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Comment Alan Stern a amené Pluton sur Terre

Alan Stern a promis à ses collègues que leur survol de Pluton ferait la une du New York Times, au-dessus du pli. Mais même Stern ne s'attendait pas à ce que cet exploit figure au même endroit dans 450 journaux le 15 juillet, au lendemain du passage du satellite New Horizons par Pluton, qui l'a transformé à jamais d'un simple point de lumière en un monde tridimensionnel avec sa propre identité. "Les gens creusent l'exploration", a déclaré Stern en expliquant la fascination mondiale.

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Cette histoire est une sélection du numéro de décembre du magazine Smithsonian.

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Les gens recherchent également le triomphe durement gagné, quel triomphe: placer un appareil pas plus lourd qu'une voiture intelligente dans le système solaire et le faire se rencontrer plus de neuf ans et trois milliards de kilomètres plus tard avec une sphère de glace plus petite que notre lune . Cet exploit nous a montré une nouvelle fois que la seule chose plus merveilleuse que l’espace lui-même est peut-être l’esprit humain qui insiste sans relâche pour le comprendre.

Stern, scientifique planétaire, ingénieur en aérospatiale, vice-président associé pour la recherche et le développement au Southwest Research Institute et investigateur principal de la mission New Horizons, a jeté son dévolu sur Pluto il y a plusieurs décennies et a conçu un engin spatial pour l'étudier plusieurs fois auparavant, uniquement avoir ses projets bien avant qu’ils n’atteignent le tableau de bord. Cette détermination tenace est l’une des raisons du succès éclatant de cette mission, mais cette détermination est également une qualité partagée par les centaines de scientifiques, d’ingénieurs et de techniciens qui ont travaillé sur le projet au fil des ans. En fait, la contribution singulière de Stern réside dans son pragmatisme habile à surmonter les obstacles au financement de la NASA et le processus d'approbation de la mission, un monde semé d'embûches qui font mourir de rêves (voir «Plutonic Love», juin 2015). Stern, vétéran de la NASA, a mis en œuvre une idée qui va au-delà de l'esthétique classique du génie: «Moins, c'est plus."

Pour arriver rapidement à Pluton, le vaisseau spatial devait être léger. Il pesait à peine 1 054 livres au lancement. Les sept instruments scientifiques embarqués, chargés de cartographier Pluton et sa plus grande lune, de capturer des images haute résolution et en couleurs, d’étudier sa géologie et sa composition, de mesurer le vent solaire et de détecter la poussière, ne coûtent que 20 kg. Pour que le vaisseau spatial soit léger, l'instrumentation devait être efficace. Tous les instruments fonctionnent avec seulement 28 watts, pas assez pour alimenter une ampoule.

Prise le 14 juillet 2015, cette image couleur haute résolution améliorée décrit les formes de relief de Pluton. Beaucoup de reliefs ont leurs propres couleurs distinctes. (SWRI / JHUAPL / NASA) Concept d'artiste de la sonde New Horizons à l'approche de Pluton en juillet 2015. Le petit orbe est Charon, la plus grande des cinq lunes connues de Pluton. (SWRI / JHUAPL) Cette image montre la couche de brume de haute altitude de Pluton (en bleu), probablement causée par les réactions chimiques de l'azote et du méthane provoquées par la lumière du soleil. (SWRI / JHUAPL / NASA) La vaste zone blanche sur cette image haute résolution est le «cœur» de Pluton. Appelée Sputnik Plunum, elle est riche en glaces à l'azote, au monoxyde de carbone et au méthane. (SWRI / JHUAPL / NASA) La photo, prise le 14 juillet 2015 près du coucher de soleil à l'approche la plus proche de la sonde sur Pluton, montre une vaste plaine glacée, le Sputnik Planum, flanquée à l'ouest de montagnes escarpées hautes de 11 000 pieds et à l'est d'un terrain découpé par des glaciers apparents. À l'horizon, on peut également voir plus d'une douzaine de couches de poussière qui composent l'atmosphère de Pluton. (SWRI / JHUAPL / NASA) La navette spatiale New Horizons se trouve au Centre spatial Kennedy avant son lancement en janvier 2006 à l’occasion de sa mission de neuf ans à Pluton. (NASA) Le chercheur principal de New Horizons, Alan Stern (deuxième à gauche), se tient aux côtés de quatre membres de son équipe juste après le dévoilement de l'image en gros plan de Pluton. (© Michael Soluri) Stern dans les instants qui ont suivi le dévoilement (© Michael Soluri) L'équipe New Horizons Pluto, dirigée (au premier plan, à partir de la gauche) par Glen Fountain, Alice Bowman, Alan Stern et Harold Weaver (© Michael Soluri)

