Pour les articles homonymes, voir New Horizons (homonymie).
New Horizons (« nouveaux horizons » en Français) est une Sonde spatiale de la NASA destinée à survoler Pluton et son satellite Charon en 2015, puis à continuer dans la Ceinture de Kuiper. Elle étudiera aussi Jupiter et ses lunes.
Il s'agit du premier engin spécifiquement étudié pour retransmettre des données des objets lointains du Système solaire.
La sonde a été lancée le jeudi 19 janvier 2006 à 14h00, heure de la côte Est des États-Unis, soit 20h00 heure française (UTC + 1) sans problème technique et a utilisé l'assistance gravitationnelle de Jupiter le 28 février 2007.
La sonde
La sonde a une forme triangulaire épaisse. Comme la sonde part aux confins du système solaire, la génération d'électricité ne peut être assurée par les traditionnels
panneaux solaires, un générateur thermoélectrique à radioisotope (RTG) est alors embarqué. Ce générateur convertira la chaleur fournie par la désintégration radioactive de 10,9 kg de dioxyde de
Plutonium 238, dont on estime qu'il fournira encore 190 W en 2015. Le cylindre contenant le générateur est fixé sur un des sommets du triangle. L'
Antenne parabolique, d'un diamètre de 2,5 mètres, servant à la communication avec la
Terre est fixée sur une des faces du triangle. L'informatique de bord utilise un
Microprocesseur 32 bits Mongoose V, version durcie contre les radiations du
MIPS R3000. Sa
Fréquence d'horloge est ralentie de 25 à 12,5 Mhz pour limiter la consommation électrique. Le poids total de la sonde est de 265 kg.
Équipements scientifiques
New Horizons dispose de sept instruments scientifiques :
| Instrument | Description | Objectifs |
|---|
| Ralph | Imageur/Spectromètre dans le domaine du visible et infra-rouge | Fournit la couleur, la composition et la température sur les cartes |
| Alice | Spectromètre ultraviolet | Analyse la composition et la structure de l'atmosphère de Pluton et les environs de Charon et des objets de la Ceinture de Kuiper |
| REX (pour Radio Science Experiment) | Radiomètre passif | Mesure la composition et la température de l'atmosphère |
| LORRI (pour Long Range Reconnaissance Imager) | Télescope | Cartographie de Pluton |
| SWAP (pour Solar Wind Arround Pluto) | Spectromètre | Mesure le taux d'échappement de l'atmosphère de Pluton et son interaction avec les vents solaires |
| PEPSSI (pour Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation) | Spectromètre | Mesure la composition et la densité du plasma s'échappant de l'atmosphère de Pluton |
| SDC (Student Dust Counter) | | Mesure la taille des particules de poussières se trouvant sur la trajectoire de la sonde New Horizons. Ce programme est géré par les étudiants, encadrés par leurs professeurs, de l'Université du Colorado - Boulder. |
Concernant les moyens de transmissions, la sonde utilise les fréquences suivantes pour la Télémétrie et le transfert de données :
- liaison uplink (Terre vers sonde) : 7 182,043000 MHz
- liaison downlink (sonde vers Terre) : 8 437,894737 MHz ; 8 438,181818 MHz et 8 438,243000 MHz
Ces fréquences ne tiennent pas compte de l'
effet Doppler.
Déroulement de la mission
Genèse du programme
New Horizons est la première sonde à avoir pour principal objectif l'étude et le survol de Pluton. En raison de son éloignement, Pluton est une destination à risque, c'est pour cette raison que les projets d'étude de cette planète naine ont été annulés les uns après les autres. Comme le programme Outer Planet Grand Tour, qui prévoyait l'envoi de quatre sondes, dont deux en direction de
Jupiter,
Saturne et Pluton. Mais suite à des contraintes budgétaires de la NASA, cette dernière a été dans l'obligation de revoir sa copie et de n'envoyer que 2 sondes :
Voyager 1 et
2, l'observation de Pluton a dû être abandonnée car le Jet Propulsion Laboratory (JPL) ne pouvait diriger pour des raisons de configuration planétaire une sonde à la fois vers
Uranus,
Neptune et Pluton . Cette dernière fut donc abandonnée.
Une autre mission américaine d'exploration de Pluton et de la ceinture de Kuiper, nommée Pluto Kuiper Express prévu pour 2004 fut annulé en 2001, à cause des dépassements de budget des satellites James Webb Space Telescope et Gravity Probe B.
Après plusieurs autres projets avortés, New Horizons est né. Il doit en partie sa réalisation au fait que le National Research Council (NRC) a fait de Pluton et de la Ceinture de Kuiper un objectif principal de l'exploration du système solaire. Le coût de la mission est estimé à 700 millions de dollars US.
Lancement et voyage vers Pluton
La sonde
New Horizons a été lancée le
19 janvier 2006, à 19h00 UTC (soit 14h00 locales) sur l'aire de lancement de Cap Canaveral en
Floride.
Des fenêtres de tir de secours existaient, pour la fin février 2006 et février 2007, mais elles impliquaient une trajectoire directe vers Pluton depuis la Terre, sans pouvoir bénéficier de la force Gravitationnelle de Jupiter. Cela aurait prolongé la mission de 3 à 4 ans. Et sur un si long trajet, un problème peut survenir à tout moment. Les risques sont donc proportionnels à la durée du voyage.
