des lunes Encelade et Europe suggèrent qu'il y a des eaux profondes loin sous leurs croûtes glaciaires, l'activité volcanique sur Pluton pourrait signifier un océan souterrain. Après le survol de Pluton, Stern s'est rendu compte que le cratère d'impact Spoutnik Planitia a donné des preuves potentielles d'un océan sous des kilomètres de glace et de roche qui protégerait toute vie hypothétique des dangers de l'espace. Pluton est trop loin du Soleil pour être touché par les rayons cosmiques, les tempêtes solaires et les éjections de masse coronale qui continuent de torturer Mars, mais il pourrait encore se heurter de manière inattendue à des objets voyous ou même à des nuages moléculaires plus froids alors qu'il orbite autour du Soleil.
Parce que Pluton a un équilibre des marées , sa coquille entière se déplace avec cet équilibre, qui est probablement atteint à partir d'un océan intérieur global. Bien que seule une sonde puisse prouver que Pluton est vraiment un monde océanique bizarre regorgeant de vie, les observations de Spoutnik Planitia l'ont rendu beaucoup plus probable, et les matières organiques suintant de ses inondations cryovolcaniques à la surface pourraient en être une preuve supplémentaire.
À cause de Spoutnik, il existe un argument circonstanciel très fort selon lequel il y a un océan à l'intérieur de Pluton, dit Stern. C'est un très long plan que nous venons de créer par hasard.
Spoutnik Planitia, le « cœur » blanc de Pluton. Crédit : NASA
Les lunes de Pluton étaient encore plus étrangères à ceux d'entre nous sur Terre que l'objet qu'elles gravitaient. En entrant dans New Horizons, tout ce que Stern et son équipe savaient vraiment à leur sujet était leur luminosité et leurs spectres relatifs, mais rien de leur géologie ou de leurs formations. Ils savaient aussi que la plus grande lune, Charon , avait une surface composée principalement de glace d'eau. Bien que Charon soit loin de Pluton sur le plan géologique, il est encore beaucoup plus actif que prévu par quiconque sur la mission. Les matières volatiles qui se sont échappées de l'atmosphère de Pluton continuent de s'accumuler dans les pièges froids que sont ses calottes polaires inhabituellement sombres.
Les capteurs à plasma de New Horizons ont détecté le taux d'échappement des gaz dans l'atmosphère de Pluton, qui était mille fois inférieur aux prévisions. On s'attendait également à ce que son atmosphère ressemble davantage à celle d'une comète, mais elle s'est étonnamment révélée plus terrestre qu'autre chose. Ce qui se passe dans Charon et se transforme en glace noire pourrait presque provenir de notre propre planète.
Avec Charon, vous entendez souvent les scientifiques dire : « Nous avons ruiné le manuel avec cette mission », explique Stern. Nous avons vraiment écrit le manuel à partir de zéro. Nous ne savions rien de Charon, mais il s'avère que Charon est un monde spectaculairement intéressant. Il y a aussi quelque chose de science-fiction dans ses calottes glaciaires, où les gaz de l'atmosphère de Pluton sont transformés en matériaux sombres.
Hydra est une lune plutonienne qui pourrait nous en dire plus sur le passé de la Terre. Stern pense qu'il s'agit de l'analogie la plus proche de la formation de la Terre lorsque notre planète n'était qu'une protoplanète qui subissait encore des collisions cosmiques et accumulait plus de matière dans le chaos qui était autrefois notre système solaire. Des satellites comme Hydra sont des restes de la formation de plus grandes planètes rocheuses et lunes (et peu importe comment vous voulez appeler Pluton).
New Horizons a découvert que l'étoffe de Charon a créé toutes les lunes de Pluton, car elles se sont toutes formées dans le même disque protoplanétaire avec des objets volant partout comme s'ils étaient jetés dans un flipper cosmique. Les caméras LORRI et NVIC de New Horizons ont travaillé en tandem pour voir comment certaines des impressionnantes chaînes de montagnes de Pluton se sont formées. Certains étaient les conséquences d'impacts qui ont laissé des cratères tels que Spoutnik Planitia. D'autres auraient pu se former de manière tectonique, ce qui pourrait expliquer les cryovolcans qui explosent dans les glaces exotiques. Il y a encore d'autres formations qui doivent encore être comprises.
Arrokoth est un autre objet qui, selon Stern, pourrait nous renvoyer dans le système solaire naissant. Après des années de controverse sur les modèles et les théories les plus viables pour expliquer comment les planètes se sont formées lorsque l'univers était encore jeune et chaud et gêné, cet objet sorti de nulle part a probablement la réponse.
Arrokoth est un planétésimal ; cela pourrait nous dire comment se forment les planétésimaux, dit-il. Il présente des preuves que de tels objets peuvent se former sans collisions, et cela peut se produire avec une accrétion binaire. Il est largement admis qu'Arrokoth a plus ou moins réglé la question. Il a montré une stabilité dans ce qu'on appelle un modèle d'effondrement , ce qui exclut d'autres modèles de formation planétaire, et c'était une chose énorme pour New Horizons - c'était quelque chose que nous n'avions pas prévu.
Le découvrir n'aurait pas été possible sans l'instrument Ralph, qui a observé l'objet primitif pour comprendre son origine et sa formation.
D'après les données de Ralph, nous savons que les deux lobes ont des couleurs et des compositions de surface similaires, note Olkin. Cela nous aide à comprendre comment Arrokoth s'est formé - probablement à partir d'une fusion lente de deux objets qui se sont formés dans le même environnement, d'où la couleur et la composition similaires. J'aimerais [to] que New Horizons vole près d'un autre objet dans les confins de notre système solaire pour en savoir encore plus sur cette région énigmatique de l'espace.
La plus grande lune de Pluton, Charon, et ses calottes glaciaires sombres. Crédit : NASA
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Stern est également optimiste quant au survol d'un autre objet mystérieux de la ceinture de Kuiper, tant que New Horizons ne brûle pas tout son carburant en essayant d'en trouver un. La ceinture de Kuiper est un mashup hétérogène d'objets. Des particules de poussière aux énormes astéroïdes et planétésimaux comme Arrokoth, ils se sont initialement formés en différentes populations, originaires de tout le système solaire. Certains y ont peut-être même été projetés depuis l'espace interstellaire.
Pour l'instant, New Horizons est à la recherche d'un objet d'une population différente de celle d'Arrokoth, et cet objet pourrait avoir quelque chose de plus à raconter à ceux d'entre nous sur Terre à propos d'événements qui ne pourraient être écrits que dans l'étrange langage des roches spatiales.
C'est une mission de pure découverte, dit Stern. Nous n'en savions pas assez sur Pluton pour nous poser de nombreuses questions scientifiques, et même maintenant que nous en savons plus, les choses continuent de nous surprendre. Peut-être que nous aurons un autre moment Arrokoth.
