La mission Dawn

La mission Dawn

L'étude de Cérès et Vesta va nous en apprendre plus sur le commencement de l'histoire du système solaire et sur comment les planètes telluriques se sont formées.

Géographie

Mots clés

Sonde spatiale Dawn, sonde spatiale, ceinture d'astréroïdes, Cérès, Vesta, astéroïde, recherche spatiale, Jupiter, Mars, propulseur ionique, gravitation, Système solaire, cosmos, astronomie, astrophysique, géographie, physique

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Scènes

Le système solaire et la ceinture d'astéroïdes

La ceinture d'astéroïdes est située entre les planètes extérieures et les planètes intérieures, c'est-à-dire entre Mars et Jupiter, à une distance comprise entre 1,9 et 4,2 UA du Soleil.

Actuellement, des dizaines de milliers d'astéroïdes sont connus, mais - selon les estimations - il y en a plusieurs millions. Environ 200 de ces astéroïdes ont un diamètre supérieur à 100 km. Les deux plus grands astres de la ceinture d'astéroïdes sont Cérès et Vesta.

Emplacement de Cérès et Vesta

  • ceinture d'astréroïdes - Se trouve entre les planètes externes et les planètes internes, c'est-à-dire entre Mars et Jupiter, à une distance d'environ 1,9 à 4,2 UA du Soleil.
  • Cérès
  • Vesta

Données

Cérès

Découvert par : Giuseppe Piazzi
Date de découverte : 1 janvier 1801
Diamètre : 940 km (1/12 de Terre)
Masse : 9,47 kg x 10²⁰ (1% de la masse de la Lune)
Densité moyenne : 2,2 g/cm³
Température à la surface : 168 à 235 K (-105 – -38 °C)
Période de rotation : 9 h 4 m
Période orbitale : 4,6 années
Inclinaison de l'axe :
Distance moyenne du Soleil : 414 000 000 km (2,77 UA)

Vesta

Découvert par : Heinrich Wilhelm Olbers
Date de découverte : 29 mars 1807
Diamètre : 530 km (4% du diamètre de la Terre)
Masse : 2,6 kg x 10²⁰ (0,4% de la masse de la Lune)
Densité moyenne : 3,4 g/cm³
Température à la surface : 85 –255 K (-188 – -18 °C)
Période de rotation : 5 h 21 m
Période orbitale : 3,63 années
Inclinaison de l'axe :
Distance moyenne du Soleil : 353 300 000 km (2,36 UA)

Cérès et Vesta

  • Cérès - C'est le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes, une planète naine. Il fait environ 940 km de diamètre. Sa masse est de 40% de celle de la ceinture d'astéroïdes, alors qu'elle n'est que d'un pourcent de celle de la Lune. Son manteau de glace contient plus d'eau que la quantité d'eau douce de la Terre.
  • Vesta - C'est un des plus grands objets de la ceinture d'astéroïdes. Il fait environ 530 km de diamètre. Sa masse est de 0,4% de celle de la Lune, alors qu'elle représente 10% de celle de la ceinture d'astéroïdes. Sa forme est quasi-sphériques.

Cérès (coupe)

  • croûte - Une couche mince et poussiéreuse.
  • manteau - Une couche composée principalement de glace d'eau.
  • noyau rocheux - Il est solide et riche en métaux.

Comparaison des tailles

Terre

Diamètre : 12 756 km
Masse : 5,974 kg x 10²⁴

La Lune

Diamètre : 3475 km
Masse : 7,348 kg x 10²²

Pluton

Diamètre : 2372 km
Masse : 1,305 kg x 10²²

Cérès

Diamètre : 940 km
Masse : 9,47 kg x 10²⁰

Vesta

Diamètre : 530 km
Masse : 2,6 kg x 10²⁰

Trajectoire de la sonde spatiale Dawn

Dawn est la première sonde spatiale à être en orbite autour d'une planète naine, et la première être en orbite autour de deux destinations du système solaire. Elle orbita autour de Vesta pendant 14 mois, puis arriva à Cérès en mars 2015.

