STARDUST

Objectif : La comète Wild-2

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Après GIOTTO et VEGA HALLEY, STARDUST est la troisième expédition qui a pour objectif une comète. Mais c'est la première mission chargée de ramener sur Terre des échantillons cométaires. Il s'agit d'aborder la queue d'une comète en activité, pour y collecter des poussières à l'aide d'une matière très spéciale nommée "aérogel", de conserver intacte la précieuse récolte dans une capsule, et de revenir au bercail pour parachuter la délicate cargaison sur une zone désertique de l'Utah. En plus de l'équipement nécessaire à la réalisation de cette mission inédite, le vaisseau emporte la charge scientifique classique ainsi qu'une caméra. STARDUST est aussi chargé de collecter de la poussière interstellaire au cours de sa longue croisière.

Plus d'un million de terriens sont symboliquement montés à bord de la capsule: Leurs noms, collectés via Internet, ont été inscrits en lettres microscopiques sur deux circuits intégrés qui vont effectuer l'aller-retour entre la Terre et la comète Wild-2 (prononcer Vilt). En fait, le terme aller-retour ne s'applique pas vraiment aux voyages interplanétaires. En réalité STARDUST va effectuer 3 révolutions autour du Soleil en 7 ans. Dans ce laps de temps, sa trajectoire va croiser 2 fois celle de la Terre, puis celle de la comète Wild, et enfin de nouveau celle de la Terre.

Derniers événements,

6 février 1999

Le lancement prévu à 22h06 heure française a été annulé une minute avant le départ, suite à la détection d'une anomalie dans le système de poursuite en vol du lanceur. Tout devrait être rentré dans l'ordre pour profiter de la prochaine fenêtre de tir, dès demain à 22h04 heure française.

7 février 1999

STARDUST à été lancé avec succès de Cap Canaveral. Le vaisseau est opérationnel sur la trajectoire prévue. Les panneaux solaires se sont correctement déployés. Le contact est bien établi entre le vaisseau et la Terre...

22 février 1999

La précision du tir permet d'annuler la première correction de trajectoire prévue ce jour.

8 mars 1999

Dans le but d'économiser les gyroscopes, appareils très délicats destinés à contrôler précisément l'attitude du vaisseau, on a reprogrammé STARDUST afin qu'il s'oriente par rapport aux étoiles pendant la période peu active de sa croisière. Sur détection d'un incident, le vaisseau a abandonné de lui-même ce mode de navigation. Son système de protection a bien réagi. Le dysfonctionnement est en cours d'investigation...

15 mars 1999

STARDUST se trouve à 15 millions de km de la Terre...

6 avril 1999

STARDUST, lancé le 7/2/99 est en train de dépasser Mars Climate Orbiter et Mars Polar Lander, lancés respectivement les 11/12/98 et 3/1/99. Bien sûr, il ne s'agit pas d'une course interplanétaire. Les 3 vaisseaux lancés récemment, se trouvent dans la même région du système solaire à quelques millions de km près, mais sur des orbites solaires différentes. La vélocité de MCO et de MPF est plus faible car ceux-ci visent seulement l'orbite de Mars. STARDUST lui, a été injecté sur une orbite beaucoup plus allongée.

10 mai 1999

STARDUST est à 47 millions de km de la Terre. Après avoir été testé avec succès pendant un mois, le détecteur d'impacts de poussières cosmiques s'est mis à faire des erreurs. Le problème est en cours d'investigations...

11 juin 1999

La cause du problème rencontré avec l'un des détecteurs de STARDUST a été déterminée. Le problème se produirait quand la température de l'appareil atteint les 100°C. Il semble que l'un des 2 émetteurs qui assure les transmissions vers la Terre souffre également de la chaleur, ce qui entraîne une baisse de performance qui risque de devenir gênante lorsque le vaisseau sera plus éloigné de la Terre. Il a simplement été décidé de commander la mise hors tension de ces appareils entre les périodes d'utilisation, pour leur laisser le temps de refroidir...

25 juin 1999

STARDUST est à plus de 100 millions de km de la Terre...

20 août 1999

Décidément, ça ne marche pas très bien à bord: Suite à la détection d'un incident, STARDUST s'est mis en sécurité par 2 fois les 18 et 30 juillet. Heureusement, chaque fois on a pu reprendre le contrôle du vaisseau et le remettre en mode opérationnel. Quoiqu'on n'ait pas réussi à identifier la cause du problème, le processus par lequel le vaisseau a déclenché son dispositif de sauvegarde à été reproduit sur Terre à l'aide d'un simulateur. Les ingénieurs recherchent une correction pour que STARDUST puisse gérer la situation automatiquement au prochain incident du même type...

