Une mission vers Uranus et Neptune ?

[jackbauer 2 13 729]

Un article signé Andrew Jones (Planetary society) relate les ambitions de la Chine concernant Jupiter, Uranus et Neptune. Traduction automatique :

https://www.planetary.org/articles/chinas-plans-for-outer-solar-system-exploration

Les plans de la Chine pour l’exploration du système solaire extérieur

La Chine a été occupée à explorer le système solaire interne ces dernières années. Leur première mission interplanétaire indépendante, Tianwen-1, a été lancée pour Mars en 2020. Tianwen-2 est en cours de développement et sera lancé en 2025 pour cibler un astéroïde géocroiseur et une comète de la ceinture principale. Tianwen-3, un ambitieux projet de retour d’échantillons de Mars, est en cours de planification.

Aujourd’hui, les plans de la Chine pour explorer le système solaire externe prennent forme, avec Callisto, satellite de  Jupiter et l’une des géantes de glace comme cibles principales.

Tianwen-4 vers Callisto
La prochaine mission pour la Chine, qui s’appellera Tianwen-4, visera Jupiter. Comme l’a précédemment rapporté The Planetary Society, la Chine envisageait deux scénarios principaux : l’orbiteur Jupiter Callisto, qui se concentrerait sur ladite lune galiléenne et inclurait éventuellement un atterrisseur, et l’orbiteur du système Jupiter, qui étudierait les satellites irréguliers de la géante gazeuse.

Il semble que Callisto sera l’objectif principal. Zhu Xinbo, concepteur en chef adjoint de l’orbiteur martien Tianwen-1 et chercheur de la China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) – le principal entrepreneur spatial appartenant à l’État chinois – a révélé lors d’une présentation lors d’un atelier conjoint des Nations Unies et de la Chine sur l’exploration spatiale, que la mission chinoise Tianwen-4 vers Jupiter semble se concentrer sur Callisto. Ceci est étayé par des présentations de responsables de l’Administration spatiale nationale chinoise (CNSA).

Les grandes lignes de la mission de Zhu prévoient un lancement de Tianwen-4 en septembre 2029. Le vaisseau spatial utilisera un survol de Vénus en 2030 ainsi que d’autres assistances gravitationnelles de la Terre en 2031 et 2033, pour arriver à Jupiter en décembre 2035.

À ce stade, le vaisseau spatial principal entrera en orbite autour de la plus grande planète du système solaire. Mais il y aura aussi la séparation d’une autre sonde qui se dirigera vers Uranus et effectuera un survol pour étudier la géante de glace. Selon ce profil de lancement, le vaisseau spatial passera près du géant de glace en mars 2045.

 

Le projet d’ajouter un survol d’Uranus à Tianwen-4 est apparu au Congrès international d’astronautique à Paris en 2022. Bien que brève, il s’agira d’une interaction inestimable et seulement de la deuxième visite d’Uranus, après la rencontre de Voyager 2 en 1986.

De retour à Jupiter, le vaisseau spatial principal entrera en orbite autour de Callisto, la plus externe des quatre lunes galiléennes. Avant de s’installer autour de Callisto, il pouvait, bien qu’il ne soit plus optimisé pour ce scénario particulier, effectuer un relevé des satellites irréguliers. On pense qu’il s’agit de planétésimaux capturés par Jupiter et qu’ils sont trop petits pour être observés par des télescopes. La portée et l’équilibre des objectifs scientifiques font toujours l’objet de discussions au sein de la communauté planétaire chinoise.
Bien que moins glamour que les autres lunes galiléennes, Callisto est une cible intrigante pour de nombreuses raisons. Son ancienne surface préserve l’histoire du système primitif de Jupiter et du système solaire au sens large, et il est possible qu’un océan souterrain se cache en dessous. La lune présente également le bassin d’impact du Valhalla, avec un centre brillant entouré de fractures concentriques. Et contrairement à Ganymède, Europe et Io, Callisto se trouve en dehors du champ de rayonnement intense de Jupiter, ce qui facilite l’étude à long terme de la lune.

Les premiers plans pour le scénario de Tianwen-4 Callisto comprenaient un atterrisseur. Les présentations des responsables chinois au cours des dernières années ont laissé tomber toute mention de cela, mais le plan de Zhu comprend notamment un impacteur.

