La mission OSIRIS-REx de la NASA est sur le point de rapporter des échantillons de roches et de poussières de l’astéroïde Bennu, un vestige du système solaire primitif vieux de 4,5 milliards d’années, ce qui permettra de comprendre le rôle d’astéroïdes similaires dans la formation des planètes et de la vie sur Terre. Les échantillons, collectés en 2020, devraient permettre de mieux comprendre l’impact potentiel des astéroïdes sur la Terre et contribuer aux futures stratégies de déviation des astéroïdes. Ils seront examinés et stockés à la division ARES (Astromaterials Research and Exploration Science) de la NASA à Johnson, le plus grand dépôt de matériaux extraterrestres au monde. Crédit : Centre de vols spatiaux Goddard de la NASA
La sonde OSIRIS-REx de la NASA s’apprête à ramener sur Terre des échantillons de l’astéroïde Bennu. Ces échantillons, vieux de 4,5 milliards d’années, aideront les scientifiques à comprendre la formation des planètes et la genèse de la vie, contribueront à la prévention des impacts d’astéroïdes et seront conservés pour de futures recherches. Plus de 200 scientifiques du monde entier analyseront ces échantillons dans une installation spécialement conçue à cet effet au Centre spatial Johnson de la NASA.
Si tout se passe comme prévu, en septembre 2023, la capsule de retour des échantillons d’OSIRIS-REx se séparera du vaisseau spatial, entrera dans l’atmosphère terrestre et sera parachutée en toute sécurité sur Terre pour être récupérée sur le polygone d’essais et d’entraînement de l’Utah du ministère de la défense, situé à environ 70 miles à l’ouest de Salt Lake City.
« L’équipe de conservation d’OSIRIS-REx se prépare avec enthousiasme à recevoir les échantillons de Bennu », a déclaré Nicole Lunning, conservatrice principale des échantillons d’OSIRIS-REx au Centre spatial Johnson de la NASA.
Cette mosaïque de Bennu a été créée à partir des observations effectuées par la sonde OSIRIS-REx de la NASA, qui est restée à proximité de l’astéroïde pendant plus de deux ans. Crédit : NASA/Goddard/Université de l’Arizona
Les roches et la poussière, appelées régolithe, ont été recueillies à la surface de Bennu en 2020. Bennu est probablement un vestige bien préservé, vieux de 4,5 milliards d’années, du système solaire primitif. Les échantillons devraient donc permettre de mieux comprendre le rôle que des astéroïdes similaires ont joué dans la formation des planètes et dans l’apport de matière organique et d’eau à la Terre, qui ont pu donner naissance à la vie. Les données recueillies par la mission OSIRIS-REx aideront également les scientifiques à mieux comprendre les astéroïdes susceptibles d’avoir un impact sur la Terre et à orienter les futurs efforts de déviation des astéroïdes.
Le nouveau laboratoire de conservation d’OSIRIS-REx au Centre spatial Johnson de la NASA en cours de préparation pour l’achèvement de la tuyauterie d’azote de la boîte à gants. Crédit : NASA/Nicole Lunning
Pour répondre à ces questions, les scientifiques doivent soigneusement préserver, protéger et manipuler les échantillons d’astéroïdes, qui seront examinés et stockés dans un nouveau laboratoire de conservation géré par la division Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) de la NASA, au Centre spatial Johnson. Cette division abrite la plus vaste collection au monde de matériaux extraterrestres, notamment des roches lunaires, des particules de vent solaire, des météorites et des échantillons de comètes.
Nicole Lunning, conservatrice adjointe d’OSIRIS-REx au sein de la division Astromaterials Research and Exploration Science (ARES) au Centre spatial Johnson de la NASA (à gauche) et Dante Lauretta, chercheur principal d’OSIRIS-REx et professeur de sciences planétaires à l’Université de l’Arizona à Tucson, vêtus de blouses de salle blanche dans le nouveau laboratoire de conservation du Centre spatial Johnson. Crédit : Rowan University/Harold Connolly
Pendant deux ans, de fin 2023 à fin 2025, l’équipe scientifique caractérisera les échantillons et effectuera les analyses nécessaires pour atteindre les objectifs scientifiques de la mission. La NASA préservera au moins 70 % de l’échantillon à Johnson en vue de recherches ultérieures par des scientifiques du monde entier, y compris les futures générations de scientifiques. Une cohorte de plus de 200 scientifiques du monde entier explorera les propriétés du régolithe, y compris des chercheurs de nombreuses institutions américaines, des partenaires de la NASA, la JAXA (Agence japonaise d’exploration aérospatiale), l’ASC (Agence spatiale canadienne), et d’autres scientifiques du monde entier.
De gauche à droite, Nicole Lunning, vêtue d’une blouse de salle blanche, Anjani Polit, ingénieur en systèmes de mise en œuvre de la mission à l’université de l’Arizona, Jason Dworkin, scientifique du projet OSIRIS-REx chargé du contrôle de la contamination au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, et Harold Connolly, scientifique chargé des échantillons de la mission à l’université de Rowan à Glassboro, dans le New Jersey. Crédit : Université de l’Arizona/Dante Lauretta
Le nouveau laboratoire de conservation dispose de boîtes à gants spécialisées dans la manipulation de l’échantillon OSIRIS-REx et du matériel utilisé pour prélever le matériau à la surface de l’astéroïde et le livrer à la Terre.
