25 Mars 2014

Rosetta, à la poursuite de la comète

Qui aurait imaginé d'aller poser une sonde sur un caillou glacé crachant gaz et poussières et évoluant à une vitesse de 35 000 km/h, à quelques 450 millions de kilomètres du Soleil ? Après 10 ans de voyage, la sonde européenne Rosetta et son atterrisseur Philae ont rendez-vous avec la comète Churyumov-Gerasimenko.

A la poursuite de la comète

La mission Rosetta est un pari fou : envoyer une sonde déposer un atterrisseur sur une comète et suivre celle-ci durant son passage près du Soleil. Pourquoi tenter cette aventure à haut risque ? Parce que les comètes peuvent nous aider à comprendre la formation de notre système solaire et… l'apparition de la vie sur Terre.

La mémoire de notre système solaire

Une capsule à l'abri du temps, renfermant les secrets de la formation du système solaire.

C'est ainsi que l'on pourrait définir une comète. Car ces corps célestes sont fait de matière primordiale, c'est-à-dire de gaz gelés et de poussières identiques à ceux qui ont donné naissance aux planètes de notre système solaire.

Il y a 4,6 milliards d'années, le Soleil s'est formé à partir de la nébuleuse primitive, un vaste nuage de gaz et de poussières qui s'est effondré sur lui-même. Cette nébuleuse s'est aplatie, ses composants se sont coagulés sous forme de planétoïdes puis ceux-ci, en s'entrechoquant, ont donné naissance aux planètes, aux comètes et aux astéroïdes.

Rejetées au plus loin du Soleil, les comètes ont subsisté sous leur forme originelle, congelées !

 

De gaz et de poussières

On pense qu'il existe deux "nids à comètes" : l'un aux confins du système solaire, appelé nuage de Oort, et l'autre au-delà de l'orbite de Neptune, appelé la ceinture de Kuiper.

Sous l'effet de l'attraction de planètes ou d'étoiles proches, des comètes quittent leur nid froid pour entamer une orbite qui va les amener près du Soleil.

Chauffée par cet astre, une partie de leur matière se sublime, c'est-à-dire qu'elle se transforme en gaz.

Des particules de poussières s'échappent alors de leur noyau, entraînées par le flux de gaz sous pression. Elles forment autour de son noyau, une chevelure, ou coma, qui se prolonge par une queue lumineuse.

Une pierre de Rosette pour déchiffrer les comètes

  • La mission européenne Rosetta a été nommée en référence à la pierre de Rosette qui comportait un texte gravé en trois écritures. Grâce à elle, l'égyptologue Jean-François Champollion a pu déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens. L'obélisque Philae qui comportait des inscriptions en grec et en hiéroglyphe a ensuite permis de compléter ces traductions. La sonde Rosetta et l'atterrisseur Philae nous aideront, eux, à déchiffrer l'histoire des comètes.

Chercher la vie

Ce sont les observations spatiales qui ont véritablement permis d'en savoir plus sur les comètes.

En 1986, la sonde européenne Giotto a survolé la comète de Halley, qui nous visite tous les 76 ans environ, et photographié son noyau solide et les jets de gaz et de poussières qui s'en échappent.

En 2005, la mission américaine Deep Impact a envoyé un engin s'écraser contre la comète Temple-1 pour analyser les débris projetés.

En 2010, cette même sonde a observé la comète Hartley et précisé la forme de son noyau. Elle a aussi révélé que l'eau de cette comète était proche de celle présente sur Terre.

Une indication qui pourrait répondre à la question de la vie sur Terre : de nombreuses comètes auraient percuté la Terre après sa formation. Elles auraient formé une partie des eaux des océans et apporté les composés organiques à la base de la vie, en particulier le carbone.

 

Les comètes, C'est pas sorcier !

En savoir plus :

 

Rendez-vous en milieu hostile

La sonde Rosetta a rendez-vous avec la comète Churyumov-Gerasimenko. Elle effectue pour cela un voyage de plus de 6 milliards de kilomètres, long de 10 ans. Au bout de ce voyage, c'est l'inconnu qui l'attend.


Des plans sur la comète

Churyumov-Gerasimenko, nom de code 67P (P pour Périodique), est une comète qui évolue entre l'orbite de Jupiter et celle de la Terre.

Elle a été choisie parce que orbite est accessible et son noyau encore relativement intact : elle est entrée récemment dans le système solaire interne (entre le Soleil et Jupiter), suffisamment près de notre astre pour qu'elle se transforme sous l'effet de sa chaleur, mais assez loin pour être détruite comme la comète Ison, qui n'a pas survécu à son passage près du Soleil en décembre 2013.

Enfin, elle revient tous les 6,5 ans, ce qui permet de fixer une date de rendez-vous raisonnable. Grâce à des images du télescope Hubble, nous savons une petite idée de sa forme et de sa taille, estimée à 4 km environ et sa période de rotation, environ 12h.

Mais c'est tout ce que l'on sait d'elle… Rosetta et son atterrisseur Philae découvriront son véritable visage au dernier moment !

 

Un voyage de 10 ans

Rosetta déposera l'atterrisseur Philae sur la comète Churyumov-Gerasimenko en novembre 2014.