24 septembre 1999

STARDUST croise actuellement au-delà de l'orbite de Mars, au sein de la ceinture principale d'astéroïdes. Le vaisseau se trouve à 2 fois la distance Terre Soleil. La situation à bord est stationnaire...

15 octobre 1999

En mars dernier, STARDUST s'était montré incapable de se situer par rapport aux étoiles. Depuis, le contrôle d'attitude du vaisseau était toujours assuré par les gyroscopes. Or, pour économiser ces appareils sensibles à l'usure et les réserver pour la phase active de la mission, il était prévu de les arrêter pendant la croisière et de naviguer aux étoiles. Les efforts des ingénieurs pour rétablir la situation semblent enfin porter leurs fruits: Pour l'instant les 2 modes fonctionnent encore en parallèle, le système inertiel assuré par les gyroscopes servant à vérifier le comportement du système optique basé sur la caméra stellaire...

24 novembre 1999

La croisière de STARDUST se poursuit sans événement particulier. Le comportement de la caméra stellaire fait toujours l'objet d'une attention particulière, mais à part cela c'est la routine. L'équipe qui dirige STARDUST a même cédé du temps d'antenne au profit de Mars Polar Lander qui est actuellement en phase finale d'approche de la planète rouge et qui de ce fait, mobilise plus les grandes antennes du DSN, le réseau mondial de transmission avec les vaisseaux interplanétaires...

28 décembre 1999

Correction de trajectoire en préparation de la grande man½uvre prévue à partir du 18 janvier. Réussie.

14 janvier 2000

La dernière correction du logiciel qui contrôle la navigation à l'aide de la caméra stellaire, ne donnait pas entière satisfaction. Dans ce mode de navigation, le vaisseau avait tendance à actionner sans cesses ses fusées d'attitude dans un sens et dans l'autre. Une nouvelle correction vient d'être testée et cette fois, elle semble donner satisfaction...

18, 20 et 22 janvier 2000

Grande man½uvre de modification de trajectoire. Il a été décidé d'effectuer cette man½uvre en 3 mises à feu d'égale durée, étalées sur 3 jours. Une man½uvre de grande envergure puisque chaque mise à feu dure environ 30 minutes. Au préalable, les batteries ont été chargées à bloc, car l'exécution de chaque mise à feu nécessite que le vaisseau soit orienté de telle sorte que ses panneaux solaires ne sont plus exposés pendant environ une heure. Les communications avec la Terre sont également interrompues pendant le même temps... Cette man½uvre parfaitement réussie, a consommé près de 30 kg de carburant mais elle en laisse encore plus qu'il n'en faut pour la man½uvre de rencontre avec la comète Wild 2. La nouvelle trajectoire va amener STARDUST à survoler la Terre en janvier 2001 pour une man½uvre d'assistance gravitationnelle...

4 février 2000

Avec le dernier logiciel qu'on lui a téléchargé, STARDUST semble enfin contrôler son attitude de manière satisfaisante à l'aide de sa caméra stellaire (par reconnaissance des étoiles). Les petites fusées qui permettent de rectifier l'orientation du vaisseau, s'allument encore un peu plus que nécessaire mais le comportement est acceptable. Sous le contrôle des gyroscopes, la consommation de carburant était de 3 grammes par jour. Sous le contrôle de la caméra stellaire, la consommation est de 4 grammes alors que le maximum prévu est de 5 grammes... Rappelons qu'un vaisseau comme STARDUST contrôle normalement son attitude par rapport aux étoiles pendant la durée de sa croisière. Ceci afin d'économiser la délicate mécanique des gyroscopes. L'utilisation des gyroscopes est plutôt réservée aux phases critiques de la mission du vaisseau, quand une stabilité optimale est exigée.

Par rapport à la Terre, STARDUST va passer derrière le Soleil. Toutes communications avec le vaisseau seront impossibles ou difficiles pendant 8 jours environ...

22 février 2000

Déploiement du capteur aérogel pour la collecte de poussières interstellaires. Il s'agit de capturer des particules du flux de poussières interstellaires que le Soleil et son cortège de planètes traversent dans leur course autour de la Galaxie. Ce flux est très peu dense mais on espère capturer une centaine de particules au total sur la surface du capteur qui mesure un dixième de mètre carré. Le vaisseau est tourné de telle sorte que c'est la face arrière du capteur aérogel qui est exposée au flux de particules, la face avant étant réservée à la capture de poussières éjectées de la comète Wild, en 2004. C'est la première opportunité de collecter des poussières interstellaires, le vaisseau croisant à peu près parallèlement au flux de particules jusque fin mai...

