Marco Polo à la conquête des astéroïdes

MarcoPolo-R est une mission dont l’objectif principal est le retour d’échantillons d’un objet géocroiseur. Cette mission mettra une sonde en orbite autour d’un astéroïde primitif. Elle le caractérisera scientifiquement à plusieurs échelles avant d’effectuer une collecte d’échantillons qui seront ramenés à Terre. Elle contribuera ainsi à mieux comprendre l’origine et l’évolution du système solaire, de la Terre et de la vie. Par ailleurs elle fournira des informations importantes concernant les collisions d’astéroïdes (pertinentes pour étudier les risques d’impact avec la Terre) et la possibilité future d’utilisation de ressources de l’espace.

Cette mission similaire à la mission Marco Polo étudiée à l’ESA lors de la sélection précédente (classe M1/M2) bénéficiera par conséquent de l’héritage de trois études industrielles existantes. La mission a été révisée afin de réduire le coût du projet d’origine. La nouvelle étude MarcoPolo-R vers l’astéroïde primitif binaire 1996 FG3, s’effectuera avec une contribution de la NASA. Le choix d’un astéroïde binaire permettra d’effectuer l’exploration de processus géophysiques et géologiques fascinants sur les astéroïdes, impossible à effectuer sur un objet individuel.

La fenêtre de lancement proposée se situe entre entre 2020 et 2024. Dans la mission de base, le lancement est prévu en 2021, avec une arrivée sur la cible en 2025 et le retour d’échantillon sur Terre en 2029.

MarcoPolo-R contribuera à une meilleure compréhension de l’origine et de l’évolution du système solaire, de la Terre, et de la vie elle-même. Les petits corps, comme résidus primitifs du processus de formation du système solaire, fournissent des indices sur le mélange chimique à partir duquel les planètes se sont formées il y a 4,6 milliards d’années. Les scénarios exobiologiques courants de l’origine de la vie évoquent une livraison exogène de matière organique à la Terre primitive : les petits corps primitifs pourraient avoir apporté des molécules organiques complexes capables de déclencher la synthèse pré-biotique des composés biochimiques sur la Terre primitive. D’ailleurs, les collisions de NEOs avec la Terre représentent un risque fini pour la vie.

MarcoPolo-R nous permettra d’analyser les échantillons dans les laboratoires terrestres, et d’obtenir de ce fait des mesures qui ne peuvent pas être encore effectuées in situ par une sonde spatiale robotique, comme par exemple la datation des événements principaux dans l’histoire d’un échantillon. Les techniques de laboratoire peuvent déterminer l’intervalle de temps entre la fin de la nucléosynthèse et de l’agglomération, la durée de l’agglomération, le temps de l’accumulation, l’âge de cristallisation, l’âge des événements principaux de chauffage et de dégazage, le temps du métamorphisme, le temps de l’altération aqueuse, et la durée de l’exposition au rayonnement cosmique.

La mission MarcoPolo-R fournira des informations cruciales pour répondre aux questions fondamentales suivantes qui définissent les objectifs scientifiques :

Quels sont les processus qui se produisent dans le Système Solaire jeune et qui accompagnent la formation des planètes ?
Quelles sont les propriétés physiques et l’évolution des briques qui ont formé les planètes terrestres ?
Est-ce que les géocroiseurs de classe primitive contiennent du matériau pré-solaire inexistant dans les météorites ?
Quelles sont la nature et l’origine de la matière organique dans les astéroïdes primitifs et comment peuvent-ils nous éclairer sur l’origine des molécules nécessaires à la Vie ?

Le spectro-imageur MARIS, proposé par le LESIA fera la cartographie de l’astéroïde dans la bande spectrale [0.4-4.0]µm avec une résolution spectrale moyenne de 200. L’instrument a été proposé fin 2012 dans le cadre du programme Cosmic Vision M3, sous la responsabilité scientifique du LESIA, en collaboration avec le MPS-Lindau (Allemagne), le IAA-CSIC (Espagne) et l’IAS (France).