est une mission spatiale de la JAXA, l'agence spatiale japonaise. Lancée le , cette sonde spatiale d'un peu plus de , propulsée par quatre moteurs ioniques, a rejoint l'astéroïde (162173) Ryugu avant de l'étudier entre et . Au cours de son séjour la sonde spatiale a déposé plusieurs petits engins sur le sol qui ont recueilli des données grâce à plusieurs instruments embarqués. Hayabusa 2 a prélevé à deux reprises des échantillons du sol ( au total, au lieu des escomptés) qui sont rapportés sur Terre pour être analysés. La capsule qui les contient atterrit dans la région désertique de Woomera en Australie le .
Cette mission prend la suite d'Hayabusa lancée en 2003. Celle-ci, malgré de nombreux déboires, était parvenue à rapporter une petite quantité de sol d'un astéroïde. Les principales caractéristiques techniques d'Hayabusa 2 sont identiques à celles de son prédécesseur. De taille relativement réduite, la sonde spatiale dispose de caméras, d'un altimètre et de plusieurs spectromètres. Elle se distingue de son prédécesseur par la méthode de collecte des échantillons et l'emport d'un petit atterrisseur MASCOT fourni par les agences spatiales allemande (DLR) et française (CNES). L'astéroïde étudié est de type C, c'est-à-dire susceptible de contenir des matériaux organiques.
Hayabusa 2 est, après Hayabusa, la deuxième mission ayant réussi à rapporter des échantillons d'un astéroïde sur Terre. Les données collectées in situ permettront d'améliorer nos connaissances sur le processus de formation et d'évolution du Système solaire. Mais l'objectif principal de la mission est de pouvoir analyser sur Terre un échantillon de sol de l'astéroïde qui permettra, grâce à la puissance des instruments disponibles dans les laboratoires terrestres, d'isoler éventuellement les composants primordiaux du Système solaire que l'astéroïde a théoriquement préservés.
Historique du projet
En 2006, la commission japonaise des activités spatiales accepte de donner une suite à la mission de retour d'échantillons Hayabusa qui était alors en cours. Initialement, les caractéristiques d'Hayabusa 2 devaient être pratiquement identiques à celle de la première sonde spatiale, mais en les responsables du projet annoncent que la nouvelle sonde utilisera une nouvelle méthode pour collecter les échantillons reposant sur l'envoi d'un impacteur. En , alors que la capsule contenant les échantillons prélevés par Hayabusa vient tout juste de réussir son retour sur Terre (fin ), l'agence spatiale japonaise (JAXA) obtient le feu vert du gouvernement pour lancer les développements. Le coût du projet est estimé à 16,4 milliards de yens (environ 200 millions euros). En , l'industriel NEC basé à Tokyo, qui avait déjà réalisé la première sonde spatiale, entame l'assemblage de Hayabusa 2. Le projet rencontre des problèmes de financement et la JAXA se met à la recherche de partenaires. En , les agences spatiales française (CNES) et allemande (DLR) annoncent qu'elles développeront ensemble le petit atterrisseur MASCOT (Mobile Asteroid surface SCOuT) qui doit être déposé par Hayabusa 2 à la surface de l'astéroïde pour analyser son sol..
L'astéroïde
La cible de Hayabusa 2 est , un astéroïde de type C. Contrairement à l'astéroïde visité par la première sonde spatiale qui était de type S, les astéroïdes de type C sont susceptibles de renfermer des matériaux organiques et constituent donc une cible de choix. Ryugu circule sur une orbite semblable à celle de Itokawa et s'approche parfois relativement près de l'orbite terrestre. L'astéroïde est de forme à peu près sphérique avec un diamètre d'environ (à près). Sa période de rotation est de . Son albédo de 0,047 est faible...
redresse=2.5|vignette|centre|L'orbite de l'astéroïde Ryugu coupe celle de la Terre et de Vénus et est située entre celle de Mars et celle de Mercure.
