Hera (satellite)

Données générales
Organisation Drapeau de l’Union européenne ESA
Domaine Défense planétaire
Statut en développement
Lancement 2023
Lanceur Ariane 6
Site [1]
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 800 kg
Ergols Hydrazine
Masse ergols 450 kg
Contrôle d'attitude stabilisé 3 axes
Source d'énergie panneaux solaires
Orbite
Orbite Orbite héliocentrique
Principaux instruments
AFC Caméra panchromatique
PALT Atimètre
TIRI Caméra infrarouge
Hyperscout-H Spectromètre imageur
VISTA
(CubeSat Milani)
Thermogravimètre
LFR
(CubeSat Juventas)
Radar
GRASS Gravimètre
Spectromètre imageur

Hera (du nom de la déesse grecque du mariage Héra) est une mission spatiale en cours de développement par l'Agence spatiale européenne dont l'objectif est de valider la méthode d'impact cinétique pour dévier un éventuel astéroïde circulant sur une trajectoire de collision avec la Terre. Le satellite doit étudier les résultats obtenus par l'impacteur DART développé par la NASA et qui doit remplir sa mission en 2022.

Contexte[modifier | modifier le code]

La NASA et l'Agence spatiale européenne (ESA) étudient conjointement en 2015 la mission spatiale AIDA. Son objectif est de tester le recours à un engin de type impacteur pour dévier un astéroïde qui serait susceptible de frapper la Terre. Ce programme prévoit le lancement à destination de l'astéroïde binaire (65803) Didymos de deux engins spatiaux : l'impacteur DART développé par la NASA chargé de s'écraser à grande vitesse sur le plus petit des deux astéroïdes et l'orbiteur AIM développé par l'ESA qui doit mesurer les effets de l'impact. Après une phase d'évaluation dans les deux agences spatiales, l'agence spatiale européenne décide fin 2016 de renoncer à son développement faute d'obtenir un soutien financier suffisant des états membres. La NASA, de son côté, décide de poursuivre le développement de DART. Dans ce nouveau contexte, des observatoires terrestres sont chargées de reprendre le rôle de AIM (dans la suite du projet, un nano-satellite largué par DART avant l'impact est également chargé de prendre et retransmettre des images de celui-ci.).

À la demande de plusieurs pays membres de l'agence spatiale européenne celle-ci reprend les études d'un remplaçant pour AIM qui est baptisé Hera. Celui-ci reprendrait tous les objectifs assignés à AIM. Hera serait lancé en 2023 et étudierait les effets de l'impact de Dart sur Didymos trois ans après que celui-ci se soit produit. Cette proposition est à l'étude et l'accord pour son développement sera donné en 2019[1].

Objectifs[modifier | modifier le code]

La probabilité d'un impact d'un astéroïde de taille importante sur la Terre sont basses mais ses conséquences sur la société peuvent être particulièrement graves. Un relativement petit astéroïde de 150 mètres de diamètre pourrait libérer plusieurs fois l'énergie du tremblement de terre de Tohoku au Japon qui avait une énergie estimée à 45 mégatonnes et dont le cout économique a été évalué à 200 milliards US$. Plusieurs techniques ont été évaluées pour empêcher une telle catastrophe. La plupart consistent à modifier la trajectoire de l'astéroïde de manière que celui-ci évite la Terre. Par ces dernières méthodes, la plus mature repose sur l'utilisation des technologies d'engin spatial disponibles et peur couteuses est un l'impacteur cinétique qui consiste à modifier la trajectoire de l'astéroïde en lançant un satellite artificiel contre l'astéroïde à une vitesse de quelques kilomètres par seconde. L'objectif principal de Hera est de valider la méthode de l'impacteur cinétique. Il s'agit de déterminer[2] :

  • dans quelle mesure le transfert de moment cinétique dépend de la densité, de la porosité et des caractéristiques de la surface et de la structure interne de l'astéroïde et de la vitesse relative de l'impacteur
  • Quelle proportion de l'énergie cinétique est transféré dans la fragmentation et la restructruration de l'astéroïde ou dans l'énergie cinétique des matériaux éjectés.

La mission comprend également plusieurs objectifs technologiques. Le plus important est la réalisation d'un logiciel de guidage qui en utilisant les données de plusieurs capteurs permettra de reconstituer l'espace alentour et ainsi de définir de manière autonome une trajectoire sans danger autour de l'astéroïde[2]. Hera doit également embarquer deux CubeSats qui seront largués une fois l'astéroïde atteint. Ces deux CubeSats sont APEX (Asteroid Prospection Explorer) qui doit coller des données spectrales de la surface des deux astéroïdes (composition de la surface) et réaliser des mesures magnétiques pour identifier la structure interne de ces corps. Le deuxième CubeSat Juvenas doit s'aligner avec Hera pour effectuer des expériences de radio science[3].

Hera a également des objectifs scientifiques. Il doit recueillir les caractérisqutes des deux astéroïdes : caractéristiques de la surface, porosité interne et structure interne. L'ensemble de la lune sera cartographie avec une résolution spatiale de quelques mètres et le voisinage de l'impact avec une résolution de 10 centimètres. La masse de la lune de Didymos sera estimée[4].

