La fusée Atlas V chargée de propulser le vaisseau a décollé samedi à 05H34 heure locale (09H34 GMT) depuis Cap Canaveral en Floride.

L'engin sera le premier à énergie solaire à s'aventurer aussi loin du Soleil, et observera davantage d'astéroïdes que n'importe quel autre avant lui: huit en tout.

Chacun de ces astéroïdes doit "livrer une partie de l'histoire de notre système solaire, de notre histoire", a déclaré durant une conférence de presse avant le lancement Thomas Zurbuchen, directeur de la division science de l'agence spatiale américaine.

Le vaisseau survolera d'abord vers 2025 un astéroïde de la ceinture principale d'astéroïdes, située entre Mars et Jupiter. Puis, entre 2027 et 2033, il rendra visite à sept astéroïdes troyens.

Le plus large d'entre eux mesure environ 95 km de diamètre.

Lucy approchera les objets sélectionnés à une distance comprise entre seulement 400 et 950 kilomètres, selon leur taille, et à une vitesse d'environ 24.000 km/h.

Grâce à trois instruments scientifiques à bord ainsi qu'une grande antenne, les chercheurs veulent étudier leur géologie, leur composition ainsi que leur densité, leur masse et leur volume précis. Des mesures impossibles à faire avec les télescopes depuis la Terre.

"Lucy incarne la quête permanente de la Nasa pour s'aventurer plus loin dans le cosmos, au nom de l'exploration et de la science, afin de mieux comprendre l'univers et notre place en son sein", a déclaré peu après le décollage Bill Nelson, le patron de l'agence spatiale américaine, dans un communiqué.

Les astéroïdes troyens, dont environ 7.000 sont connus, évoluent autour du Soleil en deux groupes, l'un précédant Jupiter, l'autre la suivant.

"L'une des choses surprenantes à propos des astéroïdes troyens, c'est qu'ils sont très différents les uns des autres, en particulier leur couleur: certains sont gris, d'autres rouges", a expliqué Hal Levison, chercheur principal pour cette mission.

"Nous pensons que leur couleur indique d'où ils viennent."

- Diamant dans le ciel -

Lucy procédera, durant son périple de plus de 6 milliards de kilomètres, à trois survols de la Terre pour profiter de son assistance gravitationnelle afin de se propulser. Le vaisseau sera ainsi le premier engin spatial à revenir dans le voisinage de la planète bleue depuis les confins du système solaire.

Ses deux panneaux solaires sont immenses, mesurant chacun plus de sept mètres de diamètre.

La mission a été nommée Lucy en référence au fossile d'australopithèque découvert en Ethiopie en 1974, ayant permis d'éclairer l'évolution de l'humanité -- la Nasa souhaitant ici éclairer l'évolution du système solaire.

Les chercheurs ayant retrouvé ce squelette écoutaient à l'époque la chanson des Beatles "Lucy in the sky with diamonds". En clin d'oeil, le logo officiel de la mission de la Nasa a été dessiné en forme de diamant.

"Nous embarquons bien un diamant à bord", a souri lors de la conférence de presse avant le lancement Phil Christensen, responsable de l'instrument scientifique nommé L'TES, qui contient la pierre précieuse.

Cet instrument mesurera la lumière infrarouge, ce qui permettra de déterminer la température à la surface des astéroïdes.

"En comparant ces mesures de nuit et de jour, nous pouvons déterminer si la surface est faite de blocs de roche ou de poussière fine et de sable", a-t-il expliqué. En effet, la roche refroidit moins vite que le sable la nuit.

Le coût total de la mission, dont ses 12 années d'opérations, est de 981 millions de dollars.