Réveil attendu de la sonde cométaire Rosetta le 20 janvier 2014

Les comètes sont de petits corps primitifs du système solaire. En route vers la comète Churyumov-Gerasimenko, la sonde Rosetta de l’ESA sera réactivée le 20 janvier prochain afin de préparer leur rendez-vous. L’instrumentation à bord de la sonde Rosetta, dans laquelle s’est fortement impliqué un certain nombre d’équipes participant au Labex ESEP (LATMOS - LERMA - LESIA - LISA - LPC2E), devrait permettre de formidables avancées dans la compréhension des comètes et de la formation du système solaire.

Les comètes se situent en périphérie du système solaire, suffisamment éloignées du Soleil pour être protégées de son rayonnement. Corps glacés, elles renferment ainsi les éléments primordiaux à partir duquel le système solaire s’est formé il y a 4,5 milliards d’années. Lorsqu’elles s’engagent dans le système solaire interne et se rapprochent du Soleil, les glaces se subliment et libèrent la matière piégée par la comète, dessinant de magnifiques queues de gaz et de poussières sur des dizaines de millions de kilomètres.

La mission Rosetta a été mise en œuvre par l’ESA (Agence Spatiale Européenne).
Le principal objectif de cette mission est de nous aider à comprendre l’origine et la formation du système solaire, en particulier en étudiant le rôle qu’ont pu jouer les comètes dans l’ensemencement de la Terre, et éventuellement de la vie.
La comète cible de la mission Rosetta, 67P/Churyumov-Gerasimenko, appartient à la famille de comètes de Jupiter. Contrairement aux comètes - telle la célèbre comète de Halley - qui proviennent du nuage d’Oort (un gigantesque réservoir de comètes entourant le système solaire), cette famille de comètes de courte période orbitale est originaire de la ceinture de Kuiper et la composition isotopique de leur glace serait comparable à celle de l’eau présente sur Terre. Ces comètes pourraient ainsi avoir contribué à alimenter en eau notre planète.

Vue d'artiste de la sonde cométaire Rosetta
Vue d’artiste de la sonde cométaire Rosetta

Crédits : ESA - J. Huart

Lancée en 2004, la sonde Rosetta a été mise en sommeil en juin 2010.
Après 957 jours d’hibernation permettant d’économiser son énergie pour la suite des manœuvres, son réveil est programmé pour le 20 janvier 2014 et la sonde sera mise en orbite autour de la comète en août 2014. Rosetta cartographiera ensuite la surface de la comète Churyumov-Gerasimenko et permettra aux scientifiques de déterminera le site optimal pour larguer son atterrisseur Philaé le 11 novembre 2014 sur la surface cométaire.
À partir de décembre 2014, Rosetta escortera la comète et étudiera l’activité cométaire croissante à mesure que Churyumov-Gerasimenko s’approchera du Soleil.

La mission Rosetta est pionnière pour de nombreuses raisons.
C’est la première fois qu’une sonde voyage au-delà de la ceinture principale d’astéroïdes - entre l’orbite de Mars et Jupiter - en puisant exclusivement son énergie dans ses panneaux solaires dont l’envergure d’une extrémité à l’autre est de 32 mètres (pour une surface totale de 64 m2). Cette dimension record pour des panneaux solaires lui permet de fonctionner à une distance de 800 millions de kilomètres du Soleil, où l’énergie solaire reçue est 25 fois moindre que sur Terre.
C’est également la première fois qu’une sonde se met en orbite autour d’une comète et largue un atterrisseur sur le noyau. Ces différentes étapes requièrent des manœuvres délicates qui font de Rosetta une mission complexe et ambitieuse.
De plus, Philaé obtiendra les premières images prises à la surface d’une comète et réalisera les premières analyses in situ en forant la surface cométaire.
Rosetta constitue en outre la première mission témoignant de l’évolution de l’activité cométaire tandis qu’elle se dirigera vers le Soleil.

La mission s’avère aussi périlleuse. Contrairement aux missions opérant d’ordinaire dans le vide interplanétaire, celle-ci s’effectue dans un environnement cométaire relativement inconnu, composé de gaz et de poussières. Ces poussières sont préoccupantes car elles peuvent se déposer sur les panneaux solaires mais aussi altérer les performances des instruments. Les manœuvres de la sonde s’effectueront avec prudence afin d’éviter les collisions avec des rochers ou des débris, ainsi qu’avec les jets produits par l’activité cométaire. D’autre part, la gravité à la surface de la comète est 20 millions de fois plus faible que sur Terre, rendant délicat l’atterrissage de Philaé. Un système constitué d’un harpon et de crampons s’agrippant à la surface de la comète et un propulseur poussant Philaé vers le bas sont prévus pour éviter que l’atterrisseur ne rebondisse sur la comète.

