Le cratère Occator
Les taches blanches du cratère Occator sur
Cérès observées en mars 2016 par la sonde Dawn à une altitude de 385 kilomètres. Le cratère a un diamètre de 90 kilomètres et une profondeur de quatre kilomètres. Crédit : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

La mission américaine Dawn est la première sonde à s’être mise en orbite autour de deux corps du système solaire. Lancée le 27 septembre 2007 de Cap Canaveral, elle a survolé Mars le 17 février 2009 pour une assistance gravitationnelle, puis s’est placée en orbite autour de l’astéroïde Vesta le 16 juillet 2011. Après plus d’une année en orbite autour de Vesta, elle est repartie le 5 septembre 2012 pour arriver à la planète naine (et astéroïde) Cérès le 6 mars 2015. La mission s’est achevée le 31 octobre 2018, lorsque Dawn a épuisé toute son hydrazine, le carburant qui lui permettait de tourner et de pointer son antenne principale vers la Terre. Dawn reste pour l’instant en orbite autour de Cérès.

La mission Dawn a réussi cet exploit, car elle est l’une des premières sondes à utiliser un système de propulsion ionique à base de xénon plutôt qu’un moteur à propulsion chimique traditionnel. Dans un tel système, les panneaux solaires fournissent une énergie électrique qui est utilisée pour ioniser les atomes de xénon et les éjecter hors de la sonde. Par conservation de la quantité de mouvement, cette éjection accélère la sonde dans la direction opposée. La propulsion ainsi créée est faible, mais elle utilise peu de carburant et peut être exercée sur une très longue durée.

Vesta

Découvert en 1807 par l’astronome allemand Heinrich Olbers, Vesta est un astéroïde en forme de patate avec un diamètre qui varie entre 446 et 572 kilomètres, selon la direction. Sa distance moyenne au Soleil est de 350 millions de kilomètres, soit 2,3 fois la distance entre la Terre et le Soleil et une durée de révolution de 3,6 ans. Vesta tourne sur lui-même en cinq heures et vingt minutes. C’est le deuxième corps le plus grand de la ceinture d’astéroïdes, une taille qui fait de lui une protoplanète plutôt qu’un simple astéroïde. Bien qu’il se soit différencié en un noyau métallique et un manteau rocheux, il reste une sorte de fossile qui a peu changé depuis sa formation.

Dawn a révélé une surface très cratérisée et accidentée, avec en particulier deux énormes cratères, Rheasilvia et Veneneia , de diamètres respectifs 500 et 400 kilomètres. La taille de Rheasilvia représente près de 90 pour cent du diamètre moyen de tout l’astéroïde et le pic central s’élève de 22 kilomètres par rapport à sa base. La région équatoriale de Vesta est marquée par une série de tranchées concentriques qui font presque le tour de l’astéroïde. La plus grande est appelée Divalia Fossa et fait 465 kilomètres de long, de 10 à 20 de large et cinq de profondeur. Ces fossés se sont formés à la suite des impacts qui ont donné naissance aux deux grands cratères.

Vesta
Une mosaïque créée à partir d’images de Vesta prise par la sonde Dawn entre juillet 2011 et septembre 2012. On aperçoit en haut à gauche les trois fameux cratères alignés en forme de bonhomme de neige. Crédit : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Cérès

Découverte le 1er janvier 1801 par l’astronome italien Giuseppe Piazzi, Cérès se trouve aussi dans la ceinture d’astéroïdes, mais c’est le plus grand corps de cette région, avec un diamètre d’environ 950 kilomètres. Sa gravité lui a donné une forme presque sphérique, ce qui lui a permis d’être promu au rang de planète naine, au même titre que Pluton. Elle parcourt son orbite autour du Soleil en 4,6 années à une distance qui varie entre 2,5 et 3 fois la distance Terre-Soleil et sa période de rotation est de neuf heures.

Cérès possède probablement un noyau rocheux et un manteau d’une centaine de kilomètres d’épaisseur imprégné de glace d’eau, avec peut-être même une couche liquide souterraine. L’un des aspects les plus intéressants de Cérès est la présence, en de nombreux points de la surface, de taches blanches. On citera en particulier le cratère Occator dont les taches blanches sont devenue fameuses. Les observations spectroscopiques de Dawn ont montré que ces taches sont probablement dues à de l’eau salée souterraine qui s’échappe vers la surface sous forme de volcans de glace et se sublime en laissant derrière elle des couches de sel brillantes.

La surface de Cérès est cratérisée, mais sans l’histoire plus mouvementée de Vesta. Le nombre de cratère mesuré par Dawn a été plus faible que prévu, peut-être parce que la présence importante de glace donne à la surface une certaine flexibilité qui pourrait avec le temps effacer les traces d’impact. Une autre curiosité est Ahuna Mons, une montagne d’environ six kilomètres de haut en forme de cône à sommet plat, dont l’aspect très particulier, peut-être d’origine volcanique, n’a pas encore été expliqué clairement.

Ahuna Mons
La montagne conique Ahuna Mons observée par Dawn en décembre 2015 d’une distance de 385 kilomètres. Les rayures brillantes pourraient être composées d’un matériau de même nature que les taches blanches de Cérès. Crédit : NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI
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