Pendant la man½uvre de déploiement du capteur, le contrôle d'attitude du vaisseau a été rendu aux gyroscopes. On en a profité pour re vérifier les performances de la caméra stellaire, toujours surveillée de près. Après la man½uvre, le contrôle d'attitude a été remis en mode stellaire.

17 mars 2000

La première collecte de poussière interstellaire se poursuit. Toutes les deux semaines, l'orientation du collecteur aérogel est modifiée de façon à ce que la grille du collecteur soit toujours perpendiculaire à la direction d'où vient le flux de particules...

1^er mai 2000

Fin de la première campagne de collecte de poussières interstellaires. Le capteur aérogel est rétracté dans sa capsule.

24 mai 2000

3ème correction de trajectoire destinée à ajuster la trajectoire du vaisseau en prévision du survol de la Terre pour la prochaine man½uvre d'assistance gravitationnelle. La mise à feu a duré 72 secondes.

6 septembre 2000

Depuis août, les ingénieurs sont préoccupés par la qualité des images prises par la caméra de navigation. Cette caméra doit jouer deux rôles clé dans la mission. D'abord elle doit servir à guider le vaisseau vers le noyau de la comète dès que celle-ci sera en vue (auto pilotage à vue). D'autre part elle doit bien sûr photographier le noyau de la comète avec un maximum de détails. Pendant la croisière on teste la caméra en lui faisant prendre des champs d'étoiles. La qualité des images étant médiocre, les ingénieurs ont d'abord pensé que la caméra avait pu être endommagée par les radiations provoquées par la forte éruption solaire qui a eu lieu il y a quelque temps. Mais ils se sont aperçus que la qualité des images variait en fonction de la température de fonctionnement de la caméra. Sans chauffage, la température est d'environ -35°C. En allumant de petits radiateurs on peut faire remonter la température jusqu'à des valeurs positives. Il semblerait que l'optique de la caméra soit plutôt polluée par la condensation d'un produit volatil. Tout se passe comme si le produit collait à l'optique à -35°C et qu'il avait tendance à s'évaporer à une température supérieure...

6 octobre 2000

Contact perdu le 4 octobre à 16h38 UT. Contact rétabli 24h plus tard. Le vaisseau s'est mis en mode de survie suite à la perte de ses repères d'orientation. Le vaisseau a été remis avec succès en mode opérationnel et mis sous contrôle des gyroscopes en attendant d'éclaircir la cause de la perte du contrôle d'attitude.

20 octobre 2000

Le contrôle de l'orientation du vaisseau se fait à nouveau par rapport aux étoiles. Les gyroscopes ont été remis au repos. Cependant, l'incident du 4 octobre n'a pas encore trouvé d'explication.

13 novembre 2000

Le vaisseau s'est à nouveau mis en mode de survie suite à la détection d'une perte d'orientation. Il semble que les caméras stellaires qui sont chargées de reconnaître l'attitude du vaisseau par rapport aux étoiles, posent à nouveau problème. Il est possible que les caméras aient été perturbées à cause d'une éruption solaire... Le vaisseau a été sorti du mode de survie avec succès mais la 4ème correction de trajectoire a dû être ajournée...

8 décembre 2000

4^ème correction de trajectoire effectuée avec succès. La mise à feu des moteurs a duré un peu moins de 2 minutes.

En ce qui concerne la défaillance des caméras stellaires, il semble que ce soit bien une éruption solaire qui en soit la cause. Quand une radiation (proton) vient exciter le capteur d'une caméra, cela génère un point blanc interprété à tort comme une étoile. Ainsi parasité le ciel ne ressemble plus à rien d'où la perte d'orientation du vaisseau.

Quant à la caméra de navigation, les radiateurs qui réchauffent le capteur de la caméra ainsi que le périscope de la caméra, étant mis sous tension en permanence, on constate une amélioration continue de la qualité des images. L'idée selon laquelle l'optique de la caméra serait salie par un produit qui se condense et se sublime en fonction de la température, semble se confirmer...

29 décembre 2000

Arrêt chauffage caméra de navigation.

5 janvier 2001

5^ème correction de trajectoire. Ultime ajustement en vue du survol rapproché de la Terre pour la man½uvre d'assistance gravitationnelle. STARDUST est à moins de 4 millions de km de la Terre (environ 10 fois la distance Terre Lune).

