Interview de Hal Levison et Marc Buie : « La mission Lucy vers les troyens dévoilera une vraie Terra Incognita »

Hal Levison et Marc Buie, de la mission spatiale Lucy. © E. Martin/C&E
Nous les avons rencontrés dans le bush australien. Avant la parution de notre reportage dans le Ciel & espace n°569, interview de Hal Levinson et Marc Buie sur les objectifs de la mission Lucy, qui s’envolera en 2021 à destination des astéroïdes troyens, les escortes de Jupiter.

Acteurs de la mission New Horizons, Harold (Hal) Levison et Marc Buie sont engagés aujourd’hui dans la mission américaine Lucy qui s’envolera en 2021 à destination des astéroïdes troyens, coincés sur l’orbite de Jupiter. Nous les avons rencontrés lors d’une campagne d’observation au nord de l’Australie, dont le reportage sera à lire dans le Ciel & espace 569. Ces deux spécialistes du Système solaire nous ont détaillé les objectifs de Lucy et envisagé la suite, avec l’éventualité d’un retour vers Pluton.

Ciel & espace : Hal Levison, vous êtes le directeur scientifique de la mission spatiale Lucy. Marc Buie, vous êtes le chef d’orchestre des campagnes d’occultation qui visent à mieux connaître les astéroïdes troyens pour préparer Lucy. Qu’est-ce que ces petits astres accompagnant Jupiter sur son orbite peuvent nous révéler ?

Hal Levison : Les troyens ne sont autres que les briques élémentaires des planètes géantes, des résidus de leur construction. Les troyens de Jupiter représentent environ 7000 astéroïdes de 10 à 200 km de diamètre qui évoluent sur la même orbite que la planète. Ils n’ont pas subi de transformation drastique, comme c’est le cas pour la matière qui se trouve au cœur des planètes. Ils sont restés quasiment intacts depuis 4,5 milliards d’années. Ces « fossiles » sont susceptibles de nous livrer des informations précieuses sur la matière qui a formé Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, mais aussi sur les composés organiques qui ont ensemencé la Terre.

Marc Buie : L’histoire de l’exploration spatiale est ponctuée de « premières », de moments où nous avons posé notre regard pour la première fois sur de nouveaux astres. C’est le cas pour la sonde Lucy, grâce à laquelle nous allons découvrir une nouvelle « terra incognita ». En nous dévoilant les troyens, elle va faire progresser d’un bond nos connaissances sur l’histoire du Système solaire — la mission a d’ailleurs été nommée en hommage à l’Australopithèque Lucy, dont la découverte a bouleversé nos connaissances sur les lignées humaines.

Hal Levison : Tout à fait d’accord : cette mission sera avant tout une mission d’exploration. De tous les corps du Système solaire, les troyens sont parmi les moins connus. Aucune sonde ne leur a encore rendu visite et nous en recevons sans doute que très peu d’échantillons sous forme de météorites. Jupiter, toute proche, capte en effet quasiment toutes les roches qu’ils seraient susceptibles d’envoyer vers la Terre. Les troyens sont vraiment un épais mystère… et probablement source de surprises. C’est la première fois que les troyens seront auscultés. La première fois aussi qu’une sonde visitera autant d’astres en une seule et même mission…

Hal Levison : Oui, Lucy, c’est en fait six missions pour le prix d’une ! Elle sera lancée en 2021. En 2025, elle passera dans la Ceinture d’astéroïdes auprès de Donaldjohanson (nommé ainsi en l’honneur du découvreur de l’Australopithèque Lucy). En 2027, elle arrivera dans l’essaim des troyens qui naviguent devant Jupiter (au point de Lagrange L4) et survolera successivement Eurybate, Polymèle, Leucos et Oros.

Les troyens sont bloqués dans deux zones d’équilibre gravitationnel de part et d’autre de Jupiter, les points de Lagrange L4 et L5, à 60° devant la planète. © Ciel & espace

Ensuite, la sonde fera route à nouveau vers la Terre, qui lui offrira un coup de pouce gravitationnel pour atteindre l’autre essaim de troyens. Là, elle rendra visite à Patrocle, doté d’un satellite. Nous serons alors en 2033. Rendez-vous compte : depuis que nous avons commencé à explorer la Ceinture d’astéroïdes, nous avons en tout et pour tout visité huit astéroïdes. Là, ce sera six d’un coup !

Pour que cette odyssée soit possible, nous avons bénéficié d’une chance incroyable. Je rends hommage aux dieux de la mécanique céleste depuis de nombreuses années — j’ai consacré toute ma carrière à la dynamique des planètes —, mais là je crois qu’ils ont récompensé mon dévouement : on dirait que les astres se sont alignés pour nous !

