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La poursuite de Pluton tout au long de la vie est sur le point de devenir réalité

Le 14 juillet, vers 8 heures, heure de l’Est, un vaisseau spatial d’une demi-tonne de la NASA qui parcourt le système solaire pendant neuf ans et demi rejoindra finalement la petite Pluton, à trois milliards de kilomètres du Soleil, l’objet le plus lointain quelqu'un ou quelque chose de la Terre a déjà visité. Invisible à l'œil nu, Pluton n'a même pas été découvert avant 1930. Depuis, il est considéré comme le ballon bizarre de notre système solaire, complètement différent des planètes rocheuses proches du Soleil, Terre comprise, et tout aussi différent des géants gaziers extérieurs. Ce petit monde étrange et mystérieux va basculer dans une vue spectaculaire alors que la navette spatiale New Horizons se rapproche le plus, à tout juste 6 000 milles, et que des caméras embarquées prennent des milliers de photos. D'autres instruments évalueront la topographie de Pluton, la chimie des surfaces et de l'atmosphère, la température, le champ magnétique, etc. New Horizons jettera également un regard critique sur les cinq lunes connues de Pluton, dont Charon, la plus grande. Il pourrait même trouver d'autres lunes, et peut-être un anneau ou deux.

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Il y a à peine 20 ans, les scientifiques ont appris pour la première fois que Pluton, loin d'être seul au bord du système solaire, n'était qu'un seul parmi un vaste essaim de petits corps gelés formant une large orbite autour du Soleil, comme un anneau de débris à la périphérie d'une zone de construction. Cette idée, entre autres, a propulsé la mission Nouveaux Horizons. D'après les scientifiques, comprenez Pluton et son lien avec ces corps restants. Vous pourrez ainsi mieux comprendre la formation et l'évolution du système solaire lui-même.

Si tout se passe bien, le «jour de la rencontre», comme l’appelle l’équipe de New Horizons, sera une célébration éclatante de prouesses scientifiques et techniques - ce n’est pas un mince exploit de lancer une collection d’instruments de précision dans le vide glacial à une vitesse fulgurante. 47 000 miles à l'heure, rendez-vous près d'une décennie plus tard avec une sphère de glace deux fois plus large que les États-Unis. La journée sera également une douce confirmation pour le chef de la mission, Alan Stern. Un astronome de 57 ans, ingénieur en aéronautique, soi-disant astronaute et soi-disant «fanfaron», Stern a passé la plus grande partie de sa carrière à se battre pour que Pluton reçoive l’attention qu’il mérite. Il a commencé à pousser la NASA à approuver une mission Pluton il y a près d'un quart de siècle, puis a observé avec frustration que l'agence donnait le feu vert à une sonde Pluton après l'autre, pour ensuite les annuler. "C'était incroyablement frustrant", a-t-il déclaré, "c'était comme regarder Lucy tirer le ballon de Charlie Brown, encore et encore." Enfin, Stern a recruté d'autres scientifiques et sénateurs influents pour rejoindre ses efforts de lobbying, et parce que l'opprimé Pluton est depuis longtemps un favori des enfants, les partisans de la mission ont judicieusement demandé à des enfants d'écrire au Congrès, demandant instamment que le financement de la sonde soit approuvé.

Le centre de contrôle de la mission New Horizons est basé au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, près de Baltimore, où Stern et plusieurs dizaines d'autres Plutoniens seront installés pendant des semaines autour du grand événement de juillet, mais j'ai rattrapé Stern à Boulder à la fin de l'année dernière, à l'Institut de recherche du Sud-Ouest., où il est vice-président associé pour la recherche et le développement. Dans son impressionnant bureau, une baie vitrée donne sur les Rocheuses, où il va souvent se promener et se détendre. Trim et athlétique à 5 pieds 4 pouces, il est aussi un coureur, un sport qu’il pratique avec l’exactitude d’un spécialiste des fusées. Il a calculé son rythme de foulée et dit (en plaisantant à moitié) qu'il serait de classe mondiale si seulement ses jambes étaient plus longues. Il ne serait pas exagéré de dire qu'il est une figure polarisante de la communauté scientifique planétaire. sa poursuite résolue de Pluton a agacé certains collègues. Il en va de même de sa défense passionnée de Pluton au cours des années écoulées depuis que les responsables de l’astronomie l’ont rétrogradé sur une «planète naine», ce qui lui a valu le privilège de s’affranchir du club exclusif du système solaire, désormais limité aux huit géants.