14 janvier 2001

Ultimes préparatifs avant le survol de la Terre. L'accélération produite par l'attraction terrestre va allonger la durée de l'orbite de STARDUST autour du Soleil, de 2 ans à 2 ans et demi. Pendant la man½uvre, le vaisseau gardera une attitude telle que ses panneaux solaires seront dirigés vers le Soleil pour maintenir la charge des batteries au maximum. Dans cette position, le vaisseau ne pourra pas communiquer avec la Terre mais cela n'a pas d'importance. Une fois sur la bonne trajectoire d'approche, la man½uvre d'assistance gravitationnelle doit s'effectuer comme prévu. C'est de la pure mécanique céleste. Le contrôle d'attitude du vaisseau va être confié à nouveau aux gyroscopes pour la durée de la man½uvre...

15 janvier 2001

12h13 heure française. Après avoir bouclé un premier tour autour du Soleil, STARDUST revient à son point de départ. Survol rapproché de la Terre à 6000 km de distance. 15 heures plus tard, le vaisseau passe à environ 100000 km de la Lune mais à cette distance la gravité lunaire n'aura pas d'effet notable sur la trajectoire du vaisseau. La man½uvre met STARDUST sur la route de la rencontre avec la comète WILD 2.

17 janvier 2001

STARDUST a pris une vingtaine d'images de la Lune pour tester sa caméra de navigation. La Lune apparaît plutôt floue et comme entourée d'un halo car la matière qui polluait l'optique et le miroir n'a pas été complètement éliminée par les traitements par chauffage. Les ingénieurs pensent qu'il est possible de parfaire le nettoyage en pratiquant d'autres séances de chauffage.

2 février 2001

La man½uvre d'assistance gravitationnelle pratiquée le 15 janvier dernier grâce au survol rapproché de notre planète, a été d'une très grande précision. La 6ème correction de trajectoire qui était prévue pour la mi-février est donc annulée.

16 mars 2001

L'instrument destiné à capturer et analyser en direct les poussières interstellaires et cométaires, a été remis en service pour une 2^ème campagne d'observation. Lors de la 1^ère campagne, 5 impacts avaient été enregistrés et analysés.

30 mars 2001

Une 3^ème séquence de chauffage de la caméra de navigation a été démarrée il y a une semaine. Seuls les radiateurs du capteur CCD et du miroir de la caméra ont été mis en service et on constate à nouveau une amélioration sensible de la qualité des images. Pour élever encore la température, une man½uvre a été effectuée de façon à ce que les rayons solaires frappent le radiateur du capteur. Les ingénieurs pensent laisser les radiateurs en fonctionnement pendant un ou deux mois pour tenter de faire évaporer définitivement tout polluant qui pourrait subsister entre les éléments de la caméra. Ceci afin d'éviter que des condensations se déposent à nouveau après l'arrêt du chauffage.

20 avril 2001

La récente éruption solaire n'a pas affecté beaucoup STARDUST. La caméra stellaire, qui assure le contrôle d'attitude du vaisseau par rapport aux étoiles, a certes essuyé quelques bouffées de particules qui ont rendu temporairement les images du ciel complètement illisibles, mais ces perturbations n'ont duré que quelques dizaines de secondes. Or le vaisseau est programmé pour déclencher l'alarme et se mettre en attitude de survie quand il perd de vue ses étoiles de référence pendant plus de 5 minutes...

4 mai 2001

Le chauffage de la caméra de navigation a été arrêté. La température de la caméra est tombée de +9°C à -38°C en l'espace de 12 heures. Les images qui ont été prises juste après ne montrent pour l'instant aucune nouvelle contamination. On continuera de prendre des images de test chaque semaine pour vérifier qu'aucune dégradation ne se reproduit.

8 juin 2001

STARDUST se trouve au-delà de l'orbite de Mars et se dirige vers la ceinture principale d'astéroïdes qui se situe entre les orbites de Mars et de Jupiter. Le vaisseau se trouve actuellement dans une position remarquable de son orbite solaire. Il se trouve là où la rencontre avec la comète Wild va se produire au prochain tour, dans 2 ans et demi! Les ingénieurs ont profité de cette situation particulière pour faire une répétition de la traque du noyau cométaire. Les 2 étoiles guide qui doivent aider à cadrer le noyau de la comète ont été visées par la caméra de navigation comme s'il s'agissait de la vrai rencontre, de façon à vérifier la précision de l'approche et l'absence de reflets lumineux dus au soleil.

10 août 2001

L'instrument d'analyse des particules interstellaires n'a rien détecté en l'espace de 2 mois. Les ingénieurs ont pensé lui envoyer une commande pour augmenter sa sensibilité mais il va falloir mettre l'appareil hors tension de façon à économiser l'énergie. En effet, STARDUST s'éloigne actuellement du Soleil et ses panneaux solaires délivrent de moins en moins d'énergie. Le vaisseau est plus de 2 fois plus éloigné du Soleil que la Terre...

