A l’heure actuelle au Japon, l’histoire d’une petite sonde spatiale est en train de prendre des dimensions épiques. Et pour cause: « Hayabusa » (faucon en japonais), la sonde en question en a vu, durant son périple de près de 8 milliards de kilomètres dans l’espace, des vertes et des pas mûres. Pannes, incidents techniques, manœuvres qui tournent mal, perte total de contact… Il serai plus facile d’établir la liste de ce qu’il n’est pas arrivé à ce pauvre engin de 500 Kg plutôt que celle des incidents techniques et autres évènements imprévus qui lui sont arrivés. Et pourtant, malgré tout ces malheurs et le fait qu’on l’ai considérée perdue et sa mission un échec plus d’une fois, la sonde a réussi à revenir sur terre. L’on fait volontiers le parallèle entre Hayabusa et les les héros de manga, qui malgré les difficultés se relèvent toujours et vont de l’avant… Epopée d’un petit faucon Japonais que rien ne prédestinait au statut de légende.

A l’origine, la sonde s’appelait MUSES-C (Mu Space Engineering Spacecraft C). Sa mission était d’aller se mettre en orbite autour d’un astéroïde situé entre les orbites de Mars et de la Terre, nommé « 25143 Itokawa », de larguer une sphère contenant les noms de 880.000 personnes sur l’astéroïde, d’y larguer également un petit (12 cm) robot d’exploration à sa surface, et enfin, de faire un prélèvement de la surface de l’astéroïde, et de le ramener sur Terre.

Ce dernier objectif était une première dans l’histoire de l’exploration spatiale, et était à lui seul la raison d’être de la sonde. L’agence spatiale Japonaise (la JAXA) a également profité de l’opportunité pour faire de la sonde une vitrine de son savoir-faire technologique, et une grande partie de son équipement provient de nouvelles technologies. La plus innovante d’entre-elle étant ses quatre propulseurs à Ions: des moteurs consommant bien moins de carburant que les moteurs de fusée classique et étant également plus légers et moins encombrants que ces derniers. L’inconvénient étant que ces moteurs ne sont pas aussi réactifs que les propulseurs de fusées, et sont donc uniquement exploitables sur les longues distances à parcourir, où ces moteurs fournissent une accélération constante et peuvent faire atteindre à un vaisseau une vitesse équivalente à celles obtenues via les propulseurs classiques; les moteurs à Ions mettent cependant beaucoup plus de temps à atteindre ladite vitesse.
Les propulseurs à Ions sont doublés de propulseurs directionnels bi-carburants classiques pour les manœuvres en orbite autour de l’astéroïde.

La sonde est propulsée en orbite le 9 Mai 2003 à l’aide d’une fusée Mu-5 depuis le centre spatial de Kagoshima. Mais les ennuis avaient déjà commencé avant son lancement: elle aurai dû être lancée en juillet 2002, mais l’échec d’un lancement de Mu-5 repoussera la date de début de la mission, le temps de trouver et corriger les anomalies à l’origine de l’explosion du lanceur.

Le lancement fait et la sonde en partance pour Itokawa, la JAXA renomme, tradition chez eux, la sonde en « Hayabusa ». Aucune explication officielle n’a été donné sur l’origine du nom, mais il se pourrai que cela soit en rapport avec l’astéroïde que la sonde allait devoir explorer. Hideo Itokawa est en effet le nom du père des fusées Japonaises, et est aussi connu pour être le concepteur du chasseur Nakajima Ki-43, dit Hayabusa .

Dès le début de son périple, les ennuis commencent. Une tempête solaire se déchaine sur la sonde, endommageant une partie de ses panneaux solaires, réduisant l’apport d’énergie des moteurs à Ions, résultant à un ralentissement de la sonde, qui atteindra son objectif avec trois mois de retard sur son planning. Les différents objectifs et dates de la mission sont alors chamboulés. Il était prévu que la sonde fasse trois tentatives d’approche de la surface de l’astéroïde, elles sont réduites à deux pour pouvoir être en mesure de faire le voyage de retour.

Quelques jours avant d’apercevoir son objectif, l’un des deux gyroscopes de la sonde tombe en panne. Le second fonctionnant toujours, l’équipe scientifique pourra faire avec.
Le 12 septembre 2005, Hayabusa arrive officiellement sur Itokawa, en orbite à 20 Km d’altitude autour de ce dernier, et commence à l’étudier sous toutes les coutures.