Le moment de cette insulte, qui correspond à la perception de Stern et d’autres amoureux de Pluton, aurait été on ne peut plus dramatique. Il a été annoncé en août 2006, quelques mois seulement après que New Horizons ait explosé dans l’espace depuis Cap Canaveral. Ce qui rend la rétrogradation de Pluton encore plus douloureusement ironique envers Stern, c’est que certaines des découvertes scientifiques révolutionnaires qu’il avait prédites avaient considérablement renforcé les arguments de ses adversaires, tout en ouvrant la porte à un nouvel âge de la science planétaire. En fait, Stern lui-même a utilisé le terme «planète naine» dès les années 90.

Alan Stern, enquêteur principal de la mission New Horizons, a commencé à faire pression pour envoyer un vaisseau spatial à Pluton il y a plus de deux décennies. «Je dois admettre un certain entêtement», dit-il. (Jamie Kripke) Le vaisseau spatial New Horizons, d'une capacité de 1 054 livres, embarque sept instruments scientifiques pour étudier la surface et l'atmosphère de Pluton et de ses lunes. Les instruments ont des noms charmants comme Alice, Ralph et REX. (NASA) Résoudre les caractéristiques de la surface de Pluton revient à essayer de distinguer les marques d’un ballon de football à une trentaine de kilomètres. Ces vues ont été construites à partir de photographies de Hubble. (NASA) New Horizons a pris cette image couleur de Pluton et de sa plus grande lune, Charon, à une distance de 71 millions de kilomètres. Bientôt, les caractéristiques de la surface seront clairement visibles. (NASA / Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins / Southwest Research Institute) Une fusée Atlas V a lancé New Horizons dans l'espace depuis Cap Canaveral le 19 janvier 2006. Le satellite a visité Jupiter en février 2007, bénéficiant d'un élan gravitationnel qui lui a permis de se séparer de trois ans. (NASA)

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Le riche astronome Percival Lowell, réputé pour son insistance sur l'existence de canaux artificiels sur Mars, a commencé à chercher Pluton dans son observatoire privé en Arizona en 1905. Une étude minutieuse des orbites planétaires avait suggéré que Neptune n'était pas le seul objet disponible exerçant un effet de gravitation. remorqué sur Uranus, et Lowell cherchait ce qu’il surnommait la "planète X". Il mourut sans succès, mais un jeune homme du nom de Clyde Tombaugh, passionné d’astronomie bien qu’aucune formation universitaire, vint à l’observatoire et ramassa le recherche en 1929. Après 7 000 heures d'observation de quelque 90 millions d'images d'étoiles, il aperçoit une nouvelle planète sur ses plaques photographiques en février 1930. Le nom de Pluton, le dieu romain des enfers, a été suggéré par un jeune homme de 11 ans. Une Britannique nommée Venetia Burney, qui avait discuté de la découverte avec son grand-père. Le nom a été adopté à l'unanimité par le personnel de l'observatoire Lowell, en partie parce que les deux premières lettres sont les initiales de Percival Lowell.

La nature solitaire de Pluton a dérouté les scientifiques pendant des décennies. Ne devrait-il pas y avoir d'autres objets similaires au-delà de Neptune? Pourquoi le système solaire a-t-il semblé manquer de matériaux si rapidement? «Il semblait étrange que le système solaire extérieur soit aussi vide, alors que le système solaire intérieur était rempli de planètes et d'astéroïdes», se souvient David Jewitt, scientifique en sciences planétaires à UCLA. Au cours des décennies, divers astronomes ont suggéré qu'il y avait des corps plus petits, encore invisibles. Ils ont spéculé que les comètes qui balayent périodiquement pour éclairer le ciel nocturne venaient probablement d'une ceinture ou d'un disque de débris aux confins du système solaire.

Stern, dans un article publié en 1991 dans la revue Icarus, affirmait non seulement que la ceinture existait, mais aussi qu'elle contenait des objets aussi gros que Pluton. Ils étaient tout simplement trop éloignés et trop sombres pour être facilement vus. Son raisonnement: La lune Triton de Neptune est un quasi-jumeau de Pluton et a probablement mis le soleil en orbite avant sa capture par la gravité de Neptune. Uranus a un axe de rotation fortement incliné, probablement dû à une collision il y a des éternités avec un objet de la taille de Pluton. Cela fait au moins trois objets de type Pluton, ce qui suggère à Stern qu'il doit y en avoir plus. Le nombre de planètes dans le système solaire devrait un jour être revu à la hausse, pensa-t-il. Il y en avait probablement des centaines, la majorité, y compris Pluton, mieux assignés à une sous-catégorie de «planètes naines».

