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Signature du contrat pour Hera, mission de défense planétaire de l'ESA

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ESA / Space in Member States / France

Le contrat de 130 millions d’euros qui comprend la conception détaillée, la fabrication et les tests d’Hera, la première mission de défense planétaire de l’ESA, doit être signé le 15 septembre 2020 au Centre européen des opérations spatiales à Darmstadt (Allemagne) avec les délégations des États membres de l’ESA pendant le séminaire (virtuel) consacré à Hera.

Hera — qui doit son nom à la déesse grecque du mariage — sera la première sonde de l’humanité à effectuer un rendez-vous avec un système de deux astéroïdes, une catégorie peu connue qui représenterait environ 15% de tous les astéroïdes identifiés.

Première mission de défense planétaire

Hera et ses CubeSats aux environs de Dimorphos (vue d'artiste)
Hera et ses CubeSats aux environs de Dimorphos (vue d'artiste)

Hera est la contribution européenne à AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment), une collaboration internationale de défense planétaire entre des scientifiques européens et américains. Le véhicule spatial DART (Double Asteroid Redirect Test) de la NASA, qui doit décoller en juillet 2021, effectuera un impact cinétique sur le plus petit des deux corps. Hera prendra la suite en effectuant une étude détaillée post-impact afin de transformer cette expérience à grande échelle en une technique de déflection d’astéroïde maîtrisée et reproductible. 

Ce faisant, Hera — une sonde de la taille d’un bureau — fera la démonstration de plusieurs technologies novatrices, dont la navigation autonome autour d’un astéroïde (comme les voitures autonomes sur Terre), tout en collectant des données scientifiques cruciales pour notre compréhension de l’histoire de notre Système Solaire, en particulier concernant le processus de collision qui est au cœur de la formation des planètes et des cratères présents sur tous les corps solides qui le constitue. Ces données permettront aussi d’aider les scientifiques et les futurs concepteurs de missions à mieux comprendre les structures et les compositions des astéroïdes, et ainsi optimiser la conception des instruments dédiés à interagir avec eux, que ce soit pour en récolter des échantillons, en exploiter les ressources ou les dévier. 

Hera déploiera également les premiers CubeSats (des satellites miniatures constitués à partir de boites de 10 cm) européens pour l’espace profond afin d’étudier de près l’astéroïde, dont le tout premier sondage radar de l’intérieur d’un astéroïde qui utilise une version améliorée du système radar embarqué à bord de la mission d’étude de comète Rosetta de l’ESA.

Première mission vers un système de deux astéroïdes

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Feu vert pour la mission Hera
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Prévue pour être lancée en octobre 2024, Hera voyagera vers un système de deux astéroïdes, une paire d’astéroïdes géocroiseurs nommée Didymos. Le corps céleste principal est un astéroïde de la taille d’une montagne (780m de diamètre), autour duquel orbite une petite lune de 160m, à peu près similaire en taille à la grande Pyramide de Gizeh. Celle-ci a officiellement été baptisée « Dimorphos » en juin 2020. 

L’impact cinétique de DART sur Dimorphos en septembre 2022 devrait modifier son orbite autour de Didymos et créer un cratère substantiel. Cette petite lune deviendra le premier corps céleste dont la trajectoire orbitale et les caractéristiques physiques auront été altérées volontairement suite à une intervention humaine. Hera arrivera aux alentours du système Didymos fin 2026 et l’étudiera de près pendant au moins six mois. 

La signature de ce contrat couvre l’intégralité du développement, de l’intégration et des tests d’Hera, y compris son système sophistiqué de guidage, de navigation et de contrôle (GNC). Les contrats pour les deux CubeSats hébergés à bord d’Hera et les développements technologiques qui s’y rapportent sont déjà en cours.

Les partenaires européens d’Hera

Ian Carnelli, chef de mission Hera pour l'ESA
Ian Carnelli, chef de mission Hera pour l'ESA

Le contrat a été confié à un consortium dirigé à Brême (Allemagne) par le maître d’œuvre OHB System AG. 

