Rosetta ; rendez-vous avec nos origines

 

6 novembre 2014

 

 

Rosetta : rendez-vous avec nos origines

 

par Philippe Chauvin

 

 

Dessin d’artiste représentant la sonde Rosetta larguant Philae vers la surface de la comète Churyumov-Gerasimenko. © ESA–C. Carreau/ATG medialab

9h35 du matin, un bidule s’approche d’un glaçon. Une boîte s’en détache et descend doucement vers le glaçon. A 16h35 la boîte qui a sorti trois pieds se pose sur le glaçon. 28 minutes et 20 secondes plus tard nous arrivent les premières images du glaçon réalisées par la boîte.

 

Si tout se passe bien, se scénario se déroulera à plus de 400 millions de kilomètres de la Terre le 12 novembre. Le bidule est une sonde spatiale qui s’appelle Rosetta développée par l’Agence spatiale européenne. Le glaçon est le noyau de la comète Churyumov-Gerasimenko et la boîte à trois pieds, l’atterrisseur Philae.

 

Mais que vont donc faire ces terriens sur le noyau de cette comète et pourquoi donc aller se promener aussi loin ! Bref à quoi sert cette dépense d’argent, de temps et d’énergie ?

 

Les comètes vestiges de nos origines

Pour comprendre il faut remonter à notre origine, il y a 4,6 milliards d’années. A cette époque un gigantesque nuage de poussières et de gaz se contracte. Au centre, l’hydrogène s’effondre et forme le Soleil. Autour, les grains de poussières, qui tournent autour du Soleil sur un disque, commencent à s’agglutiner. Petite poussière devient caillou, puis rocher, puis … C’est ainsi que se forment les planètes du système solaire. Près du Soleil, il y a les planètes telluriques possédant une surface comme la Terre. Un peu plus loin les géantes gazeuses, et encore un plus loin au bord du système solaire, là où il fait très froid, des blocs qui pour certains sont constitués de glaces, pour d’autres de silices, bref de gros « cailloux » plus ou moins denses.

Mais le système solaire, comme le reste d’ailleurs, évolue au cours du temps. Ces blocs de glaces peuvent être déstabilisés et leurs trajectoires modifiées. Ils vont partir en direction du Soleil. En se rapprochant de notre étoile ils se réchauffent très vite et la glace se transforme en vapeur. Gaz, et poussières sont éjectés sous forme de jets et constituent un nuage : la coma. Nous sommes en présence d’une comète.

 

Les noyaux cométaires sont donc des restes de la nébuleuse primitive. Etant très froids et loin du Soleil, ils ne subissent pas de transformation chimique. Seule la nature de leur surface se modifie au fur et à mesure qu’ils s’approchent de notre étoile. Ce sont les restes archéologiques de la formation des planètes, dont la Terre.

 

Ces noyaux cométaires au début de la formation du système solaire, dans le premier milliard d’année, ont été nombreux à tomber en direction du Soleil et pour certains à s’écraser sur la Terre. Constitués principalement de glace d’eau, ils pourraient avoir joué un rôle dans l’évolution de la Terre, en lui apportant de grandes quantités d’eau, mais aussi des molécules beaucoup plus complexes et peut-être des molécules pré biotiques issues de la nébuleuse primitive.

 

N’oublions pas que les humains ont souvent le nez en l’air et ils en ont vu passer des comètes, qui bien souvent étaient interprétées comme de mauvais augures !

Et vous croyez que les scientifiques, astrophysiciens de tout poil, vont les regarder en croisant les doigts pour que le ciel ne leur tombe pas sur la tête. Observer et comprendre ! Qu’elle est leur histoire, leur nature, quel rôle ont-elles joué dans l’évolution du système solaire et de la Terre ?

Image de la comète Churyumov-Gerasimenko prise par la sonde Rosetta de l'ESA. C'est une des caméras de l’expérience Civa, embarquée à bord de l'atterrisseur Philae, qui l'a prise. Cette expérience Civa dispose de caméras qui permettront de voir le panorama autour de Philae quand il sera sur le noyau de la comète. L'autre partie de l'expérience analysera la matière collectée à la surface du noyau et en profondeur. Sur la photo on voit parfaitement les panneaux solaires qui permettent à la sonde d'avoir du courant électrique et au-dessus des panneaux solaires, le noyau de la comète. Le corps du canard en avant plan, derrière la tête, et au milieu ... le cou du canard... avec ... des jets de gaz et de poussière qui s'en échappent. © ESA/Rosetta/Philae/CIVA

L’exploration spatiale des comètes, un défi scientifique et technologique

Observer les comètes avec des télescopes est important, mais envoyer une sonde dans leurs environnements c’est accéder plus efficacement à la composition de ces objets.

 

En mars 1986, pour la première fois cinq sondes, 2 soviétiques, 2 japonaises et une européenne, ont frôlé la comète de Halley. C’est la découverte du noyau de Halley, de sa nature glacée et surtout de sa surface très sombre, couverte de carbone et probablement d’hydrocarbures.

