DESTINY+

Le département scientifique ISAS de l'agence spatiale japonaise JAXA développe des missions spatiales scientifiques à cout réduit de type M (150 millions US$) pouvant être placées en orbite par son lanceur léger Epsilon. L'agence spatiale s'est fixé pour objectif de réaliser une mission de ce type tous les 3 ans. Ces missions scientifiques sont complétées par des projets plus coûteux (classe L) lancés tous les 5 ans. Trois missions de type M ont déjà été lancées ou sont en cours de développement : SPRINT-A/Hisaki lancée en 2013, ERG/Arase lancée en 2016 et SLIM dont le lancement est programmé en 2019[1].

DESTINY est une nouvelle plateforme conçue par l'agence spatiale japonaise qui se caractérise par une masse réduite et un cout faible. Ces caractéristiques doivent permettre de lancer à des fréquences plus élevées des missions scientifiques d'exploration du système solaire. Cette plateforme dispose d'une propulsion électrique performante, avec des panneaux solaires particulièrement légers et un système de régulation thermique avancé. En 2015 trois types de mission exploitant cette plateforme, caractérisées par une masse croissante de charge utile, sont envisagées : un démonstrateur pouvant emporter une charge utile d'une dizaine de kilogrammes sur une orbite autour d'un des points de Lagrange (L1 ou L2), une mission scientifique à part entière pouvant emporter une masse d'une cinquantaine de kilogrammes et susceptible de survoler les planètes Mars ou Vénus, et enfin une mission plus lourde reposant sur une version évoluée du lanceur Epsilon et pouvant placer 200 kg de charge utile sur une orbite martienne ou vénusienne[2].

En septembre 2017 l'agence spatiale japonaise sélectionne la mission DESTINY de type démonstrateur. Baptisée DESTINY+ elle constitue la quatrième mission de type L et doit être lancée en 2024[3].

Phaéton est un astéroïde aréocroiseur (croisant l'orbite de Mars mais également celle de Vénus, de la Terre et de Mercure) de classe Apollon. Cet astéroïde de 5 kilomètres de diamètre a été retenu parce qu'il est accompagné par un essaim de météores dits des Géminides qui se serait échappé de ce corps éventuellement alors qu'il s'agissait encore d'une comète active. L'astéroïde circule sur une orbite de 0,14 x 2,4 A.U. avec une inclinaison orbitale par rapport au plan de l'écliptique de 22,2°. La période orbitale est de 523,5 jours[4].

La charge utile (astronautique) comprend trois instruments scientifiques ayant une masse totale de 22 kg[4] :

• L'instrument principal est l'analyseur de poussière DDA (DESTINY Dust Analyser) développé par l'Université de Stuttgart. Le DDA est largement dérivé de l'instrument CDA développé par cette université pour la mission Cassini Huygens mais présente des caractéristiques améliorées. D'une masse de 2,7 kg il se présente sous la forme d'une cylindre en partie creux d'un diamètre de 263 mm et d'une hauteur de 267 mm. Il permet de mesurer les caractéristiques des poussières ayant une masse comprise entre 10^-16g et 10^-6g et une vitesse comprise entre 5 et 100 km/s. Il mesure les poussières arrivant dans une cône de 90°. La direction d'arrivée est déterminée avec une précision de 10° et la masse avec une précision de 1/150[5].
• TCAP (Telescopic CAmera for Phaethon) est une caméra dotée d'un téléobjectif. Son ouverture est 11 cm et sa longueur focale est de 95 cm. Son champ de vue est de 1,1 x 0,85°. Le détecteur de type CCD comporte 3296 x 2472 pixels. La résolution angulaire est de 5,8 μradians/pixel. La caméra comporte un miroir rotatif qui permet de maintenir l'instrument pointé vers l'objectif malgré le déplacement de la sonde spatiale sans rotation de son support. L'instrument, dont l'encombrement est de 23 × 20 × 100 cm, a une masse de 15,8 kg.
• MCAP (Multiband CAmera for Phaethon) est une caméra permettant de capturer des images dans 4 bandes spectrales : 390, 550, 700, 850 nm. Son ouverture est 21 mm et sa longueur focale est de 55 mm. Son champ de vue est de 18,9 x 14,2°. Le détecteur de type CCD comporte 3296 x 2472 pixels. La résolution angulaire est de 0,1 μradians/pixel. La caméra est fixe et son objectif fait un angle de 40° avec l'axe +Z. L'instrument, dont l'encombrement est de 15 × 15 × 20 cm, a une masse de 3,5 kg.

Le lancement de DESTINY+ par une fusée Epsilon, surmontée d'un petit étage supplémentaire, est prévu en 2024. Ce lanceur ne dispose pas d'une capacité suffisante pour placer une charge utile de 500 kg sur une orbite interplanétaire. Destiny+ est donc injecté par le lanceur léger sur une orbite haute (230 x 49 913 km) puis la sonde spatiale utilise en continu sa propulsion électrique pour atteindre l'astéroïde. 6 mois après son lancement, Destiny+ passe près de la Lune et effectue une manœuvre d'assistance gravitationnelle pour accélérer et modifier sa trajectoire[4].

Deux après le lancement la sonde spatiale survole Phaéton à une vitesse relative supérieure à 30 km/s. Les opérations préparant la rencontre débutent 7 heures et demi avant le survol. 8,7 minutes avant celui-ci, à une distance de 17 000 kilomètres, la caméra télescopique TCAP commence à prendre des images de l'astéroïde en utilisant son miroir rotatif pour compenser le déplacement. La caméra multispectrale MCAP commence ses observations de la surface de l'astéroïde 21,5 secondes avant le survol alors que la sonde spatiale se trouve à 868 km. Le passage au plus près s'effectue à une distance de 500 km[4].

La mission de recueil des poussières interplanétaires et interstellaires se poursuit encore durant au moins deux ans en utilisant éventuellement l'assistance gravitationnelle de la Terre pour modifier l'orbite[4].

• Poussière cosmique
• Astéroïde
• Phaéton (astéroïde)
• Epsilon

• (ja) Site officiel