Marc Buie : Nous connaissons très mal la taille et la forme de chacun de ces objets. Or, nous avons besoin de préciser celles-ci pour ajuster au mieux les instruments de Lucy et ne pas nous retrouver avec des images floues, ou mal exposées, bref inexploitables. Heureusement, nous pouvons affiner nos données en observant ces astres depuis la Terre, quand ils passent devant des étoiles lointaines (occultations). À ce moment-là, ils projettent leur ombre sur notre planète, ce qui nous révèle leur silhouette. Heureusement, il y a avant le lancement au moins une occultation pour chacune de ces cibles. Nous venons d’observer celle d’Oros depuis l’Australie (reportage à paraître dans le Ciel & espace 569, mi-janvier 2020). Eurybate et Leucos sont les prochains sur la liste.

La première fenêtre de lancement pour Lucy est en octobre 2021. La sonde sera-t-elle prête à temps ?

Hal Levison : Nous avons eu quelques sueurs froides au moment où la Nasa a sélectionné la fusée : l’Atlas V 401. L’entreprise Space X a officiellement protesté, arguant que son lanceur était moins cher et qu’il aurait dû remporter l’appel d’offres, ce qui a mis les opérations à l’arrêt. En effet, le choix du lanceur a un impact sur le design du vaisseau. Au bout de quelques semaines, Space X a finalement retiré son recours, et nous nous sommes remis au travail.

Fin octobre 2019 a eu lieu l’inspection du design de la mission (critical design review) visant à vérifier que tout a bien été pensé dans les règles de l’art. À la suite de ce contrôle, nous avons obtenu le « go » définitif pour nous lancer dans la construction, bien que de nombreux éléments soient d’ores et déjà en cours de fabrication : la structure, par Lockheed Martin, et les instruments, par le centre Goddard de la Nasa, l’université Johns Hopkins et l’université d’Arizona. En 2020, nous assemblerons le vaisseau.

À ce jour donc, tout est nominal. Je suis confiant sur le fait que nous lancerons à temps, sans dépasser notre enveloppe : 450 millions de dollars. Évidemment, il y aura d’autres imprévus, mais notre budget devrait permettre d’y faire face : pour acheter des pièces en plusieurs exemplaires auprès de plusieurs sous-traitants en vue d’éviter les retards, pour demander aux gens de travailler la nuit si nécessaire, etc. Je suis très serein, même si ma femme me trouve stressé !

Marc Buie (à gauche) et Hal Levison sont confiants : la mission Lucy sera prête dans les temps pour 2021. ©  E. Martin/C&E

L’institut dont vous dépendez tous les deux, le SwRI, a reçu en novembre 2019 un financement de la Nasa pour étudier la possibilité d’envoyer un orbiteur autour de Pluton. De votre point de vue, est-ce une priorité ?

Marc Buie : Je suis un fan absolu de Pluton et j’ai investi beaucoup de temps et d’énergie pour que la mission New Horizons soit un succès [NDLR : Marc Buie a découvert Arrokhot (ex-Ultima Thulé), survolé par New Horizons début 2019, et contribué à calculer son orbite]. New Horizons a soulevé tant de questions passionnantes sur la planète naine qu’il serait très excitant qu’une nouvelle mission parte vers elle. Mais d’un autre côté, j’aimerais aussi beaucoup savoir à quoi ressemblent Éris ou Makemake [respectivement la plus grosse et la troisième plus grosse planète naine, NDLR]. Il n’est pas évident qu’une deuxième mission vers Pluton soit la meilleure façon de dépenser nos précieux dollars…

Hal Levison : Un orbiteur autour de Pluton, ce serait bien sûr génial, mais avant que la mise en orbite n’ait lieu, il faudra patienter encore plusieurs décennies. Quand j’ai commencé à travailler sur New Horizons, j’avais 21 ans, j’en ai aujourd’hui 60. Des missions de ce type se mesurent en années, mais en unités de carrière… S’il faut faire un choix, nous pourrions, beaucoup plus rapidement, envoyer une mission ambitieuse sur Vénus par exemple, notre voisine dont on ne sait encore que très peu de choses…

Alors où choisiriez-vous d’envoyer une sonde, si vous disposiez de plusieurs milliards de dollars ?

Marc Buie : Avec plusieurs milliards de dollars — le budget des missions de grande envergure à la Nasa —, il est bien sûr possible de mettre sur pied une mission très ambitieuse autour de Pluton. Mais avec cet argent, nous pourrions aussi choisir d’aller visiter cinq autres planètes naines en une seule tournée, ce qui est sans doute plus intéressant encore… Cela permettrait de comparer les objets entre eux, de mieux comprendre comment cette population de gros corps glacés s’est formée, comment elle a évolué…

Hal Levison : C’est vrai que si la consigne, ce n’est pas de viser un corps en particulier comme Pluton, mais d’en explorer le plus possible, alors on peut aisément en visiter cinq plus petits. Ce qui est très enthousiasmant : le survol d’Arrokoth, l’un de ces petits corps précisément, était incroyable et nous a livré des informations précieuses sur les objets primitifs.

Marc Buie : Rêvons un peu : si j’avais 5 milliards de dollars, je construirais deux vaisseaux pour visiter chacun cinq corps. Soit dix au total. De quoi décrypter de nombreux mystères sur l’origine du Système solaire !

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