Vue d'artiste de l'atterrisseur Philaé sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko
Vue d’artiste de l’atterrisseur Philaé sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko

Crédits : ESA / AOES Medialab

La sonde Rosetta et son atterrisseur Philaé sont équipés de 21 instruments.
Le CNES (Centre National d’Études Spatiales) s’est fortement investi dans la mission. Le CNES est notamment impliqué dans l’atterrisseur Philaé en partenariat avec le DLR (Centre Allemand pour l’Aéronautique et l’Aérospatial) et l’ASI (Agence Spatiale Italienne).
La composante sol de l’atterrisseur Philaé est composée de deux entités :

  • le SONC (Centre des Opérations Scientifiques et de Navigation), situé au CNES à Toulouse, est en charge de l’ensemble de la navigation et de la coordination scientifique de l’atterrisseur ;
  • le LCC (Centre de Contrôle Atterrisseur Allemand), situé au DLR à Cologne, est en charge des opérations de l’atterrisseur Rosetta.

Cinq des laboratoires d’ESEP sont directement impliqués dans les instruments embarqués à bord de Rosetta et de son atterrisseur Philaé :

  • le LATMOS dans ALICE, le spectromètre imageur ultraviolet destiné à l’étude de la queue cométaire ; dans CONSERT, le sondeur radiofréquence pour l’étude de la structure interne du noyau cométaire ; dans COSAC, l’analyseur des propriétés physiques et chimiques du noyau cométaire ; dans MIDAS, le microscope à force atomique qui analyse les propriétés de la chevelure interne ; dans OSIRIS, le système de deux caméras allant de l’ultraviolet au proche infrarouge pour l’interprétation des images limbe de Mars et dans SESAME, l’analyseur des propriétés électriques et mécaniques de la surface cométaire ;
  • le LERMA dans MIRO, le récepteur millimétrique et submillimétrique pour l’analyse des molécules cométaires ;
  • le LESIA dans VIRTIS, le spectromètre imageur visible et infrarouge pour étudier la surface du noyau et caractériser la coma ; dans MIRO, le récepteur millimétrique et submillimétrique pour l’analyse des molécules cométaires et dans OSIRIS, le système de deux caméras allant de l’ultraviolet au proche infrarouge dont la combinaison permet d’effectuer un relevé topographique du noyau ;
  • le LISA dans COSAC, l’analyseur des propriétés physiques et chimiques du noyau cométaire et dans COSIMA, le spectromètre de masse d’ions secondaires pour l’analyse de la poussière cométaire ;
  • le LPC2E dans COSIMA, le spectromètre de masse d’ions secondaires pour l’analyse de la poussière cométaire ; dans RPC-MIP, la sonde à impédance mutuelle ; dans RPC-LAP, l’instrument sonde de Langmuir pour l’étude de l’environnement ionisé de la comète et dans ROSINA, le spectromètre de gaz neutre et ionisé permettant de déterminer la composition de l’atmosphère cométaire et la vitesse des particules gazeuses ionisées.

Communication autour du réveil de Rosetta

La sonde Rosetta sera réveillée le 20 janvier 2014 à 10h GMT alors que la comète Churyumov-Gerasimenko amorce son entrée dans le système solaire interne. La sonde pointera alors ses antennes en direction de la Terre pour transmettre les informations sur son état général de fonctionnement. L’heure du premier contact avec la Terre n’est pas exactement connue, mais la première opportunité serait autour de 17h45 GMT via la station sol de Goldstone en Californie.
L’ESA organise une grande campagne de communication à cette occasion.

Une conférence de presse aura lieu ce même jour à partir de 9h30 GMT (soit 10h30 en France). Elle se tiendra à l’ESOC (Centre Européen des Opérations Spatiales) à Darmstadt et sera retransmise en direct sur le site de l’ESA. L’après-midi, des scientifiques interviendront pour de courtes présentations et des informations sur les opérations en cours seront également communiquées. Les premiers résultats seront alors exposés le soir.

Un concours, « Wake up, Rosetta », a été lancé par l’ESA, le but étant de réaliser une petite vidéo dans laquelle on demande à la sonde Rosetta de se réveiller. La date limite pour déposer une vidéo est le 20 janvier, jour du réveil de Rosetta. Le règlement du concours est disponible ici.
Les vidéos sont visibles sur la page Facebook de la mission Rosetta, sur laquelle il est possible de voter pour ses vidéos préférées. Les dix vidéos favorites seront diffusées vers l’espace et Rosetta, et deux des finalistes seront invités à assister à l’atterrissage de Philaé depuis l’ESOC.
L’ESA invite à rejoindre cette campagne via Twitter en suivant #WakeUpRosetta et également à suivre Rosetta qui possède son propre compte @ESA_Rosetta.

Contact :
Séverine Raimond : severine.raimond obspm.fr