 

C’est à partir de cette date que la communauté européenne a décidé qu’il fallait non seulement envoyer une sonde vers le noyau d’une comète mais également tenter de s’y poser afin de prélever et analyser ses constituants. Le projet d’abord international devint ensuite américano-européen pour finalement être européen en 1994. La sonde est donc construite sous l’égide de l’ESA. Elle se compose d’un orbiteur, Rosetta, et d’un atterrisseur, Philae. Les 21 instruments embarqués à bord de Rosetta et Philae sont TOUS fabriqués par les laboratoires de recherche européens, avec une participation de laboratoires US. Les industriels n’ont, soient pas les compétences, soient pas l’allant pour les construire …

 

L’équipée Rosetta

Lancée en mars 2004, la sonde passe deux fois près de la Terre et une fois près de Mars pour utiliser l’assistance gravitationnelle et augmenter ainsi sa vitesse tout en affinant sa trajectoire. Elle passe au-dessus de deux astéroïdes, Steins et Lutetia pour aller à la rencontre de la comète Churyumov-Gerasimenko à plus de 400 millions de km de la Terre. L’objectif est de mettre en orbite la sonde autour du noyau de la comète avant que celle-ci ne soit trop proche du Soleil. Peu chauffé, le noyau n’éjecte que peu de gaz et de poussière, ce qui permet à la sonde d’analyser le noyau de la comète, de suivre la formation de la coma et surtout de tenter d’y poser l’atterrisseur Philae. Churyumov-Gerasimenko devant être au point le plus proche du Soleil le 13 août 2015, la mise en orbite a été prévue en aout 2014 et l’atterrissage de Philae en novembre, l’orbiteur continuant à observer et analyser la comète le plus longtemps possible.

 

Promenade autour d’un canard en plastique

C’est entre le 3 et le 6 août que la sonde Rosetta se met en orbite autour de la comète. Première surprise, la comète a la forme d’un canard en plastique avec une tête, un cou et un corps un peu plus gros. En gros, 7 km de long sur un maximum de 3,2 km de large, la tête du canard ayant un diamètre de 2,5 km. La comète tourne sur elle-même en un peu plus de 12 h. D’une masse de 10 milliards de tonnes elle a une densité très faible de 0,4 g/cm3 ce qui en fait un objet très « léger ». En septembre elle produisait de 1 à 5 litres de vapeur d’eau par seconde, la majorité des jets de vapeur provenant du cou du canard. Les mesures font apparaître une température de surface variant entre -70°C à l’ombre et -40°C au soleil. Sous cette surface les températures varient entre -240°C et -110°C. Elle est recouverte d’une épaisse couche de poussière. Quand on voit des clichés de ce noyau, on a l’impression de voir un paysage de montagne recouvert de neige.

 

Une aventure pour comprendre d’où l’on vient

18 ans pour préparer la mission, définir ses objectifs scientifiques, construire l’orbiteur, son atterrisseur et les instruments. Dix ans de vol interplanétaire pour rejoindre la comète Churyumov-Gerasimenko. Un an d’observation de cet objet céleste si tout se passe bien. Viendront ensuite les dépouillements et analyses des données.

 

Mieux comprendre la formation du système solaire et de la Terre, appréhender les transformations chimiques qui ont cours dans le milieu interstellaire et découvrir quelles sont les briques élémentaires permettant l’apparition de la vie, tels sont les objectifs de cette mission de plus de 28 ans.

 

Mais pour ce faire, pour avancer dans nos connaissances et permettre grâce au développement de la recherche fondamentale les avancées technologiques qui feront notre monde de demain, il est indispensable de voir loin. La recherche et la connaissance ne peuvent se contenter d’une vision à court terme ayant pour seul objectif le profit immédiat. La science n’est pas un jeu de boursicoteur attardé mais nécessite un esprit clairvoyant, n’ayant pas peur de l’inconnu et du risque tout en s’appuyant sur une stabilité en moyens humains et financiers qui seuls permettent de construire notre avenir…  tout l‘inverse du monde libéral…

 

A visiter absolument :

- http://blogs.esa.int/rosetta/

- http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/11305-rosetta-rendez-vous-avec-la-comete-churyumov-gerasimenko.php

- http://www.insu.cnrs.fr/fr/Rosetta

 

 

Cette photo, ou plutôt cet ensemble de photos, a été pris le 28 octobre, la sonde se trouvait à 7,7 km de distance de la surface de Churyumov-Gerasimenko. Ce paysage nous rappelle étrangement une image de montagnes enneigées. Ce n'est pas de la neige mais de la poussière, certes très très glacée. Les nombreux éboulements en haut à gauche ne sont pas dus à la rupture d'une corniche de neige provoquée par un poids excessif. Il s'agirait plutôt d'un éboulement enclenché par la sublimation de la glace et le dégazage violent de la matière cométaire chauffée par le Soleil. © ESA/Rosetta/NAVCAM

 

Philippe Chauvin

6 novembre 2014

L‘exploit, se poser sur une comète

La sonde Rosetta tournant autour de Churyumov-Gerasimenko, la rasant parfois à moins de 8 km de distance, s’apprête à larguer son module Philae. Celui-ci va descendre doucement vers le noyau de la comète. En s’approchant, Philae va déployer ses trois bras équipés de grappins.

Le défi est énorme. Il faut que les bras se déploient, que Philae se pose sur ses trois pieds, qu’il ne soit pas en équilibre instable, que la couche de poussière soit suffisamment dense ou pas assez épaisse pour que l’atterrisseur ne s’enfonce pas, que Philae ne rebondisse pas et reparte, que …

Ca y est Philae est sur la comète. Des caméras prennent des images de l’environnement de la comète. Des analyseurs de poussière et de gaz sont mis en route. Des antennes mesurent le champ électrique et magnétique. Un radar scrute l’intérieur du noyau. Une sonde creuse la surface pour prélever des échantillons qui sont ramenés dans la sonde pour y être observés et analysés, …

 

Même si cet exploit n’est pas réalisé, la sonde Rosetta sera toujours en orbite. Elle pourra observer le comportement de la comète, étudier gaz et poussières qui seront éjectés, analyser le sol de la comète, …

 

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