Le ciblage et le déploiement d’un impacteur et la coordination pour que le vaisseau spatial principal puisse observer seraient une prouesse technique difficile, mais aussi scientifiquement gratifiante. L’observation de l’impact et de ses conséquences ouvrirait une fenêtre unique pour des informations sans précédent sur la composition, la structure, la mécanique des cratères de Callisto, la présence de matières organiques et plus encore à partir des matériaux éjectés par la collision. Il pourrait même potentiellement avoir une influence observable sur l’atmosphère ténue de Callisto.
Zhu a déclaré que le travail sur la conception globale et les technologies clés était en cours, y compris la production de suffisamment d’énergie pour faire fonctionner un vaisseau spatial à près d’un demi-milliard de miles (800 millions de kilomètres) du Soleil, et la protection requise pour faire face à l’environnement radiologique difficile.

Michel Blanc, planétologue à l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie en France et co-chercheur de la mission Juno Jupiter de la NASA, note que l’étude de Callisto est le meilleur moyen d’explorer et de tester les différents scénarios de formation des lunes galiléennes.

Avec Juno ( NASA)  déjà en orbite, Juice de l’ESA en route et Europa Clipper dont le lancement est prévu en octobre 2024, Jupiter attire beaucoup d’attention. Mais la géante gazeuse a encore de grands mystères, dit Blanc.

« Si Tianwen-4 est taillé sur mesure pour répondre à notre 'grande question' sur la façon dont le système de Jupiter s’est formé, en ciblant Callisto et plus encore, ce sera une mission tout à fait originale qui apportera beaucoup de nouveaux éléments à notre compréhension encore très incomplète du système de Jupiter, de la formation à l’émergence de mondes habitables parmi ses lunes glacées. », explique M. Blanc.

La Chine s’est également engagée dans son ambitieux programme de retour d’échantillons de Mars, de sorte que la préparation des deux missions pour la fin de la décennie – ainsi qu’un plan distinct mais également intensif visant à envoyer des astronautes sur la Lune d’ici 2030 et à planifier la Station internationale de recherche lunaire – étirera peut-être les ressources.

Un orbiteur de géante de glace
Un autre développement intéressant dans les plans d’exploration du système solaire extérieur de la Chine est que la notion d’une mission – qui plus est un orbiteur – vers une géante de glace devient de plus en plus probable.

La Planetary Society a précédemment rapporté que des scientifiques chinois avaient présenté une proposition pour une mission orbitale Neptune. La présentation de Zhu, ainsi qu’une autre faite par un responsable de la CNSA en juin dernier devant le Comité des utilisations pacifiques de l’espace extra-atmosphérique à Vienne, ont confirmé que les géantes de glace sont toutes deux des cibles potentielles pour une mission Tianwen-5.

Zhu prévoit une date de lancement potentielle en 2035 pour une mission Uranus, qui arrivera en orbite en 2050. Si une mission Neptune est choisie à la place, elle sera lancée en 2040 et arrivera en 2058. L’un ou l’autre serait lancé sur une fusée Longue Marche 5.

L’entrée en orbite fournirait des années de données – une énorme amélioration par rapport aux données sur lesquelles nous nous appuyons actuellement à partir du survol de Voyager et des études menées par des télescopes lointains. De plus, les deux profils de mission incluent des aérostats qui seraient libérés dans l’atmosphère des planètes. Ceux-ci renverraient des données sur la structure, la composition et la dynamique et plus encore sur les atmosphères des géantes de glace.

De plus, le vaisseau spatial pourrait transporter des impacteurs qui seraient utilisés pour en savoir plus sur les grandes lunes telles que Triton de Neptune ou Titania d’Uranus.

Les percées nécessaires comprennent l’entrée en orbite autour d’une planète tout en utilisant la propulsion électrique, ainsi que le développement d’un réacteur à fission pour l’espace, de générateurs thermoélectriques à radio-isotopes et d’une antenne à grande ouverture pour faciliter les communications à grande vitesse dans l’espace lointain. La Chine travaille déjà sur l’énergie nucléaire pour l’espace et la construction d’infrastructures pour les missions dans l’espace lointain.

Zhu note cependant que des recherches sont en cours et que les missions actuelles et à venir de Tianwen jettent les bases et ouvrent la voie technologique et technique à une mission d’orbiteur de géante de glace. Une telle mission permettrait de faire des découvertes scientifiques majeures sur l’origine et l’évolution du système solaire et sur l’origine de la vie.

