OPENS-0
sonde spatiale
| Organisation |
 ISAS |
|---|---|
| Domaine | Étude du système saturnien |
| Type de mission | Survol |
| Statut | à l'étude |
| Lancement | vers 2028 |
| Lanceur | Epsilon S |
| Fin de mission | vers 2039 |
| Masse au lancement | < 200 kg |
|---|---|
| Δv | 700 m/s |
| Contrôle d'attitude | Stabilisé sur 3 axes |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 50 Watts (au niveau de Saturne) |
| X | Caméra |
|---|---|
| Y | Oscillateur ultra-stable |
| MLI | Détecteur de poussières |
OPENS-0, acronyme de Outer Planet Exploration by Novel Small Spacecraft, est une mission spatiale japonaise expérimentale dont l'objectif est l'étude du système saturnien et la validation technique du recours à des engins de petite taille utilisant uniquement des panneaux solaires pour explorer les planètes externes (Jupiter, Saturne et au-delà). Le projet développé par l'ISAS repose sur petit engin spatial (masse inférieure à 200 kilogrammes) utilisant une propulsion chimique et alimenté par des panneaux solaires de relativement grande taille fournissant 50 Watts au niveau de l'orbite de Saturne. OPENS-0 doit être lancé vers 2028 par une fusée Epsilon S puis utiliser l'assistance gravitationnelle de Vénus puis celle de la Terre à trois reprises pour finalement survoler Saturne en 2039. Cette première mission avant tout technique doit être suivi, si elle est une réussite, de missions plus ambitieuses utilisant voie solaire et propulsion ionique à destination de la partie externe du système solaire.
Contexte
[modifier | modifier le code]Explorer les planètes externes avec des ressources limitées
[modifier | modifier le code]OPENS, acronyme de Outer Planet Exploration by Novel Small Spacecraft, est un programme spatial japonais destiné à développer des missions d'étude des planètes externes du système solaire en prenant en compte les contraintes propres au programme spatial japonais : absence de lanceur spatial lourd requis pour ce type de mission, budget limité (les missions envoyées jusque là vers les planètes externes ont coûté des milliards €) et absence de système de production d'énergie pouvant se passer du Soleil (Pour des raisons de coût de développement et de fabrication seule la NASA a mis au point et fabriqué des Générateurs thermoélectriques à radioisotope)s[1],[2].
LInstitut des sciences spatiales et astronautiques (ISAS) du Japon met sur un pied au début de la décennie 2020 ce programme dans le but de développer des missions vers ces destinations lointaines qui s'accommodent de ces contraintes. Le programme exploite deux des points forts du Japon : les sondes spatiales de petite taille (missions Hayabusa) et l'avance du pays dans le domaine des voiles solaires (mission IKAROS). Le cahier des charges prévoit un cout maximum de 80 missions US$ (en 2024), une durée de développement (de la sélection et au lancement) inférieure à 5 ans et une masse de l'ordre de la centaine de kilogrammes[1],[2].
La première mission OPENS-0 : un démonstrateur technologique
[modifier | modifier le code]La première mission OPENS-0, dont l'objectif principal est de valider les choix techniques effectuées, a été sélectionnées par l'ISAS en 2025 au terme d'un appel à propositions lancé en 2024. La sonde spatiale doit entrer en fabrication en 2026 pour un lancement en 2028. Si elle est un succès il est prévu que OPENS-0 soit suivie par des missions aux objectifs plus ambitieux : OPENS-1 pourrait être une mission indépendante d'environ 250 kg utilisant une propulsion ionique et une voile solaire d'une surface de 34m² capable d'étudier et éventuellement de se poser sur un astéroïde géocroiseur ou de la ceinture d'astéroïdes ; OPENS-2 aux caractéristiques techniques similaires à OPENS-1 pourrait être se poser sur un astéroïde troyen de Jupiter ou un centaure pour éventuellement ramener sur Terre un échantillon de leur sol ; enfin OPENS-3 pourrait être une mission embarquée (sous-satellite) sur une des sondes spatiales majeures étudiées par la NASA (UOP, Orbilander) ou l'Agence spatiale européenne (L4)[3],[1] .
