Après sept ans dans l'espace, OSIRIS-REx a rapporté un échantillon d'astéroïde sur Terre

Ce 24 septembre à 8 h 52 heure locale, une capsule de la taille d’un mini-frigo transportant des échantillons de roches provenant de l’astéroïde Bennu a été parachutée au-dessus de l’Utah Test and Training Range de l’armée américaine, situé à environ 135 km au sud-ouest de Salt Lake City. Le retour de la capsule après 2 572 jours dans l’espace marque la fin de la première mission de retour d’échantillons d’astéroïdes des États-Unis : OSIRIS-Rex, acronyme de Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security–Regolith Explorer (en français : Origines, interprétation spectrale, identification des ressources, sécurité, explorateur de régolithe).

« On aurait dit de la magie, comme si on avait jeté un sort pendant 20 ans et qu’on avait enfin convoqué les roches », explique Dante Lauretta, planétologue au laboratoire lunaire et planétaire de l’université d’Arizona et chercheur principal d’OSIRIS-REx.

Avant d’entamer sa descente dans l’atmosphère terrestre à 44 500 kilomètres par heure, la capsule a passé quatre heures à voyager dans l’espace après avoir été libérée de la sonde OSIRIS. Après son atterrissage dans l’Utah, la capsule a rapidement été transportée dans une salle blanche spécialement conçue au sein de la base militaire. De là, le précieux contenu de la capsule sera acheminé vers le Centre spatial Lyndon B. Johnson, à l’extérieur de Houston.

La mission de sept ans de la NASA vers l’astéroïde géocroiseur Bennu a prélevé environ 250 grammes de roches de l’astéroïde : il s’agit du plus gros échantillon spatial collecté depuis les missions Apollo. Selon Sara Russell, géophysicienne au Musée d’histoire naturelle de Londres, ces échantillons pourraient contenir des indices moléculaires sur l’histoire du système solaire et l’origine de la vie sur Terre.

« C’est fascinant de pouvoir en apprendre plus sur nos origines et sur l’histoire du système solaire en étudiant ces roches d’apparence très ennuyeuse », déclare-t-elle. « C’est un peu comme rencontrer un bébé. J’ai hâte de voir à quoi il ressemble. »

UN ASTÉROÏDE FASCINANT

Les origines de la mission remontent à 1999, lorsque les astronomes ont tourné leurs télescopes vers la ceinture d’astéroïdes, un ensemble de millions de rochers, petits et grands, en gravitation autour du Soleil entre Mars et Jupiter. Les scientifiques avaient alors découvert plusieurs nouveaux astéroïdes, dont Bennu, qui menèrent par la suite à des découvertes révolutionnaires.

« Ce fut une année exceptionnelle en termes d’astéroïdes pour les scientifiques - l’équivalent d’un grand millésime pour les amateurs de vin », raconte Lauretta.

Bennu avait suscité l’intérêt de la NASA, mais ce n’est qu’après le retour de l’astéroïde en 2005 que les astronomes ont pu observer de près ce morceau de roche en rotation, de la taille de l’Empire State Building. L’agence spatiale, qui avait pour projet de prélever des échantillons d’un astéroïde géocroiseur, s’est rendu compte que Bennu était un parfait candidat.

L’astéroïde semblait riche en carbone quand d'autres astéroïdes similaires contenaient de grandes quantités de métaux comme du fer, de l’aluminium et du platine, des éléments qui pourraient s’avérer essentiels pour les voyages spatiaux de longue durée. Les argiles qui composent en partie Bennu pourraient contenir d'infimes quantités d’eau, un élément essentiel à la vie selon les biologistes. Enfin, son orbite de six ans, qui croise celle de la Terre, rend Bennu plus facile à atteindre que les astéroïdes à l’orbite plus longue.

La proximité de Bennu avec la Terre signifie également que l'astéroïde court le risque (faible mais non nul) d’un jour entrer en collision avec notre planète, ce qui pourrait obliger la NASA à tenter de détourner l’astéroïde de sa trajectoire normale.

L’analyse à distance de la composition chimique de Bennu a révélé que l’astéroïde était un vestige des forces cataclysmiques qui ont donné naissance à notre système solaire il y a environ 4,6 milliards d’années. De petits débris ont fusionné sous l’effet de leur propre gravité pour donner naissance à cet astéroïde comme à de nombreux autres. Selon Olivier Barnouin, géophysicien au laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins et membre de l’équipe OSIRIS-REx, ces roches anciennes, qui filent à toute allure dans le cosmos, portent les traces des forces et des processus qui ont forgé ce petit bout de terre céleste que nous appelons la Terre.

« Ils sont assez primitifs. Outre les collisions [avec d’autres astéroïdes], ces objets célestes n’ont pas beaucoup changé depuis les premiers stades de formation du système solaire », explique-t-il.

EN ROUTE VERS UN MONDE PRIMORDIAL

La sonde de la NASA lancée le 8 septembre 2016 transportait un échantillonneur équipé au bout d’un bras robotique qui devait prélever des matériaux à la surface de Bennu, supposément composée de débris rocheux appelés régolithe. Mais alors que le véhicule spatial s’approchait de Bennu, Barnouin a remarqué quelque chose d’inquiétant.

« Au fur et à mesure que nous nous rapprochions, nous voyions de plus en plus de blocs rocheux », explique Barnouin. Il était donc difficile non seulement de prélever l’échantillon, mais aussi de trouver des morceaux suffisamment petits pour les rapporter sur Terre.

Il a fallu plusieurs mois à la sonde pour se réajuster et trouver un site d’échantillonnage approprié. Le 20 octobre 2020, OSIRIS-REx est finalement entrée en contact avec la surface meuble de Bennu. À l’aide d’air comprimé, l’échantillonneur a soufflé des morceaux du régolithe de Bennu dans un conteneur (Barnouin compare ce processus au fait de souffler du sable avec un souffleur de feuilles), puis la sonde s’est éloignée pour préparer son retour sur Terre.

Le retour de la capsule ne marque cependant pas la fin du projet OSIRIS. Vingt minutes après le largage de la capsule, la sonde a allumé ses propulseurs et entamé une nouvelle mission, OSIRIS-APEX, dont l’objectif est d’aller à la rencontre d’un autre astéroïde potentiellement dangereux, Apophis, en 2029.

Pour Lauretta, le retour d’OSIRIS-REx marque la fin d’un projet de longue haleine. La première tâche du scientifique consiste à cataloguer les échantillons rapportés par la capsule. Une petite partie d’entre eux sera remise à des scientifiques canadiens et japonais, mais la plupart seront mis à disposition de chercheurs de la NASA.

« C’est une bibliothèque publique de roches spatiales », indique Lauretta.