Rosetta, un voyage de 10 ans pour explorer la comète 67P/Churyumov- Gerasimenko

Rosetta, un voyage de 10 ans pour
explorer la comète 67P/ChuryumovGerasimenko
Jean-Baptiste RENARD
Directeur de recherche
Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de
L’Espace du CNRS Orléans
Etudes des comètes
- Observations depuis des télescopes
- Analyse des mesures de la sonde spatiale Giotto (comètes Halley et Grigg-Skjellerup)
Etudes des poussières dans l’atmosphère terrestre et dans l’espace:
- Instruments sous ballons atmosphériques
- Mesure des propriétés optiques de particules reproduisant la matière cométaire, lors de vols
paraboliques à bord de l’A300 ZeroG (depuis 1993, près de 4000 paraboles !)
Qu’est-ce qu’une comète ?
1 km
« Boule de neige sale » :
- glaces d’eau et carbonique + poussières carbonées et minérales
- quelques km de diamètre
1 million de km
Lorsque la comète s’approche du Soleil, la glace se sublime
=> jets d’éjection de gaz et de matière solide
Apparition de la chevelure, sorte d’atmosphère non permanente de gaz et de poussières
Sous l’action du rayonnement solaire et du déplacement de la comète, dispersion des
gaz et des poussières dans l’espace (queues de poussière et de gaz)
Les poussières tombent inéluctablement sur le Soleil
Parfois la Terre intercepte ces poussières => étoiles filantes
D’où viennent les comètes ?
- Des confins du système solaire (nuage de Oort)
- De l’extérieur du système solaire « interne »
(ceinture de Kuiper)
Ces blocs de glaces et de poussières sont les
vestiges de la formation du système solaire
il y a 4,5 milliards d’années
Les comètes sont généralement non périodiques, elles ne passent qu’une fois
Certaines orbites sont modifiées par les planètes => les comètes sont
« capturées » et deviennent périodiques
Elles sont rarement dans le plan de révolution des planètes autour du Soleil
Pourquoi étudier les comètes ?
- Elles contiennent la matière primitive du système solaire
- Loin du Soleil , cette matière n’a quasiment pas évolué
- Les comètes ont bombardé les planètes dans les premiers temps
=> elles ont pu amener de l’eau et peut-être de la matière ayant participé aux
conditions d’apparition de la vie sur Terre
On sait grâce aux mesures depuis la Terre avec des télescopes (optiques et radio)
que la matière cométaire est complexe, à base de Carbone, d’ Hydrogène,
d’Oxygène et d’Azote (briques élémentaires de la matière organique)
Mais pour l’étudier précisément, il faut se rendre sur place !
Missions spatiales
Premières images du noyau d’une comète (1P/Halley) : Sonde Giotto (Europe), mars 1986
(puis survol de Grigg-Skjellerup en 1992 mais pas d’images)
- Deep Space 1 (USA), 19P/Borrelly, 2001
- Stardust (USA), 81P/Wild 2, 2004; retour sur Terre de poussières collectées lors du survol
- Deep Impact (USA), 9P/Tempel 1, 2005; impact pour créer un cratère artificiel
- Deep Impact, 103P/Hartley 2, 2010.
Les comètes sont les objets les plus sombres du système solaire
Présence de matière carbonées à la surface
Exemple de simulation de matière cométaire et des
jets de poussières (expérience grand public au Palais
de la Découverte fin 2014)
Rosetta (Agence Spatiale Européenne)
Objectifs :
- Se mettre en orbite autour d’une comète
- L’étudier alors qu’elle se rapproche du Soleil (pour suivre son activité)
- Se poser à la surface (module Philae)
Début du projet en 1993 !
Surface de la comète inconnue, gravité
très faible => difficulté de prévoir un
système idéal pour l’atterrissage
Problème pour se poser sur une comète : éviter que la comète soit active
=> aller chercher la comète loin du Soleil => long voyage
La sonde doit resituer aux conditions extrêmes de l’espace pendant 10 ans
Choix de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (période 6,44 ans), découverte en 1969
Nécessité de l’assistance gravitationnelle pour que la sonde prenne de la vitesse
afin d’atteindre l’orbite de la comète
Trajectoire de Rosetta :
10 ans de voyage
4 assistances gravitationnelles
Arrivée sur la comète lorsqu’elle est
loin du Soleil
7 milliards de km parcourus
Rosetta à 500 millions de km
de la Terre lors de l’arrivée
Au cours du voyage, survol de 2 astéroïdes:
Steins, en 2009 (diamètre ~5 km)
Lutetia, en 2010 (diamètre ~100 km)
ROSETTA :
Orbiteur + atterrisseur Philae :
21 instruments dédiés à l’étude de la composition du noyau, des glaces, des poussières
(imagerie, spectroscopie, prélèvement et analyses chimiques, propriétés électriques et
magnétiques)
Juillet 2014 : Premières images de la comète
Surprise : noyau « double » (diamètre moyen ~5 km), surface très irrégulière
6 aout 2014 : Mise en orbite
Une grande première dans l’aventure
de la conquête spatiale
Dans les jours qui suivent, étude du
meilleur site pour l’atterrissage
Des images spectaculaires, et déjà quelques jets de matières
12 novembre 2014 : Atterrissage (mouvementé) de Philae :
2 rebonds avant de s’immobiliser
=> survol (inespéré) de la surface de la comète
Encore 2 premières pour la conquête spatiale…
Philae enfin posé mais pas arrimé
(et penché …)
Mission scientifique menée presque
complètement en quelques dizaines d’heures
Philae maintenant en hibernation, jusqu’à un possible réveil…
Les résultats sont en cours d’analyse et donc pas encore publiés
Quelques informations déjà disponibles :
- Détections de molécules chimiquement complexes
- Analyse du rapport deutérium/hydrogène (D/H) de la vapeur d’eau, pour savoir
si l‘eau terrestre provient en partie des comètes
Le rapport D/H des comète diffère de celui de l’eau terrestre
Par contre, celui de la glace des astéroïdes est proche => la question de l’origine de l’eau
terrestre est encore ouverte…
L’orbiteur Rosetta va continuer à fonctionner pendant au moins un an, et suivre
l’augmentation d’activité de la comète
Philae va-t-il se réveiller ?
L’orbiteur va-t-il être pris dans un jet
et être éjecté ?
L’aventure continue …
En conclusion
L’Europe a maintenu son leadership dans l’exploration des comètes
Mission risquée dans sa stratégie, ce qui est une démarche assez nouvelle pour un projet
aussi ambitieux
Grand succès; des années de travail pour les scientifiques
Prochaine actualité spatiale :
Survol de Pluton par la sonde « New Horizon » (USA) le 14 juillet 2015, à 7,5 milliards
de km de la Terre !