Vers Pluton et la Ceinture de Kuiper :

New Horizons

Lancement : janvier 2006
Survol de Pluton et Charon : vers 2016
Traversée de la ceinture de Kuiper : après 2026

Un lancement réussi :

Le lancement de la mission New Horizons vers Pluton a eu lieu avec succès le 19 janvier 2006 depuis le complexe 41 de la base de l'Air Force de Cap Canaveral. La fusée porteuse était une Atlas V 551 de la firme Lockheed Martin.

La mission :

La mission "New Horizons" ou "Pluto-Kuiper Belt" nous permettra de connaître des mondes à la lisière de notre système solaire en réalisant la première reconnaissance de Pluton et Charon - un système de "double planète" qui sera le dernier dans le Système solaire à être visité par une sonde spatiale. La mission ira découvrir ensuite un ou plusieurs objets de la Ceinture de Kuiper, dans l'espace au delà de Neptune.

La sonde a été lancée le 19 janvier 2006. Elle survolera Pluton et Charon au plus tôt en 2015 et rencontrera la Ceinture de Kuiper vers 2026. Envoyer une sonde pour un aussi long voyage nous aidera à répondre à des questions basiques sur les propriétés de surface, la géologie, la constitution interne et les atmosphères de ces astres.

Quoique l'on ai jamais envoyé de sonde spatiale vers Pluton, nous avons déjà des idées sur ce qui sera découvert grâce à des observations faites depuis la Terre et par analogie avec d'autres objets du Système solaire. Nous savons que Pluton possède une des plus diverses apparence de surface - avec des régions allant de "plus sombre que le charbon" à plus "plus brillant que la neige" -. Nous nous attendons donc à découvrir les preuves d'une géologie complexe sur les images à haute résolution de Pluton. Nous savons aussi que les zones gelées s'évaporent quand elles reçoivent plus de lumière solaire, et se recondensent sur la surface quand le Soleil disparaît.

Le voyage :

La route la plus rapide n'est pas la plus directe, mais requière un passage près de Jupiter. La gravité de la planète géante donnera un élan supplémentaire à la sonde pour atteindre le système solaire extérieur.

Il y a deux raisons qui poussent à atteindre Pluton et Charon le plus tôt possible. La première concerne l'atmosphère de Pluton : depuis 1989, Pluton s'éloigne du Soleil, lui faisant recevoir moins de chaleur chaque année. Pluton devenant plus froide, on pense que son atmosphère va geler. Il faut donc arriver tant qu'il y a une chance de "voir" une atmosphère épaisse.

La seconde raison est de cartographier le plus possible Pluton et Charon. Sur Terre, le pôle Nord et d'autres régions arctiques ont une demi année de nuit et une demi année de jour. De la même façon, des régions de Pluton ou de Charon ne voient jamais le Soleil. Plus nous attendrons, plus Pluton et Charon sont cachées dans la "nuit arctique", empêchant la prise d'images par la sonde en lumière solaire réfléchie.

Une opportunité de lancement vers Pluton en passant par Jupiter se produisait en janvier 2006. Partant de la Terre, la sonde mettra le cap vers Jupiter, où elle arrivera au bout d'un an. La sonde passera près de Jupiter à 80 000 km/h, terminant sa route près de Pluton vers 2015.

Pendant le voyage de Jupiter à Pluton, l'équipe de mission surveillera la santé de la sonde tout en préparant la rencontre finale. En même temps, des observateurs rechercheront avec des télescopes depuis la Terre des objets de la Ceinture de Kuiper (Kuiper Belt Objects ou "KBOs") que la sonde pourrait survoler après Pluton et Charon. Le KBOs sont des petits objets glacés en orbite après Neptune.

L'approche :

Les caméras de la sonde "New Horizons" commenceront à enregistrer des données sur Pluton et Charon un an avant que la sonde n'arrive. Environ trois mois avant le passage au plus proche des deux astres - alors que ceux-ci sont à 105 millions de km au devant - les caméras de la sonde pourront réaliser les premières cartes. Durant ces trois mois, la mission prendra des images et fera des mesures spectrales. Si l'atmosphère de Pluton gèle réellement, ce sera une grande chance d'observer le changement de saisons sur une planète distante.

Pluton et Charon font un tour tout les six jours terrestres. Durant les deux derniers jours de Pluton avant la rencontre (11 à 12 jours terrestres), l'équipe de la mission compilera les cartes et les mesures spectrales chaque demi journée. Ces cartes seront ensuite comparées pour observer les changements sur un jour de Pluton, avec une résolution de 48 km.

La période la plus chargée du survol de Pluton-Charon durera un jour terrestre complet, d'une demi - journée avant le survol au plus proche à une demi journée après. La sonde regardera alors les émissions ultraviolettes de l'atmosphère de Pluton et réalisera les meilleures cartes globales de Pluton et de Charon en vert, bleu, rouge et une longueur d'onde spéciale qui est sensible au méthane gelé à la surface. Des cartes spectrales dans le proche infrarouge seront aussi réalisées, donnant des informations à l'équipe scientifique sur la composition des surfaces de Pluton et de Charon (glaces d'azote, d'eau ou de méthane ?) et les endroits et températures de ces glaces.

