Pour les articles homonymes, voirDeep Impact.
| Organisation |  NASA |
|---|---|
| Constructeur | Ball Aerospace |
| Programme | Discovery |
| Domaine | Étude descomètes |
| Type demission | Survol de comètes |
| Statut | Mission terminée |
| Lancement | à 18 h 47 TU |
| Lanceur | Delta II 7925 |
| Survol de | Tempel 1 et Hartley 2 |
| Fin de mission | 20 septembre 2013 |
| Identifiant COSPAR | 2005-001D |
| Protection planétaire | CatégorieII[1] |
| Site | Site officiel |
| Masse au lancement | 973 kg dont 372 kg pour l'impacteur « SMART » |
|---|---|
| Puissance électrique | 750 watts |
| HRI | Caméraspectromètrevisible /infrarouge |
|---|---|
| MRI | Caméravisible |
Deep Impact est unesonde spatiale de l'agence spatialeaméricaine, laNASA, dont l'objectif principal est le recueil de données sur la composition interne de lacomèteTempel 1. À l'époque de ce projet, les principales théories en vigueur postulent que les comètes sont constituées du matériau primordial à l'origine duSystème solaire ce qui rend leur étude particulièrement importante pour la modélisation de sa formation.Deep Impact est une sonde spatiale d'environ 1 tonne, développée dans le cadre duprogrammeDiscovery qui rassemble des missions scientifiques interplanétaires à coût modéré. La sonde spatiale, lancée début 2005, arrive à proximité de la comète le et largue unimpacteur de près de 400 kg qui, en frappant sa surface à grande vitesse, crée uncratère d'impact d'environ 30 mètres de diamètre. Les matériaux éjectés en provenance de couches situées sous la surface sont alors analysées par les instruments de la sonde spatiale. La sonde remplit parfaitement ses objectifs en fournissant des données précises et parfois inattendues sur la structure interne de la comète.
Après le survol de Tempel, un nouvel objectif est fixé à la sonde spatiale dans le cadre de la mission rebaptiséeEPOXI.Deep Impact, après avoir utilisé l'assistance gravitationnelle de la Terre fin 2007 pour modifier sa trajectoire, survole la comèteHartley 2 à environ 700 km le et parvient à effectuer des photographies montrant des jets de dégazage. Par la suite,Deep Impact effectue des campagnes d'observation à grande distance des comètes et la sonde est programmée pour un survol en de l'astéroïde(163249) 2002 GT. Mais la NASA perd tout contact avecDeep Impact en et l'agence spatiale annonce la fin de sa mission en.
Au sein de la NASA, la première proposition d'une mission consistant à envoyer un impacteur sur une comète remonte à 1996. À l'époque, les ingénieurs de l'agence spatiale américaine doutent qu'il soit possible d'obtenir une précision suffisante pour atteindre la cible compte tenu de la vitesse relative d'une sonde spatiale par rapport à une comète et de la faible taille de l'objet visé. En, un projet de mission très détaillé est proposé à la suite d'un appel à candidatures duprogrammeDiscovery qui rassemble des missions scientifiques interplanétaires à coût modéré.Deep Space fait partie des cinq finalistes (parmi26 candidats) retenus en pour la qualité de leur retour scientifique potentiel. Finalement, le, la mission est sélectionnée ainsi queMessenger (orbiteur devant étudier la planèteMercure). Le responsable de la mission estMichael A'Hearn, professeur à l'université du Maryland. Le coût de la mission est évalué à240 millions dedollars américains. La réalisation de la sondeDeep Impact et de son instrumentation scientifique est confiée à la sociétéBall Aerospace & Technologies située àBoulder (Colorado).
L'objectif deDeep Impact est de déterminer la composition interne de la comèteTempel 1. Pour cela, un impacteur, autrement dit un projectile, est envoyé par la sonde vers la comète pour qu'il vienne la percuter, et ainsi éjecter de la matière appartenant au noyau, ce qui permet de l'étudier parspectroscopie. L'intérêt est autant d'étudier la composition des éjectas que le comportement de la comète et de sa structure au moment de l'impact.
La composition interne descomètes est mal connue. Jusqu'à présent, seules des analyses de surface sont réalisées, grâce à l'étude des particules qui sont éjectées, à la suite de l'échauffement de la comète à l'approche duSoleil. L'étude de la composition interne des comètes doit permettre de mieux comprendre la formation duSystème solaire, car les comètes sont des éléments de matières agglomérés, tels qu'il y en a au temps de laformation du Système solaire.
Cette mission est aussi la première à étudier la possibilité de dévier un éventuel objet céleste susceptible de croiser la Terre. MaisDeep Impact ne cherche en aucun cas à modifier significativement l'orbite deTempel 1. Comme l'a souligné de façon humoristique un responsable de la NASA, la collision entre l'impacteur et la comète — qui a tout de même produit un cratère de plusieurs dizaines mètres de diamètre — est la même que celle« entre un moustique et un 747 ».