21 août 2001

Le 16 août, STARDUST s'est mis automatiquement en mode de survie suite à la détection d'un incident indéterminé. Les communications avec le vaisseau ont été rétablies et toutes les données nécessaires à la recherche de la cause de l'incident ont pu être téléchargées vers la Terre. Le 20 août le vaisseau a été remis avec succès en mode opérationnel...

5 octobre 2001

La grosse éruption solaire qui a eu lieu la semaine dernière, n'a pas trop affecté l'électronique de STARDUST. La caméra stellaire a enregistré un grand nombre d'incidents transitoires dus aux bouffées de particules atomiques éjectées par le Soleil, mais la durée des perturbations est toujours restée largement inférieure à la limite tolérable.

STARDUST se trouve à plus de 350 millions de km du Soleil et il continue de s'en éloigner. Aucun vaisseau spatial équipé de panneaux solaires ne s'était jamais aventuré aussi loin du Soleil.

7 décembre 2001

STARDUST se trouve à plus de 380 millions de km du Soleil. Pour la première fois l'énergie fournie par les panneaux solaires n'a pas suffi aux équipements radio pour couvrir la session de communication avec la Terre et la batterie du vaisseau s'est trouvée légèrement déchargée en fin de session. Cette décharge était attendue mais elle est inférieure aux prévisions. C'est rassurant car le vaisseau n'est pas encore arrivé à l'extrémité de son orbite la plus éloignée du Soleil. Il l'atteindra en avril 2002. Il sera alors à plus de 400 millions de km du Soleil.

21 décembre 2001

Toutes les communications entre STARDUST et la Terre sont suspendues jusqu'à début janvier. Pas à cause des fêtes de fin d'année :-) mais à cause du Soleil! En effet, par rapport à la Terre STARDUST va passer derrière le Soleil et comme l'atmosphère solaire bloque les ondes radio, toute communication est difficile et même impossible tant que la couronne solaire coupe la droite imaginaire qui joint la Terre au vaisseau.

4 janvier 2002

STARDUST communique à nouveau avec la Terre. Tout en passant derrière le Soleil, le vaisseau a effectué automatiquement un lent demi-tour sur lui-même pour se présenter toujours de la même façon par rapport au Soleil.

11 janvier 2002

STARDUST a atteint le point de son orbite le plus éloigné de la Terre, soit 538 millions de km. A cette distance, un signal radio met une heure pour faire l'aller-retour entre la Terre et le vaisseau...

18 janvier 2002

7^ème correction de trajectoire effectuée avec succès. Il s'agit là de la 2^ème grande man½uvre à l'éloignement maximum effectuée par STARDUST. Elle a nécessité la mise à feu du moteur du vaisseau pendant une minute et 50 secondes. Cette man½uvre ajuste la trajectoire du vaisseau pour la rencontre avec la comète Wild 2. STARDUST est le vaisseau spatial alimenté par panneaux solaires, le plus éloigné du Soleil. Distance STARDUST-Soleil: 395 millions de km (2,6 fois la distance Terre-Soleil). Comme le vaisseau continue de s'éloigner du Soleil, les sessions de communication avec STARDUST vont être réduites de façon à ne pas trop solliciter les batteries et leur laisser le temps de se recharger entre les sessions. Par sécurité, il a été décidé de faire en sorte que la charge des batteries reste toujours au-dessus de 80%.

18 avril 2002

STARDUST atteint l'aphélie, c'est à dire le point de son orbite le plus éloigné du Soleil, soit une distance de 407 millions de km. Le vaisseau se trouve au beau milieu de la ceinture d'astéroïdes, bien au-delà de l'orbite de Mars. A cette distance, l'énergie solaire n'est plus que de 13% de celle qui règne au niveau de l'orbite de la Terre. Malgré la réduction de l'énergie électrique fournie par les panneaux solaires, la charge des batteries s'est toujours maintenue bien au-dessus du niveau espéré par les ingénieurs. Le vaisseau a déjà parcouru 2 milliards de km, soit une orbite et demi autour du Soleil. Il se trouve à mi-parcours du voyage prévu...

Prochains événements prévus,

Service réduit jusqu'à ce que STARDUST se soit suffisamment rapproché du Soleil...

La position actuelle du vaisseau spatial est fournie par le site officiel de STARDUST.

Document: le monde des comètes sur "Les Neuf Planètes"
Version française de "The Nine Planets" présentée par la Société d'Astronomie de Montréal

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