Dans sa volonté de fixer des objectifs d'exploration pour l'avenir, le programme Discovery de la NASA a lancé l'appel à propositions pour sa treizième mission Discovery en février 2014. Après avoir examiné les 27 propositions initiales, un panel de la NASA et d'autres scientifiques et ingénieurs ont récemment sélectionné cinq demi-finalistes pour la recherche et le développement supplémentaires, dont un ou deux seront lancés d'ici les années 2020.
Avec un œil sur Vénus, des objets proches de la Terre et des astéroïdes, ces missions regardent au-delà de Mars pour répondre à d'autres questions sur l'histoire et la formation de notre système solaire. Parmi eux se trouve la mission Psyché proposée, un vaisseau spatial robotique qui explorera l'astéroïde métallique du même nom - 16 Psyche - dans l'espoir de faire la lumière sur les mystères de la formation des planètes.
Découverte par l'astronome italienne Annibale de Gasparis le 17 mars 1852 - et nommée d'après une figure mythologique grecque - Psyché est l'un des dix astéroïdes les plus massifs de la ceinture d'astéroïdes. C'est aussi l'astéroïde de type M le plus massif, une classe spéciale appartenant aux astéroïdes composés principalement de nickel et de fer.
Depuis quelque temps, les scientifiques ont émis l'hypothèse que cet astéroïde métallique est en fait le survivant d'une protoplanète. Dans ce scénario, une violente collision avec un planétésimal a enlevé les couches rocheuses externes de Psyché, ne laissant derrière lui que l'intérieur métallique dense. Cette théorie est étayée par des estimations de la densité apparente, des spectres et des propriétés de surface radar de Psyché; qui montrent tous que c'est un objet pas comme les autres dans la ceinture.
De plus, cette composition de 16 Psyché est étonnamment similaire à celle du noyau métallique de la Terre. Étant donné que les astronomes pensent que de plus grandes planètes comme Vénus, la Terre et Mars se sont formées à partir de la collision et de la fusion de mondes plus petits, Psyché pourrait être le reste d'une protoplanète qui n'a pas réussi à créer un corps plus grand.
Si un tel planétésimal avait été frappé par un objet suffisamment grand, il aurait pu perdre son extérieur de masse inférieure tout en gardant son noyau intact. Ainsi, l'étude de ce corps de 250 km de large offre une occasion unique d'en savoir plus sur l'intérieur des planètes et des grandes lunes, dont les noyaux sont cachés sous plusieurs kilomètres de roche.
La Dre Linda Elkins-Tanton de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'Université d'État de l'Arizona est la chercheuse principale de cette mission. Comme elle et son équipe l’ont indiqué dans leur document de proposition de mission, qui a été initialement soumis dans le 45e conférence des sciences lunaires et planétaires (2014):
«Cette mission serait un voyage dans le temps vers l'une des premières périodes d'accrétion planétaire, lorsque les premiers corps se différenciaient non seulement, mais étaient pulvérisés, déchiquetés et accrétés par des collisions. C'est aussi une exploration, par procuration, de l'intérieur des planètes terrestres et des satellites d'aujourd'hui: nous ne pouvons pas visiter un noyau métallique autrement.
«Pour toutes ces raisons, couplée à l'accessibilité relative aux rendez-vous et à l'orbite à faible coût, Psyché est une superbe cible pour une mission de classe Discovery qui caractériserait sa géologie, sa forme, sa composition élémentaire, son champ magnétique et sa distribution de masse.»
Une mission robotique à Pysche aiderait également les astronomes à en savoir plus sur les mondes métalliques, un type d'objet du système solaire que les scientifiques connaissent très peu. Mais peut-être la principale raison d'étudier 16 Psyché est le fait qu'elle est unique. Jusqu'à présent, ce corps est le seul corps métallique semblable à un noyau qui a été découvert dans le système solaire.
Le vaisseau spatial proposé serait en orbite autour de Psyché pendant six mois, étudiant sa topographie, les caractéristiques de surface, la gravité, le magnétisme et d'autres caractéristiques. La mission serait également rentable et rapide à lancer, car elle est largement basée sur la technologie utilisée dans la fabrication de la sonde Dawn de la NASA. Actuellement en orbite autour de Cérès, la mission Dawn a démontré l'efficacité de nombreuses nouvelles technologies, dont la plus importante était le propulseur à ions xénon.
La mission de l'orbiteur Psyché a été sélectionnée comme l'un des cinq demi-finalistes du programme Discovery le 30 septembre 2015. Chaque proposition a reçu 3 millions de dollars pour des études d'un an afin de définir des plans de mission détaillés et de réduire les risques. Un ou deux finalistes seront sélectionnés pour recevoir le budget du programme de 450 millions de dollars (moins le coût d'un lanceur et des opérations de la mission) et seront lancés en 2020 au plus tôt.