Itokawa fait partie de ces astéroïdes dit « a faible gravité » qui intriguent les scientifiques depuis un moment. Les corps célestes ayant un champ de gravité inférieur à ce qu’il devrait être si calculé à partir de leur masse visible ne sont pas rares, et ont été un mystère pour la communauté scientifique jusqu’à ce que Hayabusa commence à envoyer ses données sur Itokawa.
La première chose qui a surpris, c’est qu’Itokawa ne ressemblait pas aux autres astéroïdes que l’on avait pu observer jusqu’ici. On attendait de ce gros caillou spatial de 500 mètres de long qu’il fut lisse et décoré de cratères d’impact avec des objets plus petits, il n’en fut rien.

Il s’avère en fait qu’Itokawa n’est rien de moins qu’un tas de gravas spatial, agglomérés entre eux par on ne sait quel phénomène physique, les forces de gravités générées par chacun de ses éléments n’étant pas suffisantes pour les assembler ainsi. On évoque les forces de van der waals, mais on en reste aux hypothèses…
On a également remarqué que les pierres étaient plus ou moins regroupées par « calibre », et leur taille varie de celle d’un gros rocher à celle d’un gravier limite poussiéreux. Les parties que l’on croit voir lisses sur la photo ci-dessus sont en fait composées également d’agglomérats de pierres:

La nature de cet objet expliquerait par la même occasion l’absence de cratères sur sa surface: avec une gravité aussi faible et aucune partie dure à proprement parler, tout autre caillou céleste rencontrant Itokawa soulèverait brièvement les roches de la région touchées avant que celle-ci ne retombent mollement, suivant une « pente gravitationnelle » dépendante du calibre des cailloux d’Itokawa… Ce qui pourrai expliquer que ceux-ci soient regroupés par affinités de tailles.

La faible gravité de l’astéroïde est en tout les cas expliquée, un agglomérat étant forcément moins massif à volume égal qu’une masse uniforme.

Mais revenons à notre sonde. En vue de ses manoeuvres à la surface de l’astéroïde, elle largue plusieurs marqueurs télémétriques sur celui-ci, afin d’avoir un point de repère pour calculer précisément sa distance avec l’objet de toute son attention. Parmi ces marqueurs, se trouve celui ayant les noms des 880.000 personnes évoquées plus haut gravées finement à sa surface. Il a également été tenté de larguer, durant cette phase, le robot d’exploration MINERVA que la sonde avait emporté avec elle, sans succès, la sonde se refusant à descendre en deçà d’une certaine altitude, handicapée par la perte de son second gyroscope et son système de navigation optique ayant apparemment du mal avec la forme particulière d’Itokawa

Une seconde tentative sera faite, mais sera un échec: l’équipe scientifique depuis la terre, après avoir fait manœuvré la sonde sonde suffisamment prêt de l’astéroïde, envoie la commande de largage à la sonde. Le problème étant que, le temps que cette dernière arrive à la sonde (300 millions de kilomètres de distance, même à la vitesse de la lumière, ça vous fait un sacré lagg quand même…), l’IA de cette dernière décide de reprendre de l’altitude car estimant être trop proche de l’astéroïde (44 mètres). De fait MINERVA est largué alors que la sonde s’éloigne, et ce dernier rate superbement sa cible, se perdant à jamais dans les tréfonds de l’espace.

Mais la mission doit continuer, le temps impartit à la sonde pour pouvoir regagner la terre lui étant compté. Le 19 novembre 2005, une autre descente est effectuée dans le but de remplir l’objectif principal: collecter des échantillons de roches. Cette fois, l’IA de la sonde ne fait pas de caprices et Hayabusa parvient s’approcher suffisamment près de l’astéroïde. Mais hélas, cent fois hélas, cette fois c’est un problème bien terrestre qui affecte le cours de cette mission: une panne d’antenne du centre de contrôle fait que l’équipe perd en partie le contact avec Hayabusa durant plusieurs heures, et une commande d’annulation de la mission lui est envoyée. Lorsque les transmissions sont rétablies, ils sont surpris de constater que la position que leur envoie la sonde est de… 100 Km au large d’Itokawa, alors qu’elle se trouvait à 10 mètres de sa surface et prétendait n’avoir pas bougé de cette position durant 30 minutes à en croire les transmissions restantes que pouvaient capter les équipes au sol au moment de l’incident.