Parmi les dix-sept États membres de l’ESA qui contribuent à la mission Hera, l’Allemagne est au premier plan. Elle est chargée de la totalité de la conception et de l’intégration d’Hera, de ses caméras de navigation principales, de ses réservoirs, de ses propulseurs, de son antenne à gain élevé, de ses roues de réaction et de son unité de mémoire de masse. 

L’Italie travaille sur les sous-systèmes d’alimentation de la mission, le transpondeur pour l’espace profond, les sous-systèmes de propulsion et les panneaux solaires, ainsi que le CubeSat de prospection minière. Elle contribue également à l’expérience en radio science embarquée à bord d’Hera et des deux CubeSats. 

La Belgique développe l’ordinateur de bord et le logiciel d’Hera, le cerveau du véhicule spatial, ainsi que son unité de conditionnement et de distribution d’énergie, le cœur de son sous-système électrique. Elle contribue également à l’imageur thermique d’Hera (développé par le Japon) et au Centre des opérations des CubeSats à l’ESA/ESEC. 

Patrick Michel, directeur de recherches au CNRS
Patrick Michel, directeur de recherches au CNRS

La France fournit le radar basse fréquence de Juventas ainsi que les suiveurs stellaires, et apporte son soutien à la planification des opérations de la charge utile des CubeSats et des trajectoires en proximité directe.
Elle est également très engagée dans les opérations scientifiques de la mission. Les chercheurs français Benoît Carry (Observatoire de la Côte d’Azur), Sébastien Charnoz (Institut de Physique du Globe de Paris), Alain Hérique (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble), Naomi Murdoch (ISAE-SUPAERO) et Jean-Baptiste Vincent (DLR Institute of Planetary Research) font partie de l’équipe internationale d’investigation d’Hera, qui est coordonnée par Patrick Michel, directeur de recherches au CNRS. 

Le Luxembourg dirige le CubeSat « Juventas » qui contient le radar et le système de communication inter-satellite qui permettra aux deux CubeSats d’Hera de communiquer avec la Terre au moyen d’un réseau innovant qui utilisera Hera comme relais de données. 

Le Portugal et la Roumanie développent l’altimètre laser qui fournira des informations cruciales pour les fonctions de navigation autonome. La Roumanie développe également l’unité de traitement des images, les faisceaux de câbles et l’équipement de test électrique (tout en contribuant au développement de son GNC). 

La République Tchèque est responsable de l’ensemble de la structure du satellite, du logiciel des charges utiles (pour commander les instruments), de la validation indépendante du logiciel et de l’équipement au sol pour le test du satellite avant sa mission. Elle fournit également des composants pour le radar basse fréquence de Juventas et pour le logiciel de traitement des données du second CubeSat. 

Et enfin, l’Espagne développe l’innovant système de guidage, de navigation et de contrôle d’Hera, ainsi que le système de communication pour l’espace profond. Elle fournit également le gravimètre de Juventas.

Hera aux alentours de Didymos (vue d'artiste)
Hera aux alentours de Didymos (vue d'artiste)
  • L’Autriche apporte son soutien en matière d’analyse et de traitement des données de la mission. 
  • Le Danemark contribue au CubeSat Juventas et à l’unité terminale distante. 
  • La Hongrie apporte son soutien à la calibration des caméras pour la science. 
  • Les Pays-Bas développent le nouveau système de déploiement de CubeSats pour l’espace profond et fournissent les capteurs solaires d’Hera. 
  • La Suisse fournit des éléments de structure et des mécanismes pour les panneaux solaires. 
  • La Finlande fournit l’imageur multispectral du second CubeSat et son équipement embarqué. Elle fournit également l’unité de traitement des données. 
  • La Pologne fournit les antennes dépliables du radar basse fréquence de Juventas. 
  • L’Irlande fournit une unité innovante de mesure inertielle pour le véhicule spatial Hera afin de permettre la navigation dans l’espace profond.
  • La Lettonie, État membre associé, fournit un détecteur de temps de vol pour l'altimètre laser de la mission.