Objectifs scientifiques
Hayabusa 2, après s'être placée en orbite autour de l'astéroïde, doit étudier à distance les caractéristiques de celui-ci, puis envoyer un atterrisseur chargé d'effectuer des analyses avant d'effectuer un prélèvement d'échantillon qui doit être ramené sur Terre. La mission Hayabusa 2 a deux objectifs scientifiques : l'étude de l'astéroïde à l'échelle macroscopique pour toutes les caractéristiques qui peuvent être mesurées à distance par les instruments de la sonde spatiale : caméras multispectrales, spectromètre proche infra-rouge, imageur thermique infra-rouge, altimètre laser ; l'étude de l'astéroïde à l'échelle microscopique à partir des échantillons rapportés sur Terre (moins de 100 milligrammes).
Le petit atterrisseur MASCOT doit permettre d'effectuer une analyse minéralogique du sol de l'astéroïde pour mettre en évidence d'éventuels minéraux hydratés et carbonés. Il doit également fournir le contexte scientifique aux observations effectuées à distance.
Caractéristiques techniques de la sonde spatiale vignette|upright=1.5|Cette maquette à l'échelle 1 donne une idée de la taille de la sonde spatiale.
Hayabusa 2 a des caractéristiques très proches de celles de la sonde Hayabusa qui l'a précédée. Les différences portent principalement sur l'ajout d'une deuxième antenne parabolique grand gain, la modification des moteurs ioniques, l'emport du petit atterrisseur MASCOT développé par l'agence spatiale allemande DLR, le système de collecte d'échantillons qui utilise un impacteur, une roue à réaction supplémentaire pour ajouter une redondance qui avait manqué à la première mission, l'ajout d'un mode de communications en bande Ka plus performant et des modifications apportées aux moteurs ioniques pour accroître leur poussée de 25 % et les rendre plus fiables. Hayabusa 2 reste une sonde spatiale de relativement petite taille avec une masse totale (Hayabusa : ) dont d'ergols. Les dimensions de la sonde spatiale passent de × × à × × ...
Énergie électrique et contrôle thermique
Hayabusa 2 est alimentée en énergie par des panneaux solaires fixes déployés en orbite (envergure ) qui fournissent à 1 Unité Astronomique (U.A.) du Soleil et à 1,4 U.A. du Soleil (ce qui correspond à la distance la plus lointaine du Soleil atteinte par la sonde spatiale c'est-à-dire l'apogée de l'orbite de l'astéroïde). L'énergie est stockée dans une batterie lithium-ion de 13,2 A-h. Le contrôle thermique est à la fois passif (revêtements isolants multi-couches) et actifs (circuit caloporteur évacuant la chaleur vers des radiateurs situés sur la face à l'ombre de la sonde spatiale). Des résistances sont utilisées pour maintenir à une température minimale les équipements et instruments qui en ont besoin.
Propulsion
Le système propulsif de Hayabusa 2 est à la fois chimique et électrique. La propulsion principale utilise 4 moteurs ioniques ayant une poussée unitaire de 10 millinewtons et utilisant du xénon avec une impulsion spécifique de fournissant un delta-V total de . Trois moteurs peuvent fonctionner simultanément, le quatrième servant de rechange. Les moteurs ioniques accélèrent du xénon contenu dans un réservoir d'une contenance de 51 litres et pouvant contenir de ce gaz. Hayabusa 2 emportant de xénon ce qui lui permet de modifier sa vitesse de . Les quatre moteurs sont fixés sur la même face de la sonde spatiale orientables de +/-5 degrés. L'ensemble a une masse de et doit pouvoir fonctionner pendant au cours de la mission. Les petites corrections de trajectoire et les manœuvres à proximité de la Terre et de l'astéroïde sont effectuées à l'aide de 12 petits propulseurs chimiques brûlant un mélange hypergolique d'hydrazine et de MON-3 et ayant une poussée de 20 newtons répartis en deux sous-ensembles redondants. Ces propulseurs peuvent fonctionner par impulsions brèves pour corriger l'orientation, ou plus longues pour corriger la trajectoire ou désaturer les roues de réaction. Hayabusa 2 emporte d'ergols chimiques.