Sonde spatiale Dawn

  • panneaux solaires - La longueur totale est de 20 m. Convertissent l'énergie solaire en énergie électrique, qui sert à accélérer le combustible de xénon dans le module de propulsion à ions.
  • moteur ionique - Il y en a trois sur la sonde, cependant, seulement un seul fonctionne à la fois. Ils sont dix fois plus efficaces que les propulseurs chimiques.
  • appareils photo - Capturent les images depuis différents angles. Ces images sont utilisées dans la création de cartes topographiques.
  • détecteur de rayons gamma et de neutrons - L'appareil examine la composition chimique des deux astéroïdes.
  • spectromètre - Explore les minéraux de la surface, grâce à de la lumière infrarouge et de la lumière visible.
  • antenne

La sonde spatiale Dawn fut lancée le 27 septembre 2007. Sa mission est d'étudier Vesta et Cérès, les deux plus grands astres de la ceinture d'astéroïdes qui se trouve entre Jupiter et Mars. Les deux astres se sont formés au début de l'histoire du système solaire, mais leur croissance fut empêchée par l'énorme force gravitationnelle de Jupiter. L'étude de Cérès et de Vesta permet d'obtenir des informations sur la période du commencement du système solaire et sur la formation des planètes telluriques.

Dawn transporte trois systèmes d'instruments : un appareil photo, un spectromètre pour cartographier les minéraux de la surface, et un détecteur de neutrons et de rayons gamma (GRaND) pour analyser la composition chimique des deux astéroïdes.

Moteur ionique

  • cadre métallique chargé
  • grille double - Deux grilles de métal de 30 cm de diamètre de charges opposées, avec 15 000 trous à travers lesquels les ions sortent sous forme de nuage.

La sonde spatiale Dawn est propulsée par des propulseurs à ions. Ceux-ci sont dix fois plus efficaces que les propulseurs chimiques.

Lorsqu'on les place dans un champ électrique, les particules des gaz ionisés, c'est-à-dire chargés électriquement, entrent en mouvement. Si la tension d'accélération est assez élevée, l'énergie cinétique des ions sera plus grande que celle des gaz en combustion. La plus grande efficacité permet à la sonde spatiale de visiter deux destinations dans le système solaire en plus du système Terre-Lune.

Le propulseur à ions utilise du gaz xénon. Il est injecté dans le propulseur où les atomes de xénon sont ionisés par un bombardement d'électrons.
Les ions xénon chargés positivement accélèrent dans le champ électrostatique et sont éjectés à haute vitesse, alors qu'ils sont neutralisés par les électrons. Selon la loi d'action-réaction, la sonde spatiale accélère dans la direction opposée à celle de l'émission du nuage d'ions.

Animation

  • Mercure
  • Vénus
  • Terre
  • Mars
  • Jupiter
  • Saturne
  • Uranus
  • Neptune
  • ceinture d'astréroïdes - Se trouve entre les planètes externes et les planètes internes, c'est-à-dire entre Mars et Jupiter, à une distance d'environ 1,9 à 4,2 UA du Soleil.
  • Système Solaire
  • Cérès - C'est le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes, une planète naine. Il fait environ 940 km de diamètre. Sa masse est de 40% de celle de la ceinture d'astéroïdes, alors qu'elle n'est que d'un pourcent de celle de la Lune. Son manteau de glace contient plus d'eau que la quantité d'eau douce de la Terre.
  • Vesta - C'est un des plus grands objets de la ceinture d'astéroïdes. Il fait environ 530 km de diamètre. Sa masse est de 0,4% de celle de la Lune, alors qu'elle représente 10% de celle de la ceinture d'astéroïdes. Sa forme est quasi-sphériques.
  • croûte - Une couche mince et poussiéreuse.
  • manteau - Une couche composée principalement de glace d'eau.
  • noyau rocheux - Il est solide et riche en métaux.
  • Terre
  • La Lune
  • Pluton
  • Cérès
  • Vesta
  • panneaux solaires - La longueur totale est de 20 m. Convertissent l'énergie solaire en énergie électrique, qui sert à accélérer le combustible de xénon dans le module de propulsion à ions.
  • moteur ionique - Il y en a trois sur la sonde, cependant, seulement un seul fonctionne à la fois. Ils sont dix fois plus efficaces que les propulseurs chimiques.
  • appareils photo - Capturent les images depuis différents angles. Ces images sont utilisées dans la création de cartes topographiques.
  • détecteur de rayons gamma et de neutrons - L'appareil examine la composition chimique des deux astéroïdes.
  • spectromètre - Explore les minéraux de la surface, grâce à de la lumière infrarouge et de la lumière visible.
  • antenne
  • cadre métallique chargé
  • grille double - Deux grilles de métal de 30 cm de diamètre de charges opposées, avec 15 000 trous à travers lesquels les ions sortent sous forme de nuage.
  • anneau magnétique
  • grille + - La tension entre les deux grilles de charges opposées font accélérer les ions, ce qui engendre une poussée.
  • grille - - La tension entre les deux grilles de charges opposées font accélérer les ions, ce qui engendre une poussée.
  • électron
  • ion
  • nuage d'ions - Les ions émis par le module de propulsion propulsent la sonde spatiale.
  • injecteur de combustible - Les atomes de xénon entrent dans le module de propulsion via cet appareil.
  • neutralisant - Les électrons sont émis par une cathode séparée vers le faisceau d'ions pour assurer l'éjection de quantités égales de charge négative et positive.
  • atome de xénon

