Psyche : voyage vers un astéroïde riche en métal

Que trouve-t-on sous les milliers de kilomètres de roche terrestre ? La sonde Psyche voyage vers un objet naturel qui pourrait fournir un point de comparaison : l’astéroïde riche en métaux 16 Psyché. Lancée le 13 octobre 2023 et attendue en août 2029, elle déterminera si cet astéroïde est le noyau mis à nu d’un embryon de planète.

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Un possible fragment de l’intérieur d’une planète

Annibale de Gasparis a découvert l’astéroïde numéro 16 en 1852 et l’a nommé d’après la figure grecque Psyché. Il tourne dans la ceinture principale à environ trois fois la distance Terre-Soleil et accomplit une orbite en près de cinq ans. Son diamètre moyen est proche de 222 km et il représente environ 1 % de la masse de la ceinture.

Le radar et les spectres signalent des matériaux riches en fer et en nickel, caractéristiques d’un astéroïde de type M. Il pourrait s’agir d’un noyau métallique exposé après que des impacts ont arraché l’enveloppe rocheuse d’un planétésimal.

Que contient-il ?

S’il s’agit d’un noyau mis à nu, un corps ancien en fusion aurait d’abord séparé le métal, descendu en profondeur, des silicates restés au-dessus, avant de perdre ses couches externes. Mais les estimations de densité, comprises entre 3,4 et 4,1 g/cm³, restent très inférieures à celle du fer pur. Psyché pourrait plutôt être un mélange poreux de métal et de roche. Distinguer ces scénarios se trouve au cœur de la mission.

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Une assistance gravitationnelle auprès de Mars

Après son lancement par Falcon Heavy, Psyche est passée à environ 4 600 km au-dessus de Mars le 15 mai 2026. Ce survol a modifié sa vitesse et sa direction, tout en lui permettant de photographier Mars et d’étalonner ses instruments. Son arrivée est prévue à l’été 2029, avant une étude depuis plusieurs altitudes orbitales.

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Une discrète propulsion solaire-électrique

La longue croisière utilise une propulsion solaire-électrique. Des panneaux d’environ 25 m d’envergure alimentent quatre propulseurs à effet Hall, qui ionisent du xénon puis l’accélèrent vers l’extérieur. Chacun ne produit qu’une faible poussée, mais un fonctionnement prolongé pendant des mois ou des années modifie peu à peu la trajectoire.

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Les instruments scientifiques

L’université d’État de l’Arizona dirige la mission, gérée par le JPL de la NASA. Un imageur multispectral cartographie les matériaux de surface ; un spectromètre gamma et neutronique mesure les éléments ; un magnétomètre recherche une aimantation rémanente. Les communications radio en bande X servent à étudier la gravité. La démonstration Deep Space Optical Communications a également transmis des données par laser sur des centaines de millions de kilomètres.

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Pourquoi étudier une roche riche en métaux ?

Le noyau terrestre se trouve sous près de 2 900 km de manteau, hors de portée des forages. Que Psyché soit un noyau exposé ou un assemblage de matériaux riches en métaux, l’objet permettra de tester les modèles de formation planétaire et de mieux comprendre les grandes profondeurs de notre propre planète.

Source du modèle 3D

L’app adapte Psyche de LTElkins, distribué sous licence CC BY 4.0. Le site de la mission recommande ce modèle imprimable et l’attribue à Zach Cosico-Probstfeld. Le fichier STL d’origine ne contient aucun matériau ; ce projet lui ajoute des matériaux illustratifs. Il ne s’agit pas d’un modèle d’ingénierie de haute précision. La géométrie a été simplifiée et compressée pour l’affichage ; l’échelle et l’orientation initiale sont illustratives et ne proviennent pas de données télémétriques.