 

Bien qu’il ne s’agisse pas d’une déclaration selon laquelle une mission chinoise vers les  géantes de glace a le feu vert – l’approbation officielle n’intervient parfois qu’une fois qu’elle entre dans le champ d’application des plans quinquennaux de la Chine et qu’un certain nombre d’avancées sont nécessaires – il est à noter que les responsables de la politique de la CNSA et de l’ingénierie de la CASC l’indiquent dans le cadre de leurs plans. Cela peut indiquer la pensée actuelle de la Chine concernant son exploration future dans les confins du système solaire.

 

 

[jackbauer 2 13 729]

https://carnegiescience.edu/new-moons-uranus-and-neptune-announced

(traduction automatique)

Nouvelles lunes d’Uranus et de Neptune annoncées

Washington, D.C. – Le système solaire compte de nouveaux membres lunaires – la première nouvelle lune d’Uranus découverte depuis plus de 20 ans, et probablement la plus petite, ainsi que deux nouvelles lunes de Neptune, dont l’une est la lune la plus faible jamais découverte par des télescopes terrestres. Les découvertes ont été annoncées aujourd’hui par le Centre des planètes mineures de l’Union astronomique internationale.

 

« Les trois lunes nouvellement découvertes sont les plus faibles jamais trouvées autour de ces deux planètes géantes de glace à l’aide de télescopes terrestres », a expliqué Scott S. Sheppard de Carnegie Science. « Il a fallu un traitement d’image spécial pour révéler des objets aussi faibles. »

 

Le nouveau membre d’Uranus porte le nombre total de lunes de la planète géante de glace à 28. Avec seulement 8 kilomètres, c’est probablement la plus petite des lunes d’Uranus. Il faut 680 jours pour orbiter autour de la planète. Provisoirement nommée S/2023 U1, la nouvelle lune portera éventuellement le nom d’un personnage d’une pièce de Shakespeare, conformément aux conventions de dénomination des satellites extérieurs d’Uranus.
S/2023 U1 a été repéré pour la première fois le 4 novembre 2023 par Sheppard à l’aide des télescopes Magellan de l’observatoire Las Campanas de Carnegie Science au Chili. Sheppard a fait des observations de suivi à Magellan un mois plus tard en décembre. En utilisant le mois d’observations et en travaillant avec Marina Brozovic et Bob Jacobson du Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour déterminer une orbite lunaire possible pour la nouvelle découverte, Sheppard a pu localiser le nouveau membre du panthéon d’Uranus dans des images plus anciennes qu’il avait prises en 2021 à Magellan, ainsi qu’au télescope Subaru à Hawaï.
Sheppard a également utilisé le télescope Magellan pour trouver la plus brillante des deux nouvelles lunes neptuniennes. En collaboration avec David Tholen de l’Université d’Hawaï, Chad Trujillo de l’Université du Nord de l’Arizona et Patryk Sofia Lykawa de l’Université de Kinkai, il a trouvé l’autre nouvelle lune neptunienne, un objet extrêmement faible, à l’aide du télescope Subaru. Les deux ont été vus pour la première fois en septembre 2021.

 

Des observations de suivi sur les télescopes Magellan en octobre 2021, puis à nouveau en 2022 et novembre 2023, ont confirmé que la lune neptunienne, plus brillante, était en orbite autour de Neptune. La lune, plus faible, a nécessité un temps d’observation spécial dans des conditions ultra-vierges au Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral et au télescope de 8 mètres de l’Observatoire Gemini afin de sécuriser son orbite. Brozovic et Jacobson ont joué un rôle essentiel dans ce processus d’ajustement de l’orbite de la lune autour de Neptune, en utilisant les données des observations antérieures de 2021 pour prédire où pointer les télescopes en 2022 et 2023 pour trouver l’objet extrêmement faible.

 

La lune de Neptune, plus brillante, porte désormais la désignation provisoire S/2002 N5, mesure environ 23 kilomètres et met près de 9 ans à orbiter autour de la géante de glace. La lune deNeptune, plus faible, porte la désignation provisoire S/2021 N1 et mesure environ 14 kilomètres avec une orbite de près de 27 ans. Ils recevront tous deux des noms permanents basés sur les 50 déesses de la mer Néréides de la mythologie grecque.