Son voyage pour se rendre à destination, à 550 millions de kilomètres du Soleil, aura duré plus de 10 ans. Après avoir tourné 4 fois autour du Soleil, utilisé 3 fois l'attraction terrestre et une fois celle de Mars pour relancer sa course, comme un effet rebond, Rosetta s'est trouvée très loin du Soleil.

Pour économiser ses équipements et son énergie, il a fallu l'endormir, le 8 juin 2011, et la laisser suivre son chemin sur une orbite prédéfinie qui va rejoindre celle de la comète.

En janvier 2014, Rosetta est encore à 670 millions de kilomètres du Soleil, mais c'est suffisamment près pour alimenter normalement la sonde en énergie.

Après deux ans d'hibernation, l'heure du réveil a sonné ! Mais il faudra patienter 10 mois avant l'atterrissage de Philae, le temps de rejoindre et d'observer Churyumov-Gerasimenko.

 

 


Rosetta, un très long voyage par CNES

Rendez-vous avec une inconnue

En réalité, on ne sait ni vraiment où se trouve la comète Churyumov-Gerasimenko, ni à quoi elle ressemble !

Le premier instrument d'observation mis en route sera un télescope qui, dès le mois de juin, cherchera à localiser la comète. Une fois celle-ci repérée puis rejointe, Rosetta tournera autour d'elle pour analyser en détail sa forme, le relief de sa surface, sa gravité, son environnement gazeux, la quantité et la densité des poussières présentes.

Ces indications serviront à déterminer le site d'atterrissage de Philae.

Et il ne faudra pas tarder, car plus Churyumov-Gerasimenko se rapprochera du Soleil, plus elle rejettera de gaz et de poussières.

Autant de dangers pour la manœuvre d'atterrissage de Philae. Rosetta, elle, devra de toutes façons les affronter pour escorter Churyumov-Gerasimenko pendant et après son passage au plus près du Soleil, appelé périhélie. L'occasion est unique !

 

 

En savoir plus :

 

  • Vidéo CNES/CNRS  :

 

Des révélations inédites

La sonde Rosetta et son atterrisseur Philae vont étudier le noyau de la comète Churyumov-Gerasimenko ainsi que l'environnement de gaz et de poussières qui l'entoure. Chacun emporte une dizaine d'instruments conçus pour opérer dans un milieu extrême et… changeant. Avec, à la clé, la promesse de révélations inédites.

Un voyage instructif

Durant son voyage, Rosetta a déjà beaucoup travaillé. Elle a survolé 3 fois la Terre, est passée au-dessus de Mars et a croisé deux astéroïdes : Steins, en septembre 2008, et Lutetia, en juillet 2010.

Les astéroïdes sont eux aussi des témoins de la naissance du système solaire.

De taille réduite — de quelques kilomètres à pusieurs centaines de kilomètres — ils sont difficilement observables depuis la Terre.

Les instruments de Rosetta et de Philae ont pu confirmer leur âge, déterminer leur forme et analyser la composition de leur surface.

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Un labo en milieu hostile

La sonde Rosetta va accompagner Churyumov-Gerasimenko jusqu'à ce que la comète ait effectué son passage au plus près du Soleil, en août 2015 et au-delà.

Jusqu'en décembre 2015, l'orbiteur européen va analyser son noyau, sa queue et sa coma durant cette phase d'activité intense. A son bord, 12 instruments : des caméras optiques et infrarouges, des instruments radio, des microscopes, des spectromètres de masse et même des micro-balances pour mesurer la quantité de poussière recueillie par Rosetta.

Une expérience française va également analyser la structure interne de son noyau par tomographie : un signal radio est envoyé depuis Philae vers Rosetta, à travers le cœur de la comète, puis retransmis vers l'orbiteur.

Son analyse devrait donner des indications sur les structures qui composent le noyau.

Creuser la question

L'atterrisseur Philae est le relais de Rosetta sur la comète.

Dès la descente, il activera ses caméras. Sur les 10 expériences embarquées, l'expérience Civa compte à elle seule 7 micro-caméras, un microscope optique et un spectromètre imageur infrarouge.

Elle est destinée à fournir des images détaillées du site et des échantillons prélevés sur le noyau de Churyumov-Gerasimenko.

Philae, va en effet forer la surface du noyau de la comète sur une profondeur d'environ 10 cm.

Les échantillons recueillis seront analysés par microscope avant d'être chauffés dans un mini-four où ils seront analysés par spectrométrie de masse et chromatographie. Ces deux procédés séparent les composés moléculaires d'un corps, ce qui permet de révéler leur nature.

Philae doit être opérationnel pendant au moins quelques jours, mais tant qu'il survivra aux poussières, aux gaz et aux températures qui vont sans cesse augmenter, il poursuivra sa mission. Peut-être plusieurs mois durant ?

Le CNES, centre des opérations scientifiques


Le CNES a participé à la conception d'une dizaine d'instruments embarqués sur Rosetta et 7 sur Philae. Il est aussi le coordinateur des activités scientifiques de Philae. Son centre technique toulousain accueille le Centre d'opération scientifique et de navigation (SONC) de la mission où travaillent 25 personnes.

Le CNES est notamment chargé de fournir toutes les données qui permettrons de sélectionner le site d'atterrissage de Philae : relief, ensoleillement, gravité, etc., de réceptionner, traiter puis transmettre aux scientifiques les données recueillies par les expériences embarquées, ainsi que de les archiver.