Après analyse des enregistrements de la sonde, il s’est avéré que peu après la perte partielle de contact, la sonde aurai détecté un obstacle dans sa descente et aurai donc interrompu la séquence de prélèvement. N’étant cependant pas en position d’effectuer une remontée, elle aurai amorcé une descente et se serai posée sur l’astéroïde, restant 30 minutes à sa surface avant que son IA ne décide qu’il était temps de prendre le large, aucune instruction ne venant de la terre.

Avant d’aller plus loin, petite précision utile. Hayabusa n’a été en aucun cas prévue pour un atterrissage en bonne et due forme sur Itokawa; la méthode de prélèvement d’échantillons prévoyait que celle-ci se maintienne à petite hauteur du sol de l’astéroïde (moins d’un mètre), tire une bille de métal sur la surface afin de faire se soulever poussières et roches, ces dernières devant être aspirées par le cornet de prélèvement situé sous la sonde et prévu à cet effet. Le fait que Hayabusa ait réussi à se poser et à redécoller d’elle même n’était ni prévu ni envisageable, et pourtant… C’est bel et bien ce qu’il s’est passé à en croire les rapports de la JAXA.

Néanmoins, ce petit exploit en soit (c’est la première fois qu’une sonde se pose et redécolle d’un astéroïde) ne devait pas masquer le fait que l’objectif premier, à savoir le prélèvement d’échantillons, n’était toujours pas atteint. Une nouvelle tentative est donc faite le 25 novembre 2005, et la sonde va malgré tout toucher une nouvelle fois le sol de l’astéroïde, mais de façon bien plus violente puisqu’elle en rebondira dans l’espace et sera sévèrement endommagée et désorientée. Caramba, encore raté. L’équipe au sol perdra le contact avec elle jusqu’au 30 novembre, où l’inventaire des dégât a été fait.
Plusieurs fuites de divers carburants, des batteries endommagées, système de propulsion secondaire inopérant et des panneaux solaires qui ne sont pas placé de manière optimale par rapport à l’astre du jour, faisant que la sonde, dont les panneaux sont déjà faibles, a des problèmes d’alimentation. Critical hit…

La seule bonne nouvelle dans cet énième incident étant qu’il y a une forte probabilité que de la matière de l’astéroïde se soit engouffrée dans le cornet de prélèvement et ait été logée dans les compartiments de stockages, apparemment épargnés par le crash, en conséquence de quoi ceux-ci pourraient êtres placés dans la capsule de retour et cette dernière scellée, les scientifiques, au vu de l’état de la sonde, n’envisageant pas d’autre tentative. Des manœuvres sont entamées, à l’aide des moteurs à Ions, pour réorienter la sonde afin de lui donner une meilleure exposition aux rayons solaires. Leur réussite sera de courte durée, car le 8 décembre un changement de comportement de la sonde accompagné d’une rupture totale des communications avec elle met brutalement fin aux tentatives de ramener cette dernière sur terre avant l’échéance de la fenêtre de retour.

On pourrait croire que cette fois fut la bonne… Mais non, le signal de la sonde fut capté le 23 janvier 2006. S’en est suivie toute une série de manœuvres pour évaluer l’état de la sonde et en reprendre le contrôle. Après analyses, il a été émis une hypothèse pour expliquer cette perte de communications: une fuite de carburant aurait involontairement ré-orienté la sonde, et les antennes de cette dernière n’auraient plus été pointées dans la bonne direction. Les communications ont donc été impossibles le temps que la sonde fasse un tour sur elle-même.
Hayabusa est à présent salement endommagée: sur les 11 batteries dont elle disposait, seules 7 fonctionnent encore et deux de ses quatre moteurs à Ions sont encore en état de marche. Néanmoins, l’équipe en charge du projet estime que ce sera suffisant pour effectuer le retour sur terre… Si rien d’autre ne lâche d’ici là.

La boite d’échantillons contenant peut-être des morceaux d’Itokawa est en conséquence placée dans la capsule de récupération et cette dernière scellée en janvier 2007. Et le 25 Avril 2007 commence alors enfin le voyage de retour…

Au cours de la première phase de manœuvres, des tentatives ont lieu pour rallumer les moteurs à Ion déficients. Un troisième sera ré-activé avec succès, et les tentatives continueront, jusqu’au début de la seconde phase en février 2009, ou le dernier moteur récalcitrant se rallumera enfin. Toutefois, l’un des moteurs se désactivera de lui-même en novembre, à cause d’une anomalie de comportement sans doute due aux dégâts subits. L’équipe du projet, qui comptait sur la présence des quatre moteurs réunis pour la poursuite des manœuvres, réussi à combiner deux éléments des moteurs restant afin de compenser cette perte et pouvoir correctement orienter la sonde sur sa trajectoire de retour.

