Tianwen 2

Les astéroïdes géocroiseurs constituent des reliques du processus de formation du système solaire qui recèlent sans doute des indices importants sur la composition chimique à partir de laquelle les planètes se sont formées il y a 4,6 milliards d'années. Aussi, les missions de retour d'échantillon du sol de ces astéroïdes constituent une priorité scientifique de premier plan. Les missions spatiales japonaises Hayabusa, Hayabusa 2 et américaine OSIRIS-REx reflètent l'importance de ces recherches. Les comètes de la ceinture principale découvertes récemment se caractérisent par une orbite très stable située dans la ceinture d'astéroïdes. Elles ont un comportement similaire à celle d'une comète mais la dégazéification résulte sans doute d'un processus de sublimation de la glace. La présence de glace dans la ceinture d'astéroïdes est une piste très importante pour la recherche de l'origine de l'eau sur Terre^[1].

La mission Zheng He poursuit cinq objectifs^[1] :

• comprendre l'origine et la dynamique des quasi-satellites de la Terre. Selon certaines théories, ces quasi-satellites se seraient formés à la suite d'un impact sur la Lune.
• qualifier une nouvelle famille d'objets du système solaire : les comètes de la ceinture principale.
• déterminer la quantité d'eau présente dans les comètes de la ceinture principale.
• déterminer si les comètes de la ceinture principale ont pu constituer une source viable de l'eau présente sur Terre.
• comprendre les processus qui se sont déroulés au début du système solaire et qui ont accompagné la formation des planètes.

La mission doit durer en tout environ 10 ans. La sonde spatiale Zheng He doit être placée sur une orbite héliocentrique par un lanceur chinois Longue Marche 3-B vers 2025. L'objectif principal retenu est l'astéroïde (469219) Kamoʻoalewa, un quasi-satellite de la Terre circulant sur le même plan orbital que celle-ci à une distance comprise entre 38 et 100 fois celle de la Lune. Cette caractéristique doit permettre de limiter l'énergie nécessaire pour l'atteindre (la mission est possible avec une fusée relativement peu puissante) et permet de ramener un échantillon sur Terre seulement 2 à 3 ans après le lancement. Cet astéroïde est sans doute de type S, Q ou L avec une composition proche de celle d'origine. La sonde spatiale devrait prélever un échantillon du sol d'une masse comprise entre 200 et 1000 grammes. La sonde spatiale se dirigera vers la Terre pour larguer la capsule contenant l'échantillon. Cette dernière doit pénétrer dans l'atmosphère terrestre à une vitesse de 12,1 kilomètres par seconde. Elle sera freinée par un parachute déployé alors que la capsule a encore une vitesse supersonique (une première pour les ingénieurs chinois). La capsule doit être capturée en vol par un hélicoptère pour éviter tout risque de contamination. En utilisant l'assistance gravitationnelle de la Terre elle doit poursuivre sa trajectoire afin de réaliser un rendez-vous avec la comète de la ceinture principale Elst-Pizarro qui circule dans la ceinture d'astéroïdes qu'elle atteindra vers 2033. L'intérêt de cet objet céleste tient à sa nature hybride entre comète et astéroïde. Circulant sur une orbite comprise entre 398 et 555 millions de kilomètres, il s'agit à cette date de l'objet le plus éloigné étudié par une sonde spatiale chinoise^[1],[2].

La sonde spatiale doit utiliser une méthode originale pour se poser sur le sol de l'astéroïde (469219) Kamoʻoalewa, manœuvre rendue particulièrement difficile du fait de sa très petite taille (entre 50 et 100 mètres), donc une gravité très faible, mais également par sa vitesse de rotation rapide (périodicité de 28 minutes). Contrairement aux missions l'ayant précédé (Hayabusa 2 et OSIRIS-REx) qui ont effectué un touch and go, elle utilisera des bras équipés de foreuses pour s'ancrer dans le sol comme a tenté de le faire l'atterrisseur Philae de la mission Rosetta. Toutefois, en fonction des observations effectuées in situ, le recours à une manœuvre de touch and go pourrait être également effectué ou remplacer la solution de l'ancrage. Zheng He emportera un orbiteur et un atterrisseur de très petite taille pour collecter des informations complémentaires sur l'astéroïde. Il est prévu d'utiliser des explosifs pour faire apparaitre les couches superficielles du sous-sol avant de commencer les mesures. Pour produire son énergie elle utilisera deux panneaux solaires circulaires de 4,7 mètres de diamètre similaires à ceux du vaisseau américain Orion ou de la sonde spatiale Lucy (ce sera le premier engin spatial chinois utilisant ce type de panneau solaire). Les échantillons de sol, d'une masse comprise entre 0,2 et 1 kilogramme sont logés dans une capsule de 0,75 mètre de diamètre équipée d'un parachute déployé à vitesse supersonique^[1],[3],[2].

Les instruments scientifiques embarqués à bord de la sonde spatiale comprendraient^[1] :

• une caméra avec objectif grand angle
• une caméra avec téléobjectif
• un spectromètre/imageur visible/infrarouge
• un spectromètre de masse
• un spectromètre gamma
• un spectromètre infrarouge thermique
• un radar basse fréquence
• un détecteur de poussière
• une expérience de radio-science.

• (en) Xiaojing Zhang, Jiangchuan Huang, Tong Wang et al. « ZENGHE-A MISSION TO A NEAR-EARTH ASTEROID AND A MAIN BELT COMET » (18-22 mars 2019) (lire en ligne) [PDF]
  —50th Lunar and Planetary Science Conference 2019 (lire en ligne)

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