Déroulement de la mission[modifier | modifier le code]

La mission américaine DART doit atteindre l'astéroïde binaire (65803) Didymos en 2022 et entrer en collision avec la lune de Dydimos à une vitesse relative de 6 km/s. L'impact doit changer la vitesse de rotation de la lune autour de l'astéroïde principal d'environ 1% ce qui devrait pouvoir être constaté par des télescopes terrestres. Hera doit être lancé en 2023 par une fusée Ariane 6 qui décollera depuis la base de lancement de Kourou. Hera sera alors une des premières missions scientifiques de l'Agence spatiale européenne qui utilisera ce nouveau lanceur. Hera devrait arriver quelques années après l'impact.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

La mission Hera comprend le satellite principal et deux CubeSats développés par l'Agence spatiale italienne.

Plateforme[modifier | modifier le code]

Hera est un satellite cubique de 1,6 × 1,6 × 1,7 mètre et d'une masse de 800 kg dont 450 kg d'ergols (hydrazine). Le satellite est stabilisé 3 axes. Son énergie est fournie par des panneaux solaires d'une superficie de 3,7 m2[5],[6].

Instrumentation[modifier | modifier le code]

Test à l'ESA d'un logiciel de navigation basé sur la vision, utilisant des modèles d'astéroïdes

Caméra AFC[modifier | modifier le code]

L'instrument principal de Hera est la caméra AFC (Asteroid Framing Cameras). Celle-ci est un exemplaire de rechange de la caméra embarquée à bord de la mission Dawn de la NASA. La caméra qui a été développée par l'agence spatiale allemande dispose d'un capteur panchromatique de 1024 x 1024 pixels avec un téléobjectif. Le champ de vue est de 5,5 degrés et la résolution spatiale atteint un mètre à une distance de 10 kilomètres. La caméra doit fournir des caractéristiques physiques de la surface de l'astéroïde Didymos. La charge utile de Hera comprend également un lidar pour mesurer la topographie de la surface ainsi qu'assister le satellite dans les taches de navigation. La masse de Didymos sera mesurée en utilisant les perturbations des ondes radio émises par le satellite[7],[8].

Imageur infrarouge thermique TIRI[modifier | modifier le code]

TIRI (Thermal InfraRed Imager) est un imageur fonctionnant dans l'infrarouge thermique qui est fourni par l'agence spatiale japonaise. La plage spectrale observée est comprise entre 7 et 14 microns et il dispose de 6 filtres. Son champ de vue est de 13,3 x 10,6°. La résolution spatiale est de 2,3 mètres à une distance de 10 kilomètres[8].

Altimètre PALT[modifier | modifier le code]

PALT (Planetary Altimeter) est un altimètre utilisant un laser émettant un rayon lumineux à 1,5 microns. Sa trace au sol est de 1 mètre à une distance de 1 kilomètre (1 milliradian). Sa fréquence est de 10 Herz[8].

Imageur hyperspectral Hyperscout-H[modifier | modifier le code]

Hyperscout-H (Hyperspectral Imager) est un imageur hyperspectral qui doit fournir des images avec une résolution spatiale de 1,3 mètres à une distance de 10 kilomètres. La plage spectrale et la résolution spectrale étaient en cours de définition en 2021[8].

CubeSat Milani[modifier | modifier le code]

Juventas est un des deux nano-satellites transportés par Hera qui est largué à son arrivée dans le système Didymos pour effectuer des investigations complémentaires. Ce CubeSat 6U emporte deux instruments[9] :

  • Le spectromètre imageur ASPECT fonctionnant en lumière visible et proche infrarouge (0,5 à 2,5 microns). Sa résolution spatiale est de 2 mètres à 10 kilomètres et sa résolution spectrale est inférieure à 40 nanomètres (20 nanomètres dans le visible). Il dispose en tout de 72 canaux.
  • Le thermogravimètre VISTA est chargé de détecter la poussière (5 à 10 microns), les volatiles (comme l'eau) et les matériaux organiques légers.

CubeSat Juventas[modifier | modifier le code]

Juventas est le deuxième nano-satellites transporté par Hera. Son rôle est de collecter des données permettant de comprendre le processus de formation des astéroïdes binaires, d'autre part de déterminer sa structure interne, les propriétés de la surface et les caractéristiques dynamiques. Ce CubeSat 6U utilise plusieurs équipements pour remplir ces objectifs[10],[11] :

  • Le radar JuRa fonctionnant dans le fréquence 50-70 MHz avec une résolution spatiale de 10 à 15 mètres.
  • Le gravimètre GRASS dont la plage dynamique est de 5 * 10-4 la sensibilité est de 5 * 10-7.
  • Une caméra.
  • La liaison radio avec le vaisseau mère (mesure de l'effet Doppler.

Radio science[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Mariella Graziano, Monica Lazzarin, Richard Moissl, P. Michel, M. Küppers, F. Topputo et Ö. Karatekin (26 avril 2021) « Session 1: Hera » (pdf) dans 7th IAA Planetary Defense Conference : 57 p., Vienne (Autriche): Nations Unies.  — Présentation détaillée de la mission (objectifs, caractéristiques techniques, déroulement) à l'UNOOSA en 2021 (powerpoint).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]