À peine un an plus tard, le premier objet (autre que Pluton et Charon) a été découvert dans cette région éloignée, appelée ceinture de Kuiper, d'après l'astronome néerlandais Gerard Kuiper. Découvert par Jewitt et sa collègue, Jane Luu, il n’a qu’une centaine de kilomètres de largeur, tandis que Pluton s’étend sur 1 430 kilomètres. Une décennie plus tard, les astronomes Caltech Mike Brown et Chad Trujillo ont découvert un objet deux fois plus petit que Pluton, assez grand pour être sphérique, qu'ils ont nommé Quaoar (prononcé «kwa-war» et nommé en tant que dieu créateur dans la mythologie du Tongva d'origine colombienne originaire du bassin de Los Angeles). Haumea a suivi successivement. En 2005, le groupe de Brown a découvert Eris, qui avait à peu près la même taille que Pluton et qui était également sphérique.

Les scientifiques planétaires ont repéré plusieurs centaines d'objets plus petits de la ceinture de Kuiper; il pourrait y avoir jusqu'à dix milliards d'un mille ou plus. Stern effectuera un recensement plus précis de leur taille avec les caméras de New Horizons. Son idée simple est de cartographier et de mesurer les cratères de Pluton et de Charon, signes de collisions avec d'autres objets de la ceinture de Kuiper et constituant ainsi un échantillon représentatif. Lorsque Pluton est proche du soleil, les matériaux de surface gelés s'évaporent dans une atmosphère temporaire, dont certains s'échappent dans l'espace. Cette "érosion de fuite" peut effacer les anciens cratères, donc Pluton fournira un recensement récent. Charon, sans cette érosion, offrira un disque qui couvre l’histoire cosmique. Selon une théorie fondamentale, la ceinture de Kuiper originale, beaucoup plus dense, aurait formé des dizaines de planètes aussi grandes ou plus grandes que la Terre, mais les changements orbitaux de Jupiter et de Saturne ont jeté la plupart des blocs de construction avant que cela ne se produise, étouffant la formation de planètes dans la planète. bourgeon.

Au moment du lancement de New Horizons à Cap Canaveral le 19 janvier 2006, il était devenu difficile de soutenir que Pluton était matériellement différent de nombre de ses voisins de la ceinture de Kuiper. Curieusement, il n’existait pas à l’époque de définition stricte de «planète». Certains scientifiques ont donc estimé qu’il fallait prévoir une taille limite afin d’éviter que la liste des planètes ne soit trop longue. Si vous appeliez Pluton et les autres corps relativement petits autrement, vous auriez bien rangé huit planètes bien rangées - Mercure par Neptune. En 2000, Neil deGrasse Tyson, directeur du planétarium Hayden à New York, avait choisi cette dernière option, laissant Pluton privé d’une exposition sur le système solaire.

Ensuite, avec New Horizons à moins de 15% du chemin menant à Pluton, les membres de l'Union astronomique internationale chargés de nommer et de classer les objets célestes ont voté lors d'une réunion à Prague pour officialiser cet arrangement. Pluton et les autres devaient maintenant s'appeler des planètes naines, qui, contrairement à la signification originale de Stern, n'étaient pas des planètes. Ils étaient une sorte de bête complètement différente. Parce qu'il a découvert Eris, le Brown de Caltech est parfois blâmé pour cette rétrogradation. Il a dit qu'il aurait été bien avec l'un ou l'autre des résultats, mais il a intitulé son mémoire de 2010, Comment j'ai tué Pluton et Pourquoi cela s'est-il passé ?

«C'est embarrassant», se souvient Stern, qui n'était pas à Prague pour le vote. "C'est faux scientifiquement et pédagogiquement." Il a dit le même genre de chose publiquement à l'époque, dans un langage inhabituellement brutal dans le monde de la science. L'un des arguments les plus stupides pour rétrograder Pluton et les autres, a noté Stern, était l'idée qu'avoir 20 planètes ou plus serait en quelque sorte gênant. La notion selon laquelle une planète naine n'est pas vraiment une planète est également ridicule. “Un nain à feuilles persistantes n'est-il pas un arbre à feuilles persistantes?” Demande-t-il.

