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 !