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    La sonde Dawn à l’assaut des mystères de la planète naine Cérès

    media Vue d’artiste de la sonde Dawn de la Nasa approchant Cérès. NASA/JPL-Caltech

    Après un voyage de cinq ans, la sonde de la Nasa arrive à destination ce vendredi 6 mars : la planète naine Cérès. Dawn va se mettre en orbite autour et tenter de percer ses nombreux mystères.

    L’étude du système solaire traverse décidemment une période passionnante. Après la sonde européenne Rosetta qui a posé le petit robot Philae à la surface d’une comète au mois de novembre 2014, c’est au tour de la sonde Dawn de se lancer à la poursuite des mystères de Cérès, en attendant une autre mission américaine, New Horizons, qui scrutera Pluton à partir du mois de juillet. Cérès et Pluton, deux planètes naines, qui ont beaucoup à nous apprendre sur les origines du système solaire.

    C’est quoi une planète naine ?

    Pour comprendre l’intérêt de ces missions, il faut remonter loin, très loin, dans le passé. Il y a plus de 4,5 milliards d’années, au moment de la formation du système solaire. A cette époque, il n’y a rien de ce que l’on observe aujourd’hui, seulement un énorme nuage de gaz et de poussières. Sous l’effet de la gravitation et de sa propre masse, il va s’effondrer sur lui-même. Au centre, la pression et la chaleur sont telles qu’une étoile va s’allumer : le soleil. Autour, les poussières s’agglomèrent, elles s’assemblent pour former des planétésimaux. Ces corps solides vont eux-aussi se réunir pour former des planètes.

    Il y a tout d’abord les quatre planètes rocheuses : Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Puis, au-delà de la planète rouge, on trouve la ceinture d’astéroïdes, des corps beaucoup plus petits, qui n’ont pas pu se rassembler pour former une planète. Car derrière, il y a Jupiter, un objet tellement énorme que son effet gravitationnel empêche cet assemblage. Puis, encore plus loin, Saturne et ses anneaux, Uranus et enfin Neptune. Ces quatre dernières planètes n’étant pas rocheuses, mais gazeuses, elles n’ont donc pas de « sol ».

    Passé Neptune, il y a Pluton, qui a été déchu en 2006 de son statut de planète, dans une région appelée la ceinture de Kuiper. Comme la ceinture d’astéroïdes, celle de Kuiper rassemble une foule de petits objets, reliquats de la formation du système solaire. Enfin, encore plus loin, se trouve le nuage d’Oort, qui s’étend jusqu’à deux années-lumière du soleil : c’est la limite de l’influence gravitationnelle du soleil.

    Cérès, l’objet de la mission Dawn, se trouve dans la ceinture d’astéroïde, c’en est même le plus gros corps. Elle est qualifiée de planète naine. A l’instar de Pluton, cela signifie qu’elle est suffisamment imposante pour avoir une forme sphérique sous l’effet de sa propre gravitation. Elle n’est cependant pas qualifiée de planète, car elle n’a pas « nettoyé » son orbite autour du soleil, contrairement à la Terre, par exemple. Mis à part Cérès, les autres planètes naines se trouvent toutes dans la ceinture de Kuiper : Pluton, donc, mais également, Eris, Makémaké et Hauméa.

    Pourquoi aller visiter Cérès ?

    Avec son diamètre de 950 kilomètres, il s’agit clairement du plus grand objet parmi les millions qui composent la ceinture d’astéroïdes. On l’a vu, les astéroïdes sont ce qui se rapproche le plus aujourd’hui des planétésimaux de l’origine du système solaire. Etudier Cérès apportera donc quantité d’informations sur cette période. D’autant plus qu’on en sait finalement assez peu de choses.

    Sa journée dure neuf heures (c’est le temps qu’elle met pour faire un tour sur elle-même) et son année quatre ans et sept mois. Sa composition est relativement inconnue, tout juste sait-on qu’il y a de significatives quantités de matériaux hydratés à l’intérieur, et qu’elle possèderait une atmosphère ténue et du givre. Il y a en tout cas de la vapeur d’eau, puisque le télescope spatial Herschel a observé des jets de vapeur émis à partir de la surface.

    Enfin, et c’est peut-être le plus grand mystère de Cérès, il y a ces tâches blanches. On pensait qu’il n’y en avait qu’une à l’origine, mais les clichés pris par Dawn en se rapprochant de sa cible montrent qu’il y en a au moins deux, dans le même cratère. De quoi s’agit-il ? Personne n’en a la moindre idée, ce sera donc à la sonde américaine d’apporter des réponses.

    Photographie de Cérès prise par Dawn le 19 février 2015 à 46 000 kilomètres de distance. NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

    Quel sera le programme de la sonde Dawn ?

    La sonde de l’Agence spatiale américaine a décollé en septembre 2007 à bord d’une fusée Delta II. Elle a tout d’abord étudié un autre corps de la ceinture d’astéroïde, Vesta, pendant plus d’un an entre 2011 et 2012. Dawn a ensuite repris la route en direction de Cérès, autour de laquelle elle doit se mettre en orbite ce 6 mars 2015.

    Elle va tout d’abord prendre une trajectoire assez large, à 13 500 kilomètres d’altitude, avant de se rapprocher progressivement jusqu’à 1 470 kilomètres, une orbite qu’elle va tenir pendant six mois. C’est la première fois qu’une planète naine sera observée d’aussi près. Cette mission sera donc une première pour plusieurs raisons : c’est la seule jusqu’à présent à être exclusivement dédiée à l’étude de la ceinture d’astéroïdes. Dawn utilise également des moteurs ioniques : ils sont moins puissants que des moteurs classiques, mais consomment beaucoup moins de carburant.

    Pour étudier Cérès, la sonde de 2,36 mètres (sans les panneaux solaires) dispose de plusieurs instruments, notamment d’analyse et de cartographie. Ils lui permettront de déterminer la composition de la surface de la planète naine, mais également d’avoir des informations sur ce qu’il se passe jusqu’à un mètre profondeur.

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