Le mépris à peine dissimulé par Stern pour ce qu’il considère comme une sottise des variétés bureaucratiques et scientifiques ne l’a toujours pas attiré par ses collègues. Un astronome à qui j'ai posé des questions sur Stern a répondu: «Ma mère m'a appris que si vous ne pouvez rien dire de bien à propos de quelqu'un, ne dites rien.» Un autre a déclaré: «Son nom de famille est 'Stern. Cela vous dit tout ce que vous devez savoir. "

DeGrasse Tyson, pour sa part, offre des éloges mesurés: "Lorsqu'il s'agit de tout, du public au soutien de l'astronomie à la défense des missions de sciences spatiales jusqu'à la défense de Pluto, Alan Stern est toujours présent."

Stern inspire également une admiration moins réservée. «Alan est incroyablement créatif et énergique», déclare Richard Binzel, scientifique en sciences planétaires du MIT qui connaît Stern depuis ses études supérieures. "Je ne sais pas où il l'obtient."

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Stern a grandi à la Nouvelle-Orléans et plus tard à Dallas. Son père était un dirigeant d'entreprise et sa mère est restée à la maison avec Alan et ses deux frères et sœurs. «Alan avait consommé 100% des voyages dans l'espace à l'âge de 8 ans», se souvient de son frère cadet, Hap, avocat au barreau de Dallas. "Il souhaitait plus que tout être astronaute." Lorsque Stern est allé à l'université, en 1975, le programme Apollo avait pris fin et le lancement de la première navette spatiale était prévu dans plusieurs années, mais après avoir passé une ou deux années de premier cycle en " fainéant », dit-il, il a commencé à travailler pour devenir exactement ce à quoi la NASA s'attendrait de ses candidats astronautes: un super-accomplisseur. «À partir de ce moment-là, j'ai réussi à faire des« A », dit-il, diplômé en physique et en astronomie de l'Université du Texas à Austin. Ses activités parascolaires étaient également favorables aux astronautes: il a obtenu sa licence de pilote et est devenu instructeur de vol.

Les gens font des vœux comme ça tout le temps. Ils sont beaucoup plus faciles à réaliser que à conserver - surtout lorsque votre objectif de carrière est quelque chose d'aussi irréaliste que de devenir un astronaute. et appris à faire du parachutisme et de la plongée.

Il est resté à Austin et a obtenu une maîtrise en ingénierie aérospatiale et en atmosphères planétaires. Il a occupé un poste d'ingénieur au sein de la société aérospatiale Martin Marietta, travaillant sur divers programmes satellites. Il a ensuite rejoint le laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado, à Boulder, où il a conçu et supervisé un instrument pour un satellite destiné à étudier la comète de Halley lors de sa visite en 1986. Ce satellite, cependant, se trouvait à bord de la navette spatiale Challenger lorsque le navire a explosé le 28 janvier 1986, tuant son équipage de sept membres et mettant en pause le programme américain de vols spatiaux habités.

Stern avait été intrigué par les comètes et avait fini par rédiger une thèse de doctorat sur l'évolution de ces corps glacés, et il avait conçu des instruments pour les étudier. Son spectrographe ultraviolet capturerait la lumière qui rebondissait sur l'atmosphère temporaire d'une comète pour découvrir de quoi elle était faite. L'année dernière, lorsque la sonde Rosetta de l'Agence spatiale européenne a été la première à orbiter une comète, l'un des spectrographes UV de Stern a découvert que la surface de la comète était étonnamment dépourvue de glace.

Compte tenu de cet accomplissement extraordinaire, rien de moins que implacable, Stern a fait trois demandes au corps des astronautes après le redémarrage de la navette en 1988 et a même été choisi parmi les 130 candidats à être interviewés à Houston. En fin de compte, il n'a pas été choisi. Mais il espérait avoir une autre chance lorsque la comète Hale-Bopp illuminerait le ciel nocturne en 1997. Il adapte l'un de ses instruments pour monter dans la navette - et qui est le mieux placé pour le piloter, il en était convaincu, que Stern lui-même? La NASA a confié la décision à un comité d'astronautes, qui ont décidé que son expertise serait essentielle. Il était ravi de se diriger enfin vers l'espace.

À la dernière minute, cependant, la NASA a envoyé un astronaute canadien dans le vol, en faisant sauter Stern. Cela le dérange encore aujourd'hui de rappeler sa déception. «J'étais très contrarié parce que je me suis rendu compte qu'il n'y avait pas… le temps était compté. Il n'y avait aucun moyen que je ... tout était fini. C'était une affaire faite. C'est la seule fois de ma vie que j'ai jamais pleuré au sujet du travail », dit-il. "Je veux dire que je viens de le perdre."