Narration

La ceinture d'astéroïdes se trouve entre les planètes intérieures et les planètes extérieures, c’est-à-dire entre Mars et Jupiter, à une distance comprise entre 1,9 et 4,2 UA du Soleil. Actuellement, des dizaines de milliers d'astéroïdes sont connus, mais selon les estimations, il y en a plusieurs millions. Environ 200 de ces astéroïdes font plus de 100 km de diamètre. Les deux plus grands astres de la ceinture d’astéroïdes sont Cérès et Vesta.

Cérès est le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes, mais la plus petite des planètes naines du système solaire. Après Cérès, Vesta est le second corps le plus massif de la ceinture d'astéroïdes. Sa forme est proche d'une sphère aplatie, mais à cause de la protrusion située à son pôle sud, elle ne peut pas être classifiée comme planète naine.

Le diamètre de Cérès est d'un douzième de celui de la Terre. À lui seul, Cérès représente plus du tiers du poids total de la ceinture d'astéroïdes, cependant son poids n'est que d'1% de celui de la Lune. Le diamètre de Vesta est d'à peine 4% de celui de la Terre. Son poids est de 0,4% de celui de la Lune et d'un dixième de celui de la ceinture d'astéroïdes.

Cérès possède une croûte externe mince et poussiéreuse. Son manteau est riche en glace d'eau et contient plus d'eau que la quantité d'eau douce que l'on retrouve sur Terre. Cérès possède un noyau interne solide et rocheux.

La mission de la sonde spatiale Dawn est l'étude de Cérès et de Vesta, les deux plus grands astres de la ceinture d'astéroïde située entre Mars et Jupiter. Les deux se sont formés au début de l'histoire du système solaire, mais leur croissance fut empêchée par l'énorme force gravitationnelle de Jupiter. L'étude de Cérès et Vesta permet d'obtenir des informations sur le commencement du système solaire et sur la formation des planètes telluriques.

Dawn transporte trois systèmes d'instruments : un appareil photo, un spectromètre pour cartographier les minéraux de la surface, et un détecteur de neutrons et de rayons gamma pour analyser la composition chimique des deux astéroïdes.

Dawn est la première sonde spatiale à être en orbite autour d'une planète naine, et la première être en orbite autour de deux destinations du système solaire. Elle fut lancée le 27 septembre 2007 et survola Mars pour terminer sa manœuvre d'assistance gravitationnelle en février 2009. Dawn entra en orbite autour de Vesta en juillet 2011 et l’étudia pendant 14 mois. Elle est arrivée à Cérès en mars 2015.

La sonde spatiale Dawn est propulsée par des propulseurs à ions. Ceux-ci sont dix fois plus efficaces que les propulseurs chimiques.
Lorsqu'on les place dans un champ électrique, les particules des gaz ionisés, c'est-à-dire chargés électriquement, entrent en mouvement. Si la tension d'accélération est assez élevée, l'énergie cinétique des ions sera plus grande que celle des gaz en combustion. La plus grande efficacité permet à la sonde spatiale de visiter deux destinations dans le système solaire en plus du système Terre-Lune.

Le propulseur à ions utilise du gaz xénon. Il est injecté dans le propulseur où les atomes de xénon sont ionisés par un bombardement d'électrons. Les ions xénon chargés positivement accélèrent dans le champ électrostatique et sont éjectés à haute vitesse, alors qu'ils sont neutralisés par les électrons. Selon la loi d'action-réaction, la sonde spatiale accélère dans la direction opposée à celle de l'émission du nuage d'ions.

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