« Notre équipe est engagée dans un tourbillon d’activités alors que nous nous préparons à recevoir l’échantillon », a déclaré M. Lunning. « Divers spécialistes se réunissent pour mettre au point des outils personnalisés, dont beaucoup ont été fabriqués sur place par le groupe de fabrication de Johnson et dans le Centre de conception de l’innovation. Nous équipons avec soin le laboratoire de conservation pour protéger l’échantillon des contaminants potentiels pendant que nous répétons les procédures complexes de démontage du matériel de vol dans des boîtes à gants ».
L’équipe de conservation d’OSIRIS-REx de la NASA, de la division ARES de Johnson, et des membres de l’équipe de mission en visite s’entraînent à verser l’échantillon dans une boîte à gants fictive dans le bâtiment 36 de Johnson, en mai 2023. De gauche à droite, Jason Dworkin, scientifique du projet OSIRIS-REx à Goddard ; Christopher Snead, conservateur adjoint des échantillons OSIRIS-REx ; Curtis Calva, responsable du traitement des astromatériaux ; Rachel Funk, responsable du traitement des échantillons OSIRIS-REx ; Julia Plummer, responsable du traitement des astromatériaux ; Dante Lauretta, chercheur principal d’OSIRIS-REx et professeur de sciences planétaires à l’université d’Arizona à Tucson ; Nicole Lunning, conservatrice principale d’échantillons d’OSIRIS-REx ; Melissa Rodriguez, chef de projet pour les collections actuelles d’astromatériaux ; et Kimberly Allums, chef de projet contractuel et chef de section contractuelle pour la conservation. Crédit : NASA
Certains des matériaux collectés à la surface de Bennu seront plus petits qu’un grain de sable. « Nous avons développé des outils personnalisés pour manipuler avec soin ces précieuses particules dans nos nouvelles boîtes à gants », a déclaré Christopher Snead, responsable de la manipulation des petites particules et conservateur adjoint d’OSIRIS-REx à Johnson.
Les ingénieurs de la division ARES de Johnson finalisent l’installation de l’étage de rotation x-y dans la boîte à gants du mécanisme d’acquisition d’échantillons Touch-and-Go en juin 2023. De gauche à droite, Neftali Hernandez Gomez et Salvador Martinez. Crédit : NASA
Avec l’aide des laboratoires de conservation de l’ARES, des scientifiques du monde entier continuent d’analyser de nouvelles caches de roches lunaires conservées depuis les missions Apollo dans le cadre de l’initiative Apollo Next Generation Sample Analysis. Les enseignements tirés d’Apollo et d’autres missions ont permis de faire progresser la science en matière de protection des échantillons, de planification des mesures d’urgence et de contrôle de la contamination. Cet héritage se poursuivra avec les échantillons de Bennu, qui seront préservés pour être étudiés par des scientifiques qui ne sont pas encore nés, utilisant des technologies qui n’ont pas encore été inventées, afin de répondre à des questions fondamentales sur le système solaire.
L’équipe d’OSIRIS-REx s’entraîne au retour d’un échantillon à Johnson avec une boîte à gants fictive en octobre 2022. De devant à gauche, dans le sens des aiguilles d’une montre, Michelle Thompson, responsable adjointe de l’analyse de la plage de contact d’OSIRIS-REx et professeur de sciences planétaires à l’Université Purdue, West Lafayette, Indiana, et les membres de l’équipe Johnson de la division ARES Christopher Snead et Kevin Righter, conservateurs adjoints d’échantillons d’OSIRIS-REx ; Wayland Connelly, ingénieur en conservation d’astromatériaux ; Lindsay Keller, responsable de l’analyse de la plage de contact d’OSIRIS-REx, et Nicole Lunning, conservatrice d’échantillons d’OSIRIS-REx. Crédit : Université de Purdue/Michelle Thompson
Les scientifiques de cette génération détermineront les propriétés des composés chimiques précurseurs de Bennu afin de déterminer si – et comment – ces produits chimiques ont pu évoluer vers la vie. La composition minérale et chimique des échantillons sera analysée pour vérifier si elle correspond à l’interprétation des données recueillies sur l’astéroïde, ce qui permettra d’améliorer les missions futures et l’évaluation des données des télescopes et des engins spatiaux.
Christopher Snead, conservateur adjoint de l’échantillon OSIRIS-REx, responsable de la manipulation des petites particules et conservateur adjoint d’OSIRIS-REx, tenant une pierre lunaire préservée dans le laboratoire de conservation de Johnson. Crédit : NASA
Le Goddard Space Flight Center de la NASA assure la gestion globale de la mission, l’ingénierie des systèmes, la sécurité et l’assurance de la mission pour OSIRIS-REx. Dante Lauretta, de l’Université de l’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 le vaisseau spatial et assure les opérations de vol. Goddard et KinetX Aerospace sont responsables de la navigation du vaisseau OSIRIS-REx. La conservation d’OSIRIS-REx, y compris le traitement de l’échantillon à son arrivée sur Terre, aura lieu au Centre spatial Johnson de la NASA à Houston.
Les partenaires internationaux de cette mission comprennent l’ASC (qui a fourni l’instrument Altimètre laser d’OSIRIS-REx) et la JAXA (collaboration scientifique sur l’échantillon Hayabusa2). 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, Alabama, pour le Science Mission Directorate de l’agence à Washington, D.C.