Dans ce contexte, les objectifs de la missionDeep Impact sont :
Deep Space pèse 973 kg.Deep Impact est composée de deux parties : la sonde spatiale proprement dite et l'impacteur qui doit être propulsé vers la comète.
La sonde a pour objectif de transporter l'impacteur jusqu'à sa destination et d'analyser avec ses instruments les résultats de l'impact.
La sonde pèse 601 kg dont 89 kg de carburant, pour une longueur de 3,2 m, une largeur de 1,7 m et une hauteur de 2,3 m[2]. Elle est équipée depanneaux solaires fixes d'une surface de 2,8 × 2,8 m, capables de fournir unepuissance de 750watts. L'énergie est stockée dans unaccumulateur NiH2 capable de fournir 16 ampères-heures. La structure de la sonde est faite de profilés d'aluminium et de panneaux d'aluminium ennids d'abeille. La capacité de calcul est fournie par deuxordinateurs redondants. Le cœur de chaque système est un processeurRAD750, une versiondurcie contre les radiations duPowerPC G3 deIBM, fonctionnant à 133 MHz. Lamémoire vive (RAM) totale des systèmes est d'ungigaoctet. On attend une masse de données de 309 Mo en provenance de la sonde.
Les communications avec laTerre se font enbande X (à 8 GHz) avec un débit descendant (de la sonde vers la Terre) de 175 kbit/s et un débit montant de 125 bit/s. La communication avec l'impacteur lorsque celui-ci se détache de sonvaisseau mère se fait enbande S avec un débit montant (de la sonde à l'impacteur) de 64 kbit/s et un débit descendant de 16 kbit/s, pour une distance maximale de 8 700 km. La sonde est équipée d'une antenne parabolique HGA à grandgain d'un mètre de diamètre orientable et de deux antennes LGA à faible gain. Un groupe de propulseurs est disponible pour les corrections de trajectoire. Ils fournissent une poussée totale de 5 000newtons-secondes et permettent demodifier la vitesse de190 m/s sur l'ensemble de la mission. Ils fonctionnent à l'hydrazine.
La sonde emporte deux instruments scientifiques :
L'impacteur possède un logiciel intelligent de navigation autonome. Il pèse 372 kg, dont 8 kg de carburant, pour 1 m de haut et 1 m de diamètre[2]. Le seul instrument scientifique qu'il contient est une caméra (Impactor Targeting Sensor (ITS)). Celle-ci est destinée principalement à guider Smart versTempel 1 et ainsi lui permettre d'effectuer des corrections de trajectoire si nécessaire. La caméra doit également prendre des clichés de la comète durant son approche. Smart est alourdie de 113 kg par des plaques decuivre formant une sphère rapportées à la pointe de l'impacteur, pour que l'impact soit plus important. Il est composé à 49 % de cuivre et à 24 % d'aluminium, ce qui permet de minimiser la corruption du spectre du noyau, et ainsi faciliter son étude par lespectromètre de la sonde et des différents télescopes qui l'observent lors de l'impact.
Le largage de l'impacteur s'est effectué24 heures avant l'impact. Durant ce temps, la sonde est alimentée par des accumulateurs capables de fournir250 ampères-heures. L'informatique embarquée et la propulsion sont analogues à ceux de l'orbiteur (mais sans système redondant, rendu inutile par la courte durée de vie de l'impacteur). La poussée est de 1 750 N pour une accélération de 25 m/s2. l'impacteur contient unmini-cédérom, contenant l'enregistrement de 625 000 noms de personnes, qui ont participé au programme de la NASA, appeléEnvoyez votre nom sur une comète de à. Les organisateurs sont surpris de l'enthousiasme des gens pour ce programme.
Prévu le, le lancement de la sonde est retardé par la NASA pour permettre d'effectuer plus de tests sur leslogiciels. Finalement, le lancement de la sonde est réalisé le, de labase de lancement de Cap Canaveral, à bord d'un lanceurDelta II. La séparation de l'impacteur se produit le à 06 h 07TU, 1 jour avant l'impact. Le pilotage automatique de l'impacteur est activé 2 heures avant l'impact, ce qui l'amène à effectuer 3 corrections de trajectoire. C'est ainsi que l'impacteur percute la comète comme prévu, le, jour de la fête nationale desÉtats-Unis, à5 h 52 TU. Selon les premières estimations, l'impact provoque un cratère de 50 m à 250 m dediamètre. La sonde reçoit au fur et à mesure les images de la caméra de l'impacteur, caméra qui fonctionne jusqu'au dernier moment, alors que l'on s'attend à ce qu'elle soit détruite à l'approche du flux de poussières émises par la comète. L'impacteur percute la comète à la vitesse de10,2 km/s. La sonde, qui est alors à une distance de 500 kilomètres, filme en même temps la scène via ses deux caméras. Toutes les informations sont transmises presque entemps réel auJet Propulsion Laboratory (JPL), l'organisme responsable de la gestion de toutes les sondes spatiales de la NASA. Les télescopes spatiauxHubble,Spitzer etChandra observent également l'impact pour fournir un complément d'information et comparer certaines de leurs données avec celles de la sonde. Il est à noter que le télescope terrestre européen, leVery Large Telescope (VLT), ne peut assister à l'impact en raison de sa position par rapport à la comète, mais il participe tout de même à l'observation en étudiant les conséquences de l'impact[3].
