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L'odyssée de Rosetta et Philae

 

Après plus de dix ans de voyage, la sonde spatiale européenne Rosetta est arrivée à bon port, à 100 km du noyau de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Cette arrivée fut suivie à la SAB lors d’un sympathique « barbecue de la comète » ! Mais quels sont les buts de cette mission ? Reprenons l’histoire à son début …

 

Les comètes sont des astres fascinants. Leurs noyaux sont des objets très primitifs, vestiges uniques de l’origine de notre Système Solaire. Les étudier de près devrait permettre de répondre à un certain nombre de questions fondamentales : quels matériaux étaient présents au tout début de l’histoire de notre système, l’eau a-t-elle été apportée sur Terre par les comètes, des molécules organiques complexes, telles que des acides aminés, sont-elles présentes dans les noyaux cométaires ?

 

Plusieurs missions spatiales ont déjà approché des comètes. En voici la liste :

$1·      • 1985 : ICE (NASA) – 21P/Giacobini-Zinner (survol sans images).

$1·      • 1986 : VEGA 1 & 2 (IKI), Giotto (ESA), Sakigake & Suisei (ISAS) – 1P/Halley (survols et images).

$1·      • 2001 : Deep Space 1 (NASA) – 19P/Borrelly (survol et images).

$1·      • 2004 : Stardust (NASA) – 81P/Wild 2 (survol et retour d’échantillons en 2006).

$1·      • 2005 : Deep Impact (NASA) – 9P/Tempel 1 (survol et impact).

$1·      • 2010 : EPOXI (ex-Deep Impact, NASA) – 103P/Hartley 2 (survol et images).

 

En particulier, Giotto révéla en 1986 que, contre toute attente, un noyau cométaire n’était pas un simple bloc de glace, mais un objet complexe, extrêmement sombre car recouvert d’une croûte de matériaux organiques complexes, et dégazant à travers des geysers situés sur la face éclairée. Stardust a pu rapporter sur Terre quelques poussières cométaires, mais seulement des éléments réfractaires (silicates) et non pas les glaces et éléments organiques du noyau. Enfin, la mission Deep Impact a permis de lancer un projectile à haute vitesse sur un noyau de comète et d’en étudier les conséquences. Cependant, toutes ces missions furent des survols rapides de quelques jours, tout au plus. Afin de comprendre en détail la nature des ces objets encore mystérieux, une mission plus complexe était nécessaire.

 

C’est là tout l’objet de la très ambitieuse mission Rosetta, de l’Agence Spatiale Européenne. Suivant une idée lancée en 1991, elle fut approuvée en 1994. L’idée est de placer une sonde (Rosetta) en orbite autour d’n noyau cométaire pendant plus d’un an et d’y déposer un atterrisseur (Philae) capable d’analyser sa surface in situ, rien de moins ! A noter que  le nom de Rosetta fait référence à la Pierre de Rosette, qui permit à Jean-François Champollion de déchiffrer les hiéroglyphes, grâce à la clé de déchiffrage fournie par l’obélisque de Philae.

 

Rosetta fut lancée le 4 mars 2004 depuis Kourou en Guyane, par une fusée Ariane 5. Elle entama alors un voyage complexe de plus de dix ans et de 6,4 milliards de km, seul moyen de se placer sur la même orbite que son objectif. Elle dut utiliser l’assistance gravitationnelle de la Terre (par trois fois) et celle de Mars, pour modifier sa trajectoire. Au passage elle survola et étudia les astéroïdes (2867) Šteins et (21) Lutetia.

 

Mais l’objectif final de Rosetta était donc la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Celle-ci fut découverte le 11 septembre 1969 par Klim I. Churyumov et Svetlana I. Gerasimenko (Ukraine). Son orbite est bien connue, avec une période de 6,45 ans, en faisant une cible idéale pour une mise en orbite et une étude détaillée, tout au long d’une bonne partie de sa trajectoire autour du Soleil.

 

Pour remplir leur mission, Rosetta et Philae sont bien équipés ! L’ensemble pèse 3 tonnes, dont 1,67 tonne de carburant. Le corps de Rosetta mesure 2,8 × 2,1 × 2,0 m et est équipé de très grands panneaux solaires de 32 m d’envergure. Il embarque 11 instruments scientifiques d’une masse de 165 kg, dont les caméras à haute résolution OSIRIS et le spectromètre VIRTIS. Philae, quant à lui, a une masse de 100 kg. Il est équipé de 3 pieds articulés et de harpons, afin de pouvoir se poser et rester à la surface du noyau sans rebondir ! Il possède 9 instruments, d’une masse de 21 kg, dont les caméras CIVA, un bras et un pénétrateur pour l’étude des propriétés du sol.

 

 Rosetta Philae small         Philae instruments small

Rosetta (à gauche) et Philae (à droite) – Schémas ESA.

 

Réveillée en janvier 2014, Rosetta commença à apercevoir son objectif dès le 21 mars dernier. Au fur et à mesure de l’approche, le noyau commença à révéler sa nature. Il est petit, environ 5 km dans sa plus grande dimension. Très rapidement, sa forme apparut particulièrement curieuse, visiblement constituée de deux morceaux accolés, lui donnant, pour certains, l’aspect d’un « canard de bain » ou bien d’une chaussure géante !

 

Le 6 août 2014, enfin, ce fut au grand soulagement des ingénieurs de l’ESA, l’arrivée à seulement 100 km du noyau, au terme de manœuvres complexes. Celles-ci ne font d’ailleurs que commencer. La sonde va d’abord décrire des « orbites » triangulaires devant le noyau à 100, puis 50 km de distance, avant de se faire réellement capturer par la très faible gravité de celui-ci, à 30, puis 10 km de distance.au terme de cette véritable danse autour du noyau de 67P, et, si l’activité de la coma ne la déstabilise pas trop, elle devrait, en novembre 2014, déposer à la surface l’atterrisseur Philae.

 

En attendant, les premières images rapprochées sont particulièrement spectaculaires. Elles révèlent comme jamais auparavant la nature très complexe et tourmentée d’un noyau cométaire. Le choix d’un site d’atterrissage pour Philae va s’avérer une tâche complexe !

 

Comet on 3 August 2014 fullwidth

Le noyau de 67P/Churyumov-Gerasimenko vu le 3 août 2014 d’une distance de 285 km par la caméra OSIRIS. La résolution est de 5,3 m/pixel.

Crédits : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

 

Comet details fullwidth

Détail depuis 130 km, avec une résolution de 2,4 m/pixel.

Crédits : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

 

Comet close-up fullwidth

Vue depuis 120 km, avec une résolution de 2,2 /pixel. On voit en bas l'ombre projetée par la "tête" du noyau" sur la partie principale.

Crédits : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

 

Une aventure que va donc nous tenir en haleine pendant les mois à venir (la mission devant officiellement se terminer en décembre 2015). Imaginez les images à venir à courte distance, et surtout depuis la surface du noyau. Et également les innombrables et précieuses données qui seront recueillies ! Comme il fut dit lors de la conférence de presse du 6 août : « 10 ans de conception, 10 ans de voyage et … 10 ans d’analyse des résultats » !

 

Le blog de Rosetta pour suivre l’aventure en direct : http://blogs.esa.int/rosetta/

 

Vincent Boudon.