En route vers l’astéroïde qui porte son nom, la sonde Psyche de la NASA vient de réaliser une démonstration magistrale des lois de Newton, à 4 500 kilomètres au-dessus de la surface martienne. On vous explique comment.
Lancée en 2023, Psyche de la NASA est engagée dans un voyage de 3,5 milliards de kilomètres vers l’astéroïde 16 Psyche, un corps rocheux de 280 kilomètres de diamètre qui orbite entre Mars et Jupiter. Mais pourquoi lui ? Car les scientifiques estiment qu’il pourrait être le noyau métallique exposé d’une protoplanète détruite il y a des milliards d’années lors de collisions cataclysmiques.
Si c’est le cas, Psyche offrirait à l’humanité son premier regard direct sur le type de matière normalement enfouie au cœur des planètes rocheuses comme la Terre. Pour le savoir, la sonde a effectué, ce 15 mai, une manœuvre fascinante aux abords de la planète rouge.
Catapulte gravitationnelle
Elle se trouvait alors à seulement 4 500 kilomètres de sa surface, avec l’objectif de l’utiliser comme une immense catapulte gravitationnelle. Le principe est simple. Puisque Mars fonce en permanence dans l’espace à grande vitesse sur son orbite autour du Soleil, si une sonde s’en approche selon un angle précis, elle peut se laisser attraper brièvement par son champ gravitationnel, puis en ressortir dans une direction différente. Au passage, elle absorbe une fraction microscopique de cette énergie orbitale.
Cela garantit au vaisseau une accélération et un changement de cap sans dépenser le moindre gramme de carburant. Et c’est nécessaire, Psyche étant propulsée par un système électrosolaire : ses panneaux convertissent la lumière solaire en électricité pour expulser du gaz xénon ionisé. Très efficace sur le long terme, cette technique engendre malgré tout une poussée infime. Reproduire le même gain de vitesse avec ce seul moteur aurait nécessité des quantités de carburant totalement irréalistes.
Une méthode bien connue dans l’exploration spatiale
Cette méthode est aujourd’hui habituelle dans l’exploration spatiale. Premièrement utilisée en 1959 par la sonde soviétique Luna 3 pour photographier la face cachée de la Lune, les sondes Voyager ont également profité d’un alignement planétaire exceptionnel pour enchaîner les assistances gravitationnelles de Jupiter à Neptune dans leur grand tour du Système solaire.
Cassini, elle, a multiplié les manœuvres autour de Vénus, de la Terre et de Jupiter pour atteindre Saturne, quand New Horizons a utilisé Jupiter pour raccourcir son trajet vers Pluton de plusieurs années. Et tout récemment, la capsule Orion a elle aussi exploité ce principe, en empruntant une trajectoire de retour libre autour de la Lune.
Le survol de Mars s’est aussi avéré précieux d’un point de vue scientifique. La NASA en a profité pour activer tous les instruments de Psyche en guise de répétition générale avant l’arrivée sur l’astéroïde. Ses caméras, qui captent à la fois la lumière visible et le proche infrarouge, ont ainsi photographié la surface martienne avec une résolution inédite depuis cet angle. Une perspective rare, mais le chemin est encore long : le vaisseau devrait arriver à destination à l’été 2029.