Le, la NASA annonce que la sonde effectue une sixième correction de trajectoire qui lui permet de survoler la Terre en décembre2007 et ainsi rester à proximité des planètes intérieures duSystème solaire (deMercure àMars), pour une éventuelle seconde mission. L'agence spatiale américaine demande à tous les scientifiques intéressés, de leur proposer des programmes d'études réalisables par la sonde. La nouvelle mission est baptiséeEPOXI (enanglais :Extrasolar Planet Observation and Deep Impact Extended Investigation). Elle consiste à observer les transits de planètes extrasolaires et à survoler une nouvelle comète.
Lacomète Boethin est choisie pour un survol en, mais n'ayant pas été observée depuis1986, sa position n'est pas connue avec précision.Michael A'Hearn, le responsable de la mission, annonce donc une nouvelle cible pourDeep Impact : la comèteHartley 2 dont le survol est prévu le[4]. Le, le moteur est mis à feu modifiant la vitesse de0,1 m/s pour permettre le survol de la Terre et pour optimiser le transit versHartley 2 et son survol le[5]. Le, la sonde survole comme prévuHartley 2 à une distance de 700 km et renvoie des photos de la comète : celle-ci a une forme decacahuète avec plusieurs jets de gaz brillants s'échappant à une extrémité[6].
Des corrections de trajectoires ont lieu en et pour envoyer la sonde vers l'astéroïde(163249) 2002 GT, qu'elle doit survoler le à une distance de 200 km[7]. La perte de contact en, puis l’arrêt de la mission en, rendent caduc cet objectif.
Le, le centre spatial JPL de la NASA annonce qu'il a perdu le contact avec la sonde spatiale et que sa dernière communication avec celle-ci a eu lieu le. L'explication avancée est la suivante : la sonde a un compteur incrémenté tous les dixièmes de seconde, compteur codé sur32 bits. Et sa date de départ est le. Le à0 h 38 min 49 s TU, le compteur en question a donc atteint sa limite maximale, 4 294 967 296[4]. Les ingénieurs supposent que l'ordinateur de bord se réinitialise en permanence. Dans ces conditions, la sonde spatiale ne peut plus utiliser ses propulseurs pour orienter de manière optimale ses panneaux solaires ce qui peut entraîner une panne électrique. Par ailleurs, l'absence de stabilité de l'orientation rend particulièrement difficile toute reprise de contact via les antennes de réception du bord[8]. Le, l'agence spatiale annonce qu'elle abandonne ses tentatives de reprise de contacts et elle déclare que la mission deDeep Impact est terminée[9].
Les premiers résultats de l'impact sont assez surprenants. L'important jet de poussière et la lumière qui suivent l'impact sont plus importants que prévu. Il s'avère que la surface deTempel 1 est recouverte d'une poussière très fine, « plus proche de la poudre detalc que dusable » déclare un responsable scientifique de l'université du Maryland.
Deep Impact n'étant pas en orbite autour de la comète, mais seulement en survol rapide, ses instruments n'ont pas observé le cratère qui s'est formé car celui-ci est caché par la poussière éjectée[10]. La NASA prévoit d'utiliser la sondeStardust pour aller observer le cratère en 2011[11]. Selon l'instrument OSIRIS de la sondeRosetta, des scientifiques duCNRS et de l'observatoire astronomique de Marseille-Provence déterminent que le diamètre du cratère est d'environ 30 mètres. Plus de 5 000 tonnes de poussière, 5 000 tonnes deglace d'eau et 15 tonnes de glace d'acide cyanhydrique sont également éjectées. Ces résultats portent à croire queTempel 1 est plus dense qu'on ne le pense. Plusieurs articles faisant le point sur les résultats de l'impact avecTempel 1 sont publiés dans l'édition du du magazineScience et un autre dans la revueNature du faisant le point sur les résultats obtenus par la sonde Rosetta. Malheureusement, la NASA a perdu le contact avec la sondeDeep Impact le[12].
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