Il existe de nombreuses idées folles de missions dans la communauté de l’exploration spatiale. Certains sont simplement mieux financés que d’autres. L’une des premières voies de financement de ces idées folles est l’Institute for Advanced Concepts de la NASA. En 2017, puis à nouveau en 2021, il a financé une étude de mission sur ce que la plupart des passionnés de l’espace considéreraient comme un objectif modestement ambitieux, mais que ceux qui n’appartiennent pas à la communauté pourraient considérer comme farfelu : l’atterrissage sur Pluton.
Deux questions majeures ressortent de la conception de la mission : comment une sonde arrivant sur Pluton ralentirait-elle et quel type d’atterrisseur serait utile sur Pluton elle-même ? La réponse à la première est celle qui devient de plus en plus courante lors des missions d’exploration planétaire : l’aérofreinage.
Pluton a une atmosphère, quoique clairsemée, comme l’a confirmé la mission New Horizons qui est passée à toute allure en 2015. L’un des avantages de la gravité relativement faible de cette planète mineure est que son atmosphère de faible densité est presque huit fois plus grande que celle de la Terre, offrant ainsi une cible beaucoup plus grande. pour un engin d’aérofreinage rapide à viser.
Une grande partie du projet NIAC Phase I s’est concentrée sur les détails de ce système de freinage aérodynamique, appelé décélérateur aérodynamique enveloppant (EAD). Combiné à un atterrisseur, ce système constitue le « Entrycraft » autour duquel la mission est conçue. Apparemment, il pourrait également contenir un orbiteur, et de nombreuses autres missions discutent de la manière d’insérer un orbiteur autour de Pluton. Par conséquent, l’objectif principal de cet article est de se concentrer sur un atterrisseur.
Après un aérofreinage et un ralentissement à quelques dizaines de mètres par seconde, à partir de 14 km/s lors de sa phase de croisière interplanétaire, la mission larguerait sa charge utile d’atterrisseur, puis reposerait à la surface, pour ensuite remonter par ses propres moyens. La réponse à la deuxième question de savoir quel type d’atterrisseur serait utile sur Pluton est : une trémie.
Les trémies sont devenues de plus en plus populaires comme outil d’exploration partout, de la Lune aux astéroïdes. Certains avantages apparents incluraient la visite d’un large éventail de sites scientifiques intéressants et le fait de ne pas avoir à franchir des obstacles terrestres délicats. Ingenuity, l’hélicoptère qui accompagnait Perseverance a ouvert la voie à l’idée, mais en d’autres termes, l’atmosphère n’est pas assez dense pour supporter un hélicoptère. Alors pourquoi ne pas utiliser la méthode préférée de presque tous les engins spatiaux : les fusées ?
Une trémie tirerait ses propulseurs embarqués pour atteindre la zone à la surface de Pluton, puis atterrirait ailleurs. Il pourrait alors faire quelques recherches scientifiques dans son nouveau lieu avant de décoller et de recommencer ailleurs.
Le rapport final de la phase I du CANI décrit cinq objectifs scientifiques principaux de la mission, notamment la compréhension de la géomorphologie de la surface et la réalisation d’analyses chimiques in situ. Une structure de trémie permettrait d’atteindre ces objectifs bien mieux qu’un rover traditionnel à un coût de poids relativement faible puisque la gravité de Pluton est si faible.
D’autres objectifs du rapport incluent des calculs mathématiques de la trajectoire, y compris l’aérofreinage lui-même et les contraintes et déformations qu’il exercerait sur les matériaux utilisés dans le système. Les auteurs, qui travaillent principalement pour Global Aerospace Corporation et ILC Dover, deux sociétés privées, ont également mis à jour les modèles atmosphériques de Pluton avec de nouvelles données New Horizons, qu’ils ont ensuite intégrées au modèle d’aérofreinage qu’ils ont utilisé. La conception de l’atterrisseur/trémie, l’intégration de tous les composants scientifiques et de navigation et l’estimation de leurs poids faisaient également partie de la phase I.
La fenêtre de lancement initiale de la mission était prévue en 2029 en 2018, mais maintenant, malgré la réception d’une subvention NIAC de phase II en 2021, cette fenêtre de lancement semble extrêmement optimiste.
Puisque la mission nécessiterait une assistance gravitationnelle de Jupiter, la prochaine fenêtre de lancement potentielle serait 2042, avec un atterrisseur atteignant finalement la surface de Pluton dans les années 2050. Cette fenêtre de lancement ultérieure est probablement la seule réalisable pour la mission, nous devrons donc peut-être attendre près de 30 ans pour voir si elle se concrétisera.