La sonde s'approchera à environ 9600 km de Pluton et 27000 km de Charon. Pendant le demi heure où la sonde sera au plus près de Pluton ou de sa lune, elle prendra des images rapprochées dans le visible et dans le proche infrarouge. Les meilleures images de Pluton mettront en évidence des détails de la surface faisant jusqu'à 60 m de diamètre.

Après le passage, le travail ne sera pas terminé. Se retourner vers le côté sombre de Pluton ou de Charon est le meilleur moyen de distinguer de la brume dans l'atmosphère, de voir s'il y a des anneaux et de se rendre compte si les surfaces sont adoucies ou escarpées. La sonde traversera également les ombres portées de Pluton et de Charon. Elle regardera alors vers le Soleil et le Terre, et observera la lumière solaire ou les ondes radio venues de la Terre. Le meilleur moment pour mesurer l'atmosphère se produira quand la sonde "regardera" le Soleil et la Terre placés derrière Pluton et Charon.

Au delà de Pluton :

Après avoir dépassé Pluton et Charon, la sonde se mettra à la recherche d'un KBO. L'équipe de la mission ne l'a pas encore identifié, mais les scientifiques pensent en trouver un ou plusieurs qui fasse de 50 à 100 km de diamètre. Cette rencontre sera similaire avec celle avec Pluto-Charon. La sonde cartographiera le KBO, obtiendra sa composition à partir de spectroscopie infrarouge et de cartes en quatre couleurs, et recherchera une atmosphère.

Pluton, Charon et les objets de la ceinture de Kuiper : Des mondes lointains.

L'atmosphère de Pluton a été détectée en 1988. Nous savons que sa pression à la surface est 100 000 fois plus faible que celle de la Terre, mais elle est suffisante pour pouvoir nous faire espérer un climat, des vents, de la brume, une chimie et une ionosphère. En même temps, la faible gravité de Pluton ne retient pas très fortement son atmosphère, et les parties hautes de celle - ci pourraient ressembler à celles d'une comète. En fait, la mission New Horizons utilisera les leçons tirées de la rencontre de Voyager avec Triton, une lune de Neptune avec une taille et une masse similaires à celles de Pluton. Pluton et Triton sont -ils des mondes frères ou la sonde spatiale révèlera - t - elle des différences fondamentales entre eux ?

Charon est difficile à observer à côté de l'éclat de Pluton, et c'est seulement récemment que le petit membre de la "planète double" a été considéré comme un monde avec sa propre personnalité et ses énigmes. Même si Pluton et Charon se sont formés tous les deux dans le système solaire extérieur, ils sont très différents. Charon est beaucoup plus uniforme, sa surface est en grande partie de l'eau gelée et son atmosphère très fine ou non existante. Les études des satellites de Jupiter Europe et Ganymède nous ont montré que ces lunes gelées peuvent avoir des histoires géologiques fascinantes à raconter.

Les objets de la Ceinture de Kuiper (les "KBOs") sont très peu visibles et extrêmement difficiles à étudier depuis la Terre. La plupart des KBOs détectés sont petits, avec des diamètres typiques d'environ 100 km. Les premiers KBOs ne furent découverts qu'en 1992, mais la Ceinture de Kuiper a déjà changé notre manière de penser le système solaire extérieur et la formation des planètes extérieures et des comètes. Parce que les KBOs sont similaires aux planétésimaux qui ont formé les noyaux de Jupiter, de Saturne, d'Uranus et de Neptune, comprendre la composition de la Ceinture de Kuiper est le moyen le plus direct pour regarder profondément à l'intérieur d'une planète géante.

Les couleurs des KBOs vont de gris à rouge, ce qui peut constituer des indices sur les processus en jeu dans le système solaire extérieur. Une possibilité est que le gel à la surface d'un objet de la Ceinture de Kuiper devienne plus sombre et plus rouge sous l'effet de l'exposition aux particules énergétiques et photons venus du Soleil, puis gris ensuite si un impact met à jour la partie gelée et propre située sous la surface rougie. La mission veut cartographier les surfaces des KBOs pour comprendre pourquoi ils présentent une telle diversité.

Pour étudier Pluton, Charon et des KBOs, la mission Pluto-Kuiper Belt emporte une charge utile conçue pour répondre à la plupart des questions sur les corps inexplorés du système solaire extérieur. A quoi ressemblent - ils ? de quoi sont - ils faits ? Comment sont leurs atmosphères ? La mission cartographiera les apparences de surfaces avec des caméras dans le visible, étudiera la composition de surface par son spectre dans le proche infrarouge et sondera les atmosphères par des spectromètres UV et en ondes radio, étudiant les particules quittant l'atmosphère et l'effet de l'atmosphère sur le vent solaire.

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