«Mon Dieu, la machine a fonctionné - ça a vraiment fonctionné», déclare David DeVorkin, conservateur principal au Musée national de l'air et de l'espace de Smithsonian, à propos du succès de la mission. «Comment a-t-il réussi? Je veux dire, c’est une sorte de chose zen… Ce genre de concentration et d’attention intense portée sur tous les plans d’urgence possibles pour tout ce qui pourrait mal se passer. »Malgré, ou plus probablement à cause de sa conception simplifiée, New Horizons a réussi à collectez 50 gigabits de données, soit 5 000 fois plus de données que la sonde Mariner 4 lorsqu’elle a volé près de Mars en 1965, ce qui restitue la toute première vue rapprochée de cette planète.

C’est dans les années 1990, lors de la planification d’une autre mission Pluton qui n’a jamais réussi à décoller, que Stern a mis au point la stratégie astucieuse consistant à endormir un engin spatial pendant de longues périodes, réduisant ainsi le nombre de personnes nécessaires pour piloter et surveiller l’engin. économiser substantiellement sur les coûts d'exploitation. New Horizons a emprunté cette stratégie. Après un coup de pouce réussi grâce à la gravité de Jupiter, New Horizons a passé 1 892 jours en hibernation. De même, Stern a décidé de garder le satellite concentré uniquement sur sa cible pendant le survol, afin d’obtenir le plus de données précieuses possible, et de ne le diriger que plus tard vers la Terre pour le transmettre à son domicile. Cela ne signifiait aucune récompense immédiate, et même maintenant, les informations arrivent à point, car il embarquait un émetteur moins puissant et une antenne plus petite pour économiser sur les coûts et le poids.

La superbe première photo de la surface de Pluton montre des montagnes s'élevant à 11 000 pieds - une surprise pour les astronomes, car la glace à l'azote, qui recouvre la majeure partie de la surface de Pluton, devrait s'effondrer sous son propre poids. Huit semaines plus tard, après le week-end de la fête du Travail, New Horizons révélait les anciens cratères, plaines douces et lumineuses, grappes et dunes, une fusion inattendue de paysages trouvés ailleurs dans le système solaire, y compris sur la lune de Mars et de Jupiter, Europa. Il y a des signes d'écoulement de glaciers et de canaux entrecroisés causés, peut-être, par un fluide ou une neige fondue sur la «planète». (Pluton est officiellement classé comme une planète «naine», mais Stern l'appelle toujours une planète - et qui va l'arrêter? «Les astronomes n'ont pas de forces de police», explique-t-il.) Les données d'un instrument surnommé Alice - son partenaire, Ralph - ont révélé une atmosphère riche en azote atteignant des milliers de kilomètres au-dessus de la surface de Pluton. Dans l’image préférée de Stern jusqu’à présent, prise 15 minutes après l’approche la plus rapprochée, des pics distincts et distincts se jettent dans la brume au-dessus, elle-même formée d’anneaux concentriques distincts. Les dernières données n'arriveront que vers la fin de l'année prochaine. Mais après avoir attendu très longtemps - 14 ans pour planifier la mission et obtenir l’approbation, 4 pour construire et tester le système et les systèmes connexes, plus plus de neuf ans en transit - qu’est-ce qu’une autre année? "Vous devez être OK avec la gratification différée", dit Stern.

Dans les premiers jours qui précédaient la mission, Stern avait une autre idée judicieuse, alors que Pluton était encore classé comme planète. La sonde aurait pu remplir ses objectifs scientifiques avec seulement six instruments. Mais Stern n'était pas satisfait: il devait y avoir de la place pour un de plus. Ils ont donc ajouté un télescope longue portée haute résolution permettant de commencer les observations six mois plus tôt en photographiant Pluton au cours de l’approche, ce qui a considérablement amélioré le rendement scientifique, sans pour autant augmenter considérablement les coûts. Ces premières images étaient également une allumette qui rendait la mission encore plus séduisante pour les Plutophiles, nouveaux et anciens, ici sur Terre. Stern a attiré notre attention et nous a donné envie de plus. Maintenant, nous aussi sommes prêts à l'attendre.

Sa mission spatiale Nouveaux Horizons nous apporte notre toute première vue rapprochée de Pluton
Comment Alan Stern a amené Pluton sur Terre