Mais cela ne le ralentit pas. En plus de superviser les missions et de passer brièvement comme administrateur adjoint de la NASA pour les sciences, il a cofondé une société appelée Uwingu, qui collecte des fonds pour des activités d'astronomie en vendant (officieusement) les droits de dénomination sur les exoplanètes et les cratères sur Mars. Il a également co-fondé World View, qui prévoit d’emmener les touristes à la périphérie de l’espace en montgolfières, et une autre société, Golden Spike, pour vendre des missions Moon à des pays qui souhaitent y aller. Et un projet pourrait réaliser son rêve d'aller dans l'espace lui-même. Avec son équipe de Southwest, il a conçu les instruments destinés aux vols spatiaux suborbitaux conçus par les sociétés privées Virgin Galactic et XCOR Aerospace. Les scientifiques devront utiliser les instruments et, selon Stern, «nous avons acheté neuf sièges au total», sur des vols séparés. Il est déterminé à en occuper plusieurs.

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Il existe cependant une autre cause qui l'obsède encore plus passionnément que de voyager dans l'espace. «Même à l'école supérieure, a dit Binzel, quand je l'ai rencontré à Boulder, Alan m'en parlait. Il est comme Luke Skywalker. ”Puis, dans une imitation Darth Vader:“ Explorer Pluton… est ton destin. ”

Les scientifiques planétaires n’ont appris que très peu de choses sur Pluton depuis sa découverte: ils ont épinglé son orbite de 248 ans et ont observé de près la façon dont Pluton et Charon s’entouraient ont cédé leur taille et leur masse. À partir de celles-ci, des compositions peuvent être prédites - un mélange de roche et de glace. Le gros de la glace sur les deux surfaces est constitué d'eau gelée, tandis que la surface de la glace recouvrant la surface de Pluton est principalement composée d'azote gelé. Les températures de surface oscillent autour de moins 380 degrés Fahrenheit.

New Horizons devrait en révéler beaucoup plus. Les caméras à lumière visible compteront non seulement les cratères, mais cartographieront également les collines, les vallées, les falaises et les fissures plus petites qu’un terrain de football. Les capteurs infrarouges afficheront des variations de la température de surface, révélant peut-être des points chauds suggérant une activité géologique. Un ensemble d'instruments analysera la composition chimique de la surface, tandis qu'un autre, similaire au spectrographe embarqué à bord de Rosetta, étudiera l'atmosphère temporaire.

La liste des questions est presque infinie. Pluton a-t-il par exemple un océan d'eau liquide sous sa surface glacée, comme ceux des lunes glacées de Jupiter et de Saturne? Cet océan alimente-t-il des geysers qui se dispersent dans l'espace? Pourquoi Pluton a-t-il une plus grande proportion de roche sous la glace que Charon?

Et puis il y a les questions que les scientifiques ne savent même pas assez pour se poser. «La grande leçon de la science planétaire, explique Stern, est que lorsque vous effectuez une première reconnaissance d'un nouveau type d'objet, vous devez vous attendre à l'inattendu.»

Venez rencontrer jour, l'épouse de Stern, Carole, et leurs trois enfants, ainsi que leurs parents, frères et soeurs, neveux, nièces et plusieurs cousins, le rejoindront au siège de la mission. «Je ne peux pas imaginer ne pas être là-bas», déclare Kate, la plus jeune fille de Stern, âgée de 24 ans. «C'est comme si vous êtes marié et que votre femme accouche et que vous ne vous présentez pas.

L'approche de la sonde fait déjà la une. En avril, la NASA a publié les premières images en couleurs de Pluton et Charon de New Horizons. Les meilleures photographies sont encore à venir. Certains amateurs de Pluton ont émis l’hypothèse selon laquelle New Horizons pourrait trouver une raison de rétablir son statut planétaire en mettant au point cette tache floue. C'est une notion romantique, mais Stern n'est pas convaincu. Il se concentre plutôt sur les détails de la rencontre, sur les données déjà insérées et sur une nouvelle compréhension d'un objet qui a captivé son attention pendant plus de deux décennies et a mystifié le monde pendant huit ans et demi. «Cela dit clairement quelque chose de très profond sur les humains et notre société, que nous avons investi notre temps et notre argent dans la construction d'une machine capable de parcourir trois milliards de kilomètres d'espace pour explorer le système Pluton. Mais, poursuit-il, il est difficile de célébrer et d’apprécier cet accomplissement dans le contexte d’une discussion constante sur la rétrogradation de Pluton.

La poursuite de Pluton tout au long de la vie est sur le point de devenir réalité