« Une fois que l’orbite de S/2002 N5 autour de Neptune a été déterminée à l’aide des observations de 2021, 2022 et 2023, elle a été retracée jusqu’à un objet qui a été repéré près de Neptune en 2003 mais perdu avant qu’il ne puisse être confirmé comme étant en orbite autour de la planète », a expliqué Sheppard. 

 

La découverte des trois nouvelles lunes a nécessité des dizaines d’expositions de cinq minutes sur des périodes de trois ou quatre heures sur une série de nuits. Ces expositions ont été décalées par le mouvement apparent de chaque planète respective et additionnées pour créer une image très profonde. L’utilisation de cette technique d’observation chronophage sur certains des plus grands télescopes du monde a permis aux images de l’étude d’aller plus loin que toutes les observations précédentes près d’Uranus et de Neptune.

 

« Parce que les lunes se déplacent en quelques minutes seulement par rapport aux étoiles et aux galaxies d’arrière-plan, les expositions longues simples ne sont pas idéales pour capturer des images profondes d’objets en mouvement », a déclaré Sheppard. « En superposant ces multiples expositions, les étoiles et les galaxies apparaissent avec des traînées derrière elles, et les objets en mouvement similaires à la planète hôte seront considérés comme des sources ponctuelles, faisant sortir les lunes de derrière le bruit de fond dans les images. » 

 

Toutes les nouvelles lunes d’Uranus et de Neptune ont des orbites lointaines, excentriques et inclinées, ce qui suggère qu’elles ont été capturées par la gravité de ces planètes pendant ou peu de temps après la formation d’Uranus et de Neptune à partir de l’anneau de poussière et de débris qui entourait notre Soleil à ses débuts. Toutes les planètes géantes de notre système solaire ont des configurations similaires pour leurs lunes extérieures, quelle que soit leur taille ou le processus par lequel elles se sont formées. 

 

« Même Uranus, qui est inclinée sur le côté, a une population lunaire similaire à celle des autres planètes géantes en orbite autour de notre Soleil », a expliqué Sheppard. Et Neptune, qui a probablement capturé l’objet lointain de la ceinture de Kuiper, Triton, un corps riche en glace plus grand que Pluton, un événement qui aurait pu perturber son système lunaire, a des lunes extérieures qui semblent similaires à ses voisines.

Mieux comprendre l’histoire de la capture de ces lunes extérieures peut aider les astronomes comme Sheppard et ses collègues à élucider de nouveaux détails sur les premières années tumultueuses de l’histoire de notre système solaire et le mouvement des planètes sur ses bords extérieurs. D’éventuelles futures missions spatiales vers Uranus et Neptune, qui sont en cours de planification, amélioreront ces connaissances et permettront aux chercheurs de voir ces lunes nouvellement découvertes avec de nouveaux yeux.

 

Les nouvelles lunes montrent également qu’il existe des groupes orbitaux dynamiques de lunes extérieures autour d’Uranus et de Neptune, comme ceux que l’on trouve autour de Jupiter et de Saturne. À Uranus, S/2023 U1 a une orbite similaire à celle de Caliban et Stephano. À Neptune, S/2021 N1 a une orbite similaire à celle de Psamathe et Neso, tandis que S/2002 N5 a une orbite similaire à celle de Sao et Laomedeia. Ces regroupements suggèrent que des lunes parentes plus grandes ont été brisées par des collisions passées, probablement avec des comètes ou des astéroïdes, laissant les fragments brisés sur des orbites similaires à celles de la plus grande lune d’origine. De nombreux fragments de lune plus petits existent probablement dans ces groupes, mais ils sont généralement trop faibles pour être observés efficacement avec la technologie actuelle. Ces groupes lunaires montrent que le système solaire primitif était un endroit très chaotique avec des mouvements et des collisions entre divers objets tout le temps.

 

Les nouvelles observations complètent probablement les inventaires des lunes d’Uranus et de Neptune jusqu’à un diamètre compris entre 8 et 14 kilomètres. En comparaison, Jupiter est complet aux lunes d’environ 2 kilomètres, tandis que Saturne est complet aux lunes d’environ 3 kilomètres de diamètre

 

 

Modifié 24 février par jackbauer 2