Retour d'échantillon d'un astéroïde primitif

MarcoPolo-R a été SELECTIONNEE pour la phase d’étude de faisabilité des missions M3 de l’ESA (25 Février 2011)
Voir l’annonce de l’ESA en suivant ce lien ...

MarcoPolo-R est une mission dont le principal objectif est de rapporter sur Terre un échantillon d’un astéroïde géocroiseur. Cette mission poursuit le même objectif que la mission Marco Polo déjà étudiée à l’ESA lors de la sélection précédente (classes M1-M2) qui ne peut être atteint que par l’analyse d’échantillons dans des laboratoires terrestres. Le projet a été révisé afin de réduire le coût du projet d’origine.

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Les petits corps: précurseurs des planètes et de la Vie (?)
(à gauche: dessin d’un disque protoplanétaire par W.K. Hartmann; à droite: couverture de la proposition MarcoPolo-R)

Les objectifs scientifiques d’une mission de retour d’échantillon ont été exposés en détail dans la proposition initiale Marco Polo et dans le rapport de l’étude précédente de faisabilité (Yellow Book; voir Documents). La nouvelle étude bénéfiera par conséquent de l’héritage de trois études industrielles exsistantes et des travaux sur les instruments développés en parallèle.
Les missions de retour d’échantillon d’astéroïdes sont considérées comme hautement prioritaires par les principales agences spatiales dans le monde et des décisions clées sont attendues courant 2011 concernant les missions proposées.

Une mission de retour d’échantillon d’un astéroïde binaire primitif par l’ESA avec une contribution de la NASA est proposée (fenêtres de lancement entre 2020 et 2024) avec une conception qui permet de rester dans les coûts d’une mission de classe M. Le choix d’un astéroïde binaire permettra d’effectuer l’exploration de processus géophysiques et géologiques fascinants sur les astéroïdes, impossibles à effectuer sur un objet individuel, tout en réduisant certains risques associés à la navigation. Une possibilité existe aussi d’une participation de l’ESA en mission d’opportunité à la mission de retour d’échantillon OSIRIS-REx de la NASA, qui servirait de précurseur à la mission MarcoPolo-R. Une telle participation dépendra de la sélection finale d’OSIRIS-Rex dans le programme New Frontiers de la NASA (pour un lancement en 2016), attendue au printemps 2011.

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La figure montre toutes les images collectées par des missions spatiales durant des survols ou des visites dédiées à des astéroïdes et des comètes. Concernant les astéroïdes, il faut souligner que seul l’astéroïde Mathilde (50 km) a un type spectral (C) et un albédo (0.03) suggérant qu’il contient du matériau primitif. Cependant, cet objet a seulement était survolé et rien n’est connu concernant sa composition. De plus, sa taille (et donc sa gravité) est de plusieurs ordres de grandeur au-dessus de celle d ‘un objet kilométrique tel que la cible de MarcoPolo-R.

MarcoPolo-R a le potentiel de révolutionner notre compréhension des propriétés du matériel primitif présent dans le Système Solaire et de nous éclairer sur la nature des petits corps, ce qui constitue une étape essentielle pour comprendre les conditions primordiales responsables de la formation des planètes et de l’émergence de la Vie. Enfin, elle fournira des informations cruciales sur les géocroiseurs pour développer des stratégies appropriées pour protéger la Terre d’un impact de l’un de ces objets potentiellement dangereux.

La mission MarcoPolo-R de retour déchantillon d’un astéroïde géocroiseur primitif fournira des informations cruciales pour répondre aux questions fondamentales suivantes qui définissent les buts scientifiques:

1) Quels sont les processus qui se produisent dans le Système Solaire jeune et qui accompagnent la formation des planètes?
2) Quelles sont les propriétés physiques et l’évolution des briques qui ont formé les planètes terrestres?
3) Est-ce que les géocroiseurs de classe primitive contiennent du matériau pré-solaire inexistant dans les météorites?
4) Quelles sont la nature et l’origine de la matière organique dans les astéroïdes primitifs et comment peuvent-ils nous éclairer sur l’origine des molécules nécessaires à la Vie?

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A partir des objectifs scientifiques fondamentaux indiquées ci-dessus, les objectifs suivants ont été dérivés:

A. Caractériser l’environnement physique et chimique de la nébuleuse solaire
B. Définir les processus affectant le gaz et la poussière dans la nébuleuse solaire
C. Déterminer les échelles de temps des processus dans la nébuleuse solaire
D. Déterminer les propriétés physiques globales d’un astéroïde géocroiseur
E. Déterminer les processus physiques, et leur chronologie, qui ont sculpté la structure de surface d’un astéroïde géocroiseur
F. Caractériser les processus chimiques qui ont influencé la composition des astéroïdes géocroiseurs (e.g., eau, volatiles)
G. Lier la caractérisation orbitale et en laboratoire des météorites et de la poussière interplanétaire, et fournir une calibration des données astronomiques
H. Déterminer l’inventaire des grains interstellaires
I. Déterminer l’environnement stellaire dans lequel les grains se sont formés
J. Définir les processus interstellaires qui ont affecté les grains
K. Déterminer la diversité et la complexité des espèces organiques dans un astéroïde primitif
L. Comprendre l’origine des espèces organiques
M. Fournir des indications du rôle de la matière organique dans la formation de la Vie

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