Contrôle d'attitude et télécommunications
Le contrôle d'attitude est réalisé à l'aide de quatre roues de réaction, deux viseurs d'étoiles, deux centrales à inertie, quatre accéléromètres et quatre senseurs solaires. Les viseurs d'étoiles qui constituent les capteurs primaires utilisent des caméras dont le champ de vue est de 8 × 8°. Les télécommunications sont assurées via deux antennes paraboliques fixes à grand gain (une en bande X et l'autre en bande Ka) et une antenne moyen gain...
vignette|centre|700px| Position des instruments et équipements : 1 Atterrisseur MASCOT - 2 Caméra ONC-W2 -3 Caméra ONC-W1 -4 Caméra ONC-T -5 Caméra CAM-H -6 Imageur infrarouge thermique TIR -7 Impacteur SCI -8 Marqueurs (x 5)-9 Cône d'échantillonnage -10 MINERVA II-2 -11 Altimètre laser -12 MINERVA II-1 -13 Capsule contenant les échantillons de sol -14 Spectromètre proche infrarouge NIRS3 -15 Panneaux solaires -16 Antenne grand gain -17 Viseurs d'étoiles (x2) -18 Caméra DCAM-3.
Charge utile
La charge utile de Hayabusa 2 comprend le système de collecte d'échantillon, trois instruments (caméra, caméra infrarouge thermique, spectromètre proche infrarouge), trois petits rovers MINERVA de analogues à ceux emmenés par Hayabusa et un atterrisseur franco-allemand MASCOT de . Ce dernier constitue une nouveauté par rapport à la première mission Hayabusa.
Instrumentation scientifique
La charge utile est composée essentiellement d'instruments déjà embarqués à bord de la première sonde spatiale Hayabusa mais également de nouveaux instruments : la sonde spatiale dispose de trois caméras ONC (Optical Navigation Cameras). Les trois caméras disposent chacune d'un détecteur de 1024x1024 pixels collectant la lumière dans une bande spectrale comprise entre 350 et 1060 nanomètres (lumière visible et proche infrarouge). Les deux caméras grand angle ONC-W1 et ONC-W2 ont un champ de vue de 54 × 54° permettant une résolution spatiale de à une distance de . La caméra à champ étroit dispose d'un champ optique de 5,8 × 5,7° et sa résolution spatiale est de l'ordre du mètre. ONC-T peut utiliser 7 filtres qui permettent de sélectionner des bandes spectrales étroites (10 à 15 nanomètres) centrées sur les longueurs d'onde 390, 480, 550, 590, 700, 860 et 950 nanomètres. Ces caméras sont utilisées pour la navigation de la sonde spatiale au cours du transit entre la Terre et l'astéroïde, puis une fois cette phase achevée pour la recherche de sites adéquats pour le prélèvement d'échantillons. Les caméras jouent également un rôle crucial dans le guidage de la sonde spatiale pour l'opération de prélèvement d'échantillons en prenant des images entre les altitudes 50 et . le spectromètre proche infrarouge NIRS3 (Near IR Spectrometer) observant dans les longueurs d'onde 1,7 - 3,4 micromètres. La lumière pénètre dans l'instrument par une fente de 70 × 70 micromètres. Le détecteur comporte 128 bits ce qui permet une résolution spectrale de 18 nanomètres. Lorsque la sonde spatiale se trouve à une altitude de , la résolution spatiale est de . L'instrument d'une masse de est utilisé pour identifier les minéraux hydratés présents à la surface de l'astéroïde, mettre en évidence les terrains les plus jeunes et étudier les éjectas créés par SCI. L'instrument permet de mesurer la proportion de minéraux hydratés avec une précision de 1 % ; l'imageur thermique infrarouge TIR (Thermal IR Imager) est une caméra observant dans les longueurs d'onde 7 à 14 micromètres (infrarouge thermique). C'est un instrument mis au point pour la sonde japonaise Akatsuki qui s'est placée en orbite autour de la planète Vénus. Le champ optique est de 12 × 16° et la masse est de 3,. Le détecteur est un ensemble de bolomètres non refroidis qui restitue une image comportant 320 × 240 pixels. Cet instrument est utilisé pour mesurer les caractéristiques physiques de la surface en mesurant les variations des températures.