Pluton : la NASA envisage d’envoyer un orbiteur

Pluto

— Actualités du 5 novembre 2019 —

Pluton a été exploré il y a 4 ans par la sonde spatiale américaine New Horizons. Cette rencontre expresse a permis de faire quelques photos magnifiques qui ont généré de nombreuses questions. La surface de Pluton semble bien plus active qu’on le croyait, ce qui pousse certaines personnes à penser que la planète naine pourrait même abriter un océan souterrain.

Une carte de Pluton disponible grâce à New Horizons

A cause de sa grande vitesse, New Horizons n’a pu cartographier qu’une moitié de Pluton. La planète naine effectue une rotation en six jours terrestres, ce qui est bien trop lent pour la sonde spatiale. Mais après quelques années d‘analyses, la NASA a réussi à créer une carte presque complète. Les informations ont été extraites de la longue phase d’approche, alors que New Horizons était encore à des millions de kilomètres de Pluton.

Les images permettent de distinguer des différences géologiques entre les deux faces de la planète naine. La face qui a été survolée par New Horizons est dominée par une structure appelée Sputnik Planum, une immense plaine de glace, d’azote et de méthane de 2000 km de long. Il n’y a rien de similaire sur l’autre face, qui est néanmoins très intéressante. Elle a d’immenses formation cristallines réparties sur de grandes surfaces. C’est peut-être ce qui pousse la NASA à envisager d’envoyer une sonde spatiale orbiter autour de Pluton.

Pluton sera peut-être étudié par un orbiteur

L’agence spatiale américaine vient d’accorder un budget à un de ses instituts pour commencer à étudier cette idée. Dans un premier temps, l’objectif est d’évaluer la faisabilité et les coûts d’un tel projet. Survoler Pluton une première fois était déjà un exploit, mais il faudra une sonde spatiale beaucoup plus performante pour s’insérer en orbite de la planète naine.

Le principal problème à résoudre concerne le carburant. Pour atteindre Pluton rapidement, par exemple en moins de 10 ans, il faut aller très vite. Cela signifie qu’il faut aussi beaucoup freiner à l’arrivée. Cette manoeuvre très coûteuse en énergie nécessite d’emporter des tonnes d’ergols. Après deux ans en orbite de la planète naine, la sonde spatiale devra effectuer une manoeuvre d’assistance gravitationnelle autour de Charon, la lune de Pluton, et se propulser dans la ceinture de Kuiper pour aller explorer un autre objet céleste.

Ce plan de vol serait possible grâce à la propulsion électrique. Des moteurs ionique seront utilisés pour atteindre la vitesse souhaitée sur de très longues périodes. Pour la NASA, c’est un moyen parfait de trancher dans un dilemme qu’elle a depuis New Horizons : l’agence spatiale américaine doit-elle poursuivre son exploration de Pluton ou se concentrer sur d’autres objets de la ceinture de Kuiper ?

La distance Terre-Pluto, véritable défi pour les télécommunications

Cette mission devrait aussi relever un autre défi, celui des télécommunications. Pour transmettre les données accumulées au cours des 24 heures de son survol, New Horizons a eu besoin de 16 mois de transmission. Un orbiteur engendrerait beaucoup plus de données. Il faudrait donc pouvoir transmettre ces données rapidement, au risque de saturer complètement la mémoire de la sonde spatiale. Un système de communication bien plus puissant que celui de New Horizons est donc nécessaire. Cela nécessite une meilleure alimentation électrique, donc une masse plus importante, donc plus d’ergols, etc.





Les dunes de sable de Pluton pourraient être constituées de méthane glacé

— Actualités du 5 juin 2018 —

Pluton, la lointaine planète naine, n’est plus si mystérieuse depuis qu’elle a été survolée par la sonde New Horizons pendant l’été 2015. Les images de la surface nous ont permis d’observer un monde avec une diversité géologique bien plus grande que prévu. Certaines des formations géologiques observées à la surface de Pluton sont apparues il ya seulement un demi-million d’années. Parmi celles-ci, une équipe interuniversitaire pense avoir identifié des dunes de sable. Dans une étude publiée au début du mois de juin dans le magazine Science, l’équipe se concentre sur de drôles d’écailles situées dans la région de la plaine Spoutnik, un grand bassin de 1000 km de large recouvert de glace. A l’ouest de ce bassin, près d’une chaîne de montagnes, les photos de New Horizons montrent des espèces de polygones séparés par des bordures foncées. En observant ces formations d’un peu plus près, on peut apercevoir des rides, ce qui évoque tout de suite les dunes observables sur Mars. Le long de ces rides, on peut également distinguer des traînées noires toutes orientées dans la même direction, comme si elles avaient été formées par le vent. Mais comment des dunes auraient-elle pu se former sur Pluton ? La planète ne brille pas vraiment à cause de plages dorées et sa pression atmosphérique laisse peu de place au vent qui pourrait porter du sable.

L’hypothèse de l’équipe à l’origine de l’étude est que les sables de Pluton sont constitués de petits grains de méthane glacé de quelques centaines de micron chacun. Ces grains seraient assez légers pour se faire transporter par les vents les plus forts de la planète naine. Ces vents se formeraient en descendant des montagnes et c’est justement au pied d’une chaîne montagneuse que les dunes ont été observées. Si les vents de Pluton sont assez forts pour transporter ces grains de méthane, ils ne le sont pas assez pour les soulever. C’est là que le phénomène de sublimation des glaces de Pluton agit : lorsqu’elle est chauffée par le soleil, la glace à la surface de la planète naine passe directement à l’état gazeux. Cette sublimation pourrait emporter quelques grains de méthane dans son ascension. A une certaine altitude, les vents de Pluton prendraient le relais et accumuleraient ces sables dans les immenses dunes observées par New Horizons. Des phénomènes différents peuvent donner naissance à des formations similaires. Les dunes de la Terre et de Pluton n’ont pas du tout la même origine, et pourtant elles ont la même apparence depuis l’espace.

La planète naine est en tout cas l’objet d’autres études de la part des chercheurs : une autre étude publiée quelques jours auparavant a proposé une hypothèse concernant la formation de Pluton. La comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko explorée par la sonde Rosetta présente une composition étrangement similaire au glacier de la plaine Spoutnik. Cela donne l’impression que la petite planète est le résultat de l’agglomération de comètes. Environ 1 milliard d’entre elles auraient pu permettre à Pluton de se former. Cela diffère du modèle habituel qui fait l’hypothèse que Pluton se serait directement formé dans le disque protoplanétaire et aurait donc une composition chimique assez proche du soleil. Il est encore difficile de trancher entre les deux hypothèses car aucune ne permet d’expliquer totalement la composition actuelle de la planète naine. La ceinture de Kuiper nous reste encore bien mystérieuse. Peut-être que le survol de l’objet 2014 MU69 par New Horizons qui aura lieu dans quelques mois apportera de nouveaux éléments.

Image by NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute [Public domain or Public domain], via Wikimedia Commons

Sources

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