Un petit satellite de recherche conçu pour étudier les processus violents à l’origine de la création et de la destruction des éléments chimiques sera lancé sur une fusée SpaceX Falcon 9 en 2027, a annoncé mardi la NASA.
La mission COSI (Compton Spectrometer and Imager) est équipée d’un télescope à rayons gamma qui scrutera le ciel pour étudier les rayons gamma émis par les explosions d’étoiles massives et la fin de leur vie. Ces explosions de supernovae génèrent des réactions qui fusionnent de nouveaux noyaux atomiques, un processus appelé nucléosynthèse, d’éléments plus lourds.
Grâce aux données du COSI, les scientifiques cartographieront les endroits où ces éléments se forment dans la Voie lactée. Les observations du COSI apporteront également de nouvelles informations sur l’annihilation des positons, l’équivalent antimatière des électrons, qui semblent provenir du centre de la galaxie. Un autre objectif du COSI sera de signaler rapidement l’emplacement des sursauts gamma de courte durée, des explosions d’une violence inimaginable qui s’éclairent puis s’estompent en quelques secondes seulement. Ces sursauts sont probablement causés par la fusion d’étoiles à neutrons.
La mission COSI sera sensible aux rayons gamma mous, un segment relativement inexploré du spectre électromagnétique. Le télescope est basé sur une conception que les scientifiques ont déjà utilisée lors de vols de recherche en ballon.
La NASA a sélectionné COSI dans le cadre d’un concours de financement pour devenir la prochaine mission du programme Explorers de l’agence en 2021. Plus tôt cette année, la NASA a officiellement approuvé la mission pour qu’elle passe au développement en vue d’un lancement en août 2027, avec un budget global compris entre 267 et 294 millions de dollars, selon les documents budgétaires de la NASA.
De la Floride à l’équateur
COSI est un vaisseau spatial relativement petit, construit par Northrop Grumman et pesant moins d’une tonne, mais il sera mis en orbite seul au sommet d’une fusée Falcon 9. En effet, COSI évoluera sur une orbite inhabituelle à environ 550 kilomètres au-dessus de l’équateur, une orbite choisie pour éviter les interférences dues aux radiations au-dessus de l’anomalie de l’Atlantique Sud, la région où la ceinture de radiations interne de Van Allen se rapproche le plus de la surface de la Terre.
La fusée Falcon 9 de SpaceX lancera COSI directement sur son orbite opérationnelle après son décollage de Cap Canaveral, en Floride, puis lancera son étage supérieur lors d’une manœuvre latérale pour effectuer un virage à l’équateur. Ce type de manœuvre, appelée changement de plan, nécessite beaucoup d’énergie, ou delta-V, comparable au delta-V nécessaire pour placer un satellite plus lourd sur une orbite beaucoup plus haute.
SpaceX
La NASA a attribué à SpaceX un contrat à prix fixe d’une valeur de 69 millions de dollars pour le lancement de la mission COSI. Il s’agit d’une augmentation d’environ 37 % du prix payé par la NASA à SpaceX dans le cadre d’un contrat de 2019 pour le lancement du télescope à rayons X IXPE de taille similaire sur une orbite similaire à celle de COSI. Le prix plus élevé s’explique au moins en partie par l’inflation.
L’agence spatiale n’a pas eu beaucoup de décisions à prendre concernant le contrat de lancement de COSI. La Falcon 9 est la seule fusée certifiée par la NASA capable de lancer un satellite de la masse de COSI sur son orbite équatoriale.
Dans les prochaines années, la NASA espère que la fusée Vulcan de United Launch Alliance et le lanceur New Glenn de Blue Origin seront en compétition pour décrocher des contrats de lancement pour des missions comme COSI. Toutes les fusées Atlas V restantes de ULA sont déjà réservées par d’autres clients.