Caractéristiques techniques
[modifier | modifier le code]OPENS-0 est un petit engin spatial (masse inférieure à 200 kilogrammes) de forme cubique utilisant une propulsion chimique et alimenté par deux panneaux solaires de relativement grande taille. De forme triangulaire, ceux-ci ont une surface unitaire de 9 m2 chacun et fournissant en tout 40 à 50 Watts au niveau de l'orbite de Saturne (puissance 100 fois plus faible qu'au niveau de la Terre). Les dimensions du corps de la sonde spatiale sont de 0,8 x 0,9 x 0,5 m. et son envergure avec les panneaux solaires déployés est de 9,3 mètres. La propulsion chimique (moteur-fusée monoergol brûlant de l'hydrazine) permet d'obtenir un changement de vitesse cumulé (delta-V) de 700 m/s. L'objectif principal de la mission étant de valider les choix techniques mis en œuvre, la sonde spatiale emporte une charge utile limitée constituée de trois instruments[4],[1],[2] :
- Une caméra optique utilisée pour observer la lumière zodiacale, prendre des images de la surface de l'astéroïde que la sonde spatiale doit survoler durant sa traversée de la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter et photographier les anneaux de Saturne avec une résolution spatiale quelques dizaines de mètres supérieure à celle de la sonde Cassini-Huygens.
- Une expérience de science radio reposant sur un oscillateur ultra-stable et utilisée pour prendre des images de la couronne solaire, caractériser les atmosphères de Vénus et de Saturne et déterminer la structure fine des anneaux de Saturne.
- un détecteur de poussière utilisé pour détecter les micrométéorites durant le transit vers Saturne et la poussière présente près des anneaux de Saturne.
Déroulement de la mission
[modifier | modifier le code]Le scénario en vigueur en 2025 prévoit le lancement de OPENS-0 en par une fusée Epsilon S disposant d'un étage additionnel. Pour gagner de la vitesse par des manœuvres d'assistance gravitationnelle, l'engin spatial survole une première fois la Terre en , puis Vénus en , de nouveau la Terre en . L'apogée de son orbite lui permet alors de traverser la ceinture d'astéroïdes où elle passe à faible distance d'un de ces petits corps (l'astéroïde retenu reste à désigner). La sonde spatiale revient survoler la Terre en . Cette dernière manœuvre d'assistance gravitationnelle la place sur une trajectoire directe devant la conduire à Saturne dont elle survole les anneaux en .
Références
[modifier | modifier le code]- 1 2 3 4 (es) Daniel Marin, « Programa OPENS: pequeñas velas solares japonesas para estudiar el Sistema Solar exterior », sur Eureka,
- 1 2 3 (en) Ryu Funase, Naoya Ozaki et Hajime Yano « Outer Planet Exploration by Novel and Small Spacecraft: JAXA’s OPENS Program Concept and Its First Mission OPENS-0 » () (DOI 10.26077/afa0-900e, lire en ligne) [PDF]
—39e Annual Small Satellite Conference - ↑ (en) Ryu Funase, Naoya Ozaki et Kakeru Tokunaga, « OPENS (Outer Planet Exploration by Novel Small Spacecraft) : Introducing JAXA’s Programmatic Approach and Its Initial Tech Demo Mission to Saturn »,
- ↑ (en) Ryu Funase, Naoya Ozaki et Kakeru Tokunaga, « OPENS (Outer Planet Exploration by Novel Small Spacecraft): Introducing JAXA’s Programmatic Approach and Its Initial Tech Demo Mission to Saturn »,
Bibliographie
[modifier | modifier le code]- (en) Ryu Funase, Naoya Ozaki et Hajime Yano « Outer Planet Exploration by Novel and Small Spacecraft: JAXA’s OPENS Program Concept and Its First Mission OPENS-0 » () (DOI 10.26077/afa0-900e, lire en ligne) [PDF]
—39e Annual Small Satellite Conference
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Lien externe
[modifier | modifier le code]- (en) Ryu Funase, Naoya Ozaki et Kakeru Tokunaga, « OPENS (Outer Planet Exploration by Novel Small Spacecraft): Introducing JAXA’s Programmatic Approach and Its Initial Tech Demo Mission to Saturn »,