C’est ainsi que Hayabusa parvient, bon gré mal gré, à atteindre la Terre, effectuant les manœuvres restant à faire pour ajuster sa trajectoire et pouvoir s’échouer à un endroit prévisible à l’aide de ses seuls moteurs à Ions encore fonctionnels, les propulseurs classiques étant inopérants, moteurs qui n’étaient pas prévus pour de telles manœuvres…
Et c’est le 13 Juin 2010 que Hayabusa, épuisé, blessé, libère enfin la capsule d’échantillons lors de son entrée dans l’atmosphère terrestre. Le destin du faucon spatial s’achève ainsi, en une gerbe de flammes aussi fugace qu’une étoile filante dans un ciel d’été, tandis que la petite capsule, protégée par son bouclier thermique, fonce vers son objectif: le désert Australien de Woomera.

La capsule atterrira sans encombres et sera récupérée et expédiée au Japon, où elle devra passer toute une batterie de tests et de protocoles de décontamination avant que l’on puisse l’ouvrir pour éventuellement examiner son contenu. Hayabusa aura-t-elle réussi à ramener des morceaux d’Itokawa avec elle? La probabilité reste forte, mais rien n’est encore sûr, et les procédures précédant l’ouverture de la capsule dureront plusieurs mois; nous n’auront donc pas la réponse tout de suite… Mais si cela était vraiment le cas, ce serai la consécration du projet, déjà plus ou moins considéré comme une fierté nationale au Japon et qui suscite l’admiration du milieu spatial occidental face aux difficultés qui ont été surmontées malgré l’acharnement du destin sur cette malheureuse sonde. La JAXA considère qu’a défaut d’échantillons ramené, la mission d’Hayabusa aura été un succès au niveau technologique, démontrant la viabilité des moteurs à Ions pour les voyages spatiaux (les objectifs initiaux étaient de faire fonctionner ceux-ci durant au moins 1.000 heures, et ils auront fait au total 31.000 heures… Achievement fucking epicly unlocked) et montrant, involontairement certes, qu’il était possible de poser une sonde sur un astéroïde et de la faire revenir, une première dans l’histoire de la conquête spatiale dont les Japonais ont toutes les bonnes raisons de se sentir fiers.

Et de fait, il n’a pas fallu attendre bien longtemps pour que les Otaku quelque peu doués de leurs dix doigts rendent hommage à leur façon à la sonde. Vous pourrez apercevoir tout au long de la lecture de cet article des fanarts de personnifications d’Hayabusa en jeune fille. Une petite série de 4koma a été réalisée par orenji zerii, retraçant le périple de la sonde (là encore à l’aide de personnifications bien moé), riche en anecdotes à propos de l’histoire du voyage de la sonde, annotées en marge des 4koma en eux-mêmes. Vous pourrez la trouver facilement en consultant le tag hayabusa_(spacecraft) sur Danbooru.

On la voit même apparaitre sur l’illustration d’une chanson d’Hastune Miku, la célèbre Vocaloïd, nommée « Re:Message – Kimi no Koe ga Kikoeru kara ». Lui est-elle dédiée? Je n’en sais fichtre rien et n’ai rien pu trouver de bien convaincant qui puisse aller dans ce sens, même si le bon sens voudrait que ce soit le cas, plusieurs fanarts présents sur le web mettant en scène Miku et la fameuse sonde. Mais bon, comme je ne comprends toujours pas le lunaire… le japonais, pardon.

Hasard de la playlist de Tsumugi, la webradio d’Amo qu’elle est bien, du Gundam passe dans mes oreilles au moment où je tente de boucler ce fort long article, et je doit avouer que cela sied parfaitement à cette odyssée d’une petite sonde spatiale japonaise, qui malgré les difficultés rencontrées sur la route de ses objectifs, telle les Gundams des séries animées éponymes, elle y parvient malgré tout au dernier épisode, même en étant sérieusement endommagée, et avec une fin douce-amère.

Qui a dit que les machines n’avaient pas d’âmes? Au Japon en tout cas, beaucoup sont persuadés que Hayabusa en avait une.

EDIT: Mission accomplie.