Document complémentaire : Vidéo du lancement.
Survol de Jupiter
La sonde se dirige à une vitesse de 50 000 km/h vers
Jupiter qu'elle survole le
28 février 2007. Elle profite alors d'un effet de fronde gravitationnelle accélérant la vitesse de la sonde à 75 000 km/h (soit 20 km/s) en direction de Pluton. Le survol de Jupiter s'effectue à 2,3 millions de km et est l'occasion d'une campagne d'observation du système jovien.
La sonde est alors dirigée vers Pluton, à 2,5° du plan de l'écliptique. Durant cette approche, New Horizons survolera de loin (83982) 2002 GO9, un centaure, en 2010.
Survol de Pluton
Le survol de Pluton est prévu le
14 juillet 2015 à 11:59:00 UTC au moment où la planète croisera le plan de l'écliptique. Les observations débuteront 6 mois avant l'approche minimale (permettant pendant 150 jours une résolution supérieure à ce que le télescope spatial Hubble peut fournir) et se poursuivront deux semaines après.
Pluton et Charon seront cartographiés avec une résolution de 40 km/pixel pendant 3,2 jours. Cette durée correspond à la moitié de la période de rotation des deux objets et permettra de photographier les régions invisibles par la sonde lors de son approche minimale.
New Horizons devrait survoler Pluton à 9 600 km de distance à une vitesse relative de 11 km/s et Charon à 27 000 km, mais ces paramètres pourront être changés en cours de mission. Lors du survol, les instruments embarqués devraient permettre d'obtenir des images d'une résolution de 25 m/pixel, une cartographie complète des côtés éclairés par le Soleil avec une résolution de 1,6 km/pixel en couleurs, une cartographie Infrarouge globale de 7 km/pixel et de 0,6 km/pixel pour certaines régions, une caractérisation de l'atmosphère des deux objets célestes et des résultats de radioscopie.
Cette mission permettra aussi d'en savoir plus sur les deux nouveaux satellites décelés sur les clichés de Hubble pris entre le 15 et le 18 mai 2005, découverte qui a été depuis validée par l'Union astronomique internationale qui les a baptisés Hydra (S/2005 P1) et Nyx (S/2005 P2).
Ceinture de Kuiper
Après le survol de Pluton,
New Horizons continuera dans la
Ceinture de Kuiper où un ou plusieurs objets d'environ 50 à 100 km de diamètre pourront être visés et observés. Comme les possibilités de manoeuvre sont limitées, cette partie de la mission dépendra des objets que l'on aura pu identifier à proximité du trajet la sonde.
En 2004, cette partie fut remise en cause à la suite d'une pénurie de Plutonium 238 causée par l'arrêt du Laboratoire national de Los Alamos (où le plutonium de la mission était produit). Ce problème a depuis été résolu et, bien que New Horizons disposera de moins de puissance que prévu (190 W vers Pluton, au lieu de 225 W), cela devrait être suffisant pour que la mission se poursuive jusqu'en 2025, date à laquelle New Horizons aura atteint la distance de 50 à 60 ua.
Évènements
- 24 septembre 2005 : transport de la sonde à Cap Canaveral depuis le centre spatial Goddard à bord d'un avion cargo C-17 Globemaster III.
- 2006 :
- 11 janvier : ouverture de la première fenêtre de tir entre 07:06 et 09:06 UTC.
- 16 janvier : la fusée Atlas V destinée au lancement de la sonde est mise en place sur le pas de tir.
- 17 janvier : fenêtre de tir ouverte à 18:24 UTC jusqu'à 20:23 UTC. Le lancement est différé à cause de vents de surface trop importants.
- 18 janvier : fenêtre de tir ouverte à 18:16 UTC jusqu'à 20:15 UTC. Le lancement est différé à cause d'une coupure de courant due à un orage au laboratoire chargé du lanceur et de la mission.
- 19 janvier : ouverture de la fenêtre de tir à 18:08 UTC jusqu'à 20:07 UTC. La sonde est lancée à 19:00 UTC
- 2 février : fermeture de la fenêtre de tir principale. Lancer la sonde pendant la fenêtre de tir secondaire aurait impliqué de ne pas survoler Jupiter et de repousser le survol de Pluton vers 2019 ou 2020.
- 15 février : fermeture de la fenêtre de tir pour l'année 2006. Ne pas lancer la sonde pendant cette fenêtre aurait impliqué d'attendre l'année suivante et de repousser encore plus le survol de Pluton.
- 13 juin : survol de l'astéroïde (132524) APL.
- 28 février 2007 : survol de Jupiter. L'approche minimale s'est produite à une distance d'environ 2,5 millions km.
- 14 juillet 2015 : survol de Pluton.
- 2015 - 2020 : possible survol d'un ou plusieurs objets de la Ceinture de Kuiper.
Lors du survol de Pluton, les observations initiales débuteront 4 mois avant le survol et toutes les données devraient être transmises 9 mois après. Les observations d'un objet de la ceinture de Kuiper débuteraient un mois avant son survol et la transmission des données s'effectuerait en deux mois.
Notes et références
Voir aussi
Liens externes