Astronomie : l'astéroïde Bennu "est un voyage vers nos origines"

La capsule Osiris-Rex de la Nasa entrera en trombe dans l'atmosphère terrestre dimanche, à une vitesse 15 fois supérieure à celle d'une balle de fusil.

Elle fera une boule de feu dans le ciel, mais un bouclier thermique et des parachutes ralentiront sa descente et l'amèneront à se poser en douceur dans le désert occidental de l'Utah.

La capsule transporte une précieuse cargaison : une poignée de poussière prélevée sur l'astéroïde Bennu, un rocher spatial de la taille d'une montagne qui promet d'apporter des réponses aux questions les plus profondes : D'où venons-nous ?

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"Lorsque nous ramènerons les 250 g de l'astéroïde Bennu sur Terre, nous nous pencherons sur des matériaux qui existaient avant notre planète, peut-être même sur des grains qui existaient avant notre système solaire", explique le professeur Dante Lauretta, chercheur principal de la mission.

"Nous essayons de reconstituer nos origines. Comment la Terre s'est-elle formée et pourquoi est-elle habitable ? D'où vient l'eau des océans, d'où vient l'air de notre atmosphère et, surtout, quelle est la source des molécules organiques qui constituent toute la vie sur Terre ?

L'idée qui prévaut est que de nombreux composants clés ont été livrés à notre planète au début de son histoire sous la forme d'une pluie d'astéroïdes percutants, dont beaucoup pourraient ressembler à Bennu.

Les ingénieurs ont procédé aux derniers ajustements de la trajectoire de la sonde Osiris-Rex. Il ne reste plus qu'à prendre la décision de laisser tomber la capsule sur Terre ce week-end.

La quête de fragments de Bennu a commencé en 2016, lorsque la Nasa a lancé la sonde Osiris-Rex vers l'objet de 500 m de large. Il a fallu deux ans pour atteindre le corps et deux autres années de cartographie avant que l'équipe de la mission puisse identifier avec certitude un endroit à la surface du caillou spatial pour y prélever un échantillon de "sol".

Sir Brian May

Sir Brian May, légende du rock britannique et astrophysicien, a joué un rôle clé dans ce choix. Le guitariste de Queen est un expert en imagerie stéréoscopique.

Il a la capacité d'aligner deux images d'un sujet prises sous des angles légèrement différents afin de donner une impression de perspective, ce qui permet d'obtenir une vue en 3D d'une scène. Avec sa collaboratrice Claudia Manzoni, il a procédé de la sorte pour établir la liste des sites d'échantillonnage possibles sur Bennu. Ils ont déterminé les endroits les plus sûrs à approcher.

"Je dis toujours qu'il faut autant d'art que de science", a déclaré Sir Brian à BBC News. Il faut sentir le terrain pour savoir si le vaisseau spatial risque de tomber ou s'il va heurter ce "rocher de la mort" qui se trouvait juste à la limite du site finalement choisi, appelé Nightingale. Si cela s'était produit, cela aurait été désastreux".

Le moment de la capture de l'échantillon, le 20 octobre 2020, a été stupéfiant.

Osiris-Rex s'est abaissé jusqu'à l'astéroïde en tenant son mécanisme de préhension au bout d'une perche de 3 mètres de long.

L'idée était de frapper la surface de l'astéroïde et, en même temps, d'envoyer un jet d'azote gazeux pour faire tomber les graviers et la poussière. Ce qui s'est passé ensuite a été un véritable choc.

Lorsque le mécanisme est entré en contact, la surface s'est séparée comme un fluide. Au moment où le gaz s'est déclenché, le disque se trouvait à 10 cm de profondeur. La pression de l'azote a creusé un cratère de 8 m de diamètre. Des matériaux ont volé dans toutes les directions, mais surtout dans la chambre de collecte.

Et voilà où nous en sommes. Osiris-Rex n'est plus qu'à quelques heures de livrer l'échantillon de Bennu, au terme d'un voyage de sept ans et de sept milliards de kilomètres.

Une fois la capsule au sol, elle sera transportée au Centre spatial Johnson, au Texas, où une salle blanche a été construite pour l'analyse des échantillons.

Le Dr Ashley King, du Natural History Museum (NHM) de Londres, sera l'un des tout premiers scientifiques à mettre ses gants sur le matériau. Il fait partie de l'équipe "quick look" qui effectuera les premières analyses.

"Ramener des échantillons d'un astéroïde n'est pas chose courante. C'est pourquoi il est important d'effectuer les premières mesures, et de les faire très bien", explique-t-il. "C'est incroyablement excitant.

La Nasa considère Bennu comme la roche la plus dangereuse du système solaire. Sa trajectoire dans l'espace lui confère la plus grande probabilité d'impact sur la Terre de tous les astéroïdes connus. Mais pas de panique, les chances sont très faibles, un peu comme si l'on jouait à pile ou face et que l'on obtenait 11 fois de suite la réponse "face". De plus, l'impact ne devrait pas se produire avant la fin du siècle prochain.

Bennu contient probablement beaucoup d'eau - jusqu'à 10 % de son poids - liée à ses minéraux. Les scientifiques chercheront à savoir si le rapport entre les différents types d'atomes d'hydrogène dans cette eau est similaire à celui des océans de la Terre.

Si, comme le pensent certains experts, la Terre primitive était si chaude qu'elle a perdu une grande partie de son eau, la découverte d'une correspondance entre H²O et Bennu renforcerait l'idée que le bombardement ultérieur par des astéroïdes a joué un rôle important dans la constitution du volume de nos océans.

Bennu contient probablement aussi environ 5 à 10 % de carbone en poids. C'est là que réside une grande partie de l'intérêt. Comme nous le savons, la vie sur notre planète est basée sur la chimie organique. En plus de l'eau, des molécules complexes ont-elles dû être apportées de l'espace pour donner le coup d'envoi de la biologie sur la jeune Terre ?

"L'une des toutes premières analyses de l'échantillon consistera à dresser l'inventaire de toutes les molécules à base de carbone qu'il contient", explique le professeur Sara Russell du NHM.

"Nous savons, d'après les météorites, que les astéroïdes sont susceptibles de contenir une multitude de molécules organiques différentes. Mais les météorites sont souvent très contaminées, et ce retour d'échantillon nous donne l'occasion de découvrir les composants organiques vierges de Bennu".

Le professeur Lauretta ajoute : "En fait, nous n'avons jamais cherché dans les météorites les acides aminés qui entrent dans la composition des protéines, à cause de ce problème de contamination. Nous pensons donc que nous allons vraiment faire progresser notre compréhension de ce que nous appelons l'hypothèse de l'apport exogène, c'est-à-dire l'idée que ces astéroïdes sont à l'origine des éléments constitutifs de la vie.

Reportage complémentaire de Rebecca Morelle, Alison Francis et Kevin Church