C'est un sacré défi technologique réussi par l'Agence spatiale européenne (ESA) qui a mis sur la table près d'un milliard d'euros pour la mission Rosetta. Conçue et construite sous maîtrise d'œuvre de la business line Airbus Space Systems (ex-Astrium), cette sonde spatiale européenne s'est réveillée comme prévu lundi 20 après 31 mois d'hibernation afin d'achever une mission entamée il y a dix ans et, peut-être, révéler aux Terriens quelques-uns des secrets de leur système solaire. Rosetta sera la première mission spatiale à réaliser un rendez-vous avec une comète, à tenter de poser un atterrisseur à sa surface puis à la suivre lorsqu'elle s'approchera du Soleil. Sa cible est la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Une fois ses principaux instruments de navigation réactivés, sa mise en rotation destinée à la stabiliser s'est arrêtée et la sonde a pointé son antenne principale vers la Terre pour faire savoir aux responsables de la mission qu'elle avait survécu à son épopée dans l'espace lointain. C'est donc lundi à 18h18 (temps universel) que Rosetta a envoyé un signal radio qui a été reçu par les deux stations sol de Goldstone et Canberra de la NASA. La sonde a tiré parti de la première occasion qui lui était offerte de communiquer avec la Terre.
Ce signal a été immédiatement confirmé par le Centre européen d'opérations spatiales de l'ESA à Darmstadt et le réveil de la sonde a été annoncé ainsi sur le compte Twitter @ESA_Rosetta : "Salut, le monde !". "Notre chasseur de comètes est de retour", a déclaré dans un communiqué de l'ESA le directeur Science et Exploration robotique à l'ESA, Alvaro Giménez.
6 milliards de kilomètres parcourus
Depuis son lancement en 2004 par un lanceur Ariane 5, Rosetta a survolé trois fois la Terre et une fois Mars - soit plus de 6,5 milliards de kilomètres - afin de bénéficier d'une assistance gravitationnelle lui permettant d'atteindre son objectif, et s'est approchée sur son trajet des astéroïdes Steins et Lutetia. Rosetta, qui fonctionne uniquement à l'énergie solaire, a été placée dans un sommeil profond en juin 2011, alors qu'elle se dirigeait au-delà de l'orbite de Jupiter, à près de 800 millions de kilomètres du Soleil qui alimentait jusque-là ses panneaux solaires.
Elle est depuis revenue à seulement 673 millions de kilomètres de la Terre, ce qui est suffisamment proche pour qu'elle puisse de nouveau bénéficier de son rayonnement. Aujourd'hui, il reste à Rosetta environ 9 millions de kilomètres à parcourir pour atteindre la comète. Une fois ses principaux instruments de navigation réactivés, sa mise en rotation destinée à la stabiliser s'est arrêtée et la sonde a pointé son antenne principale vers la Terre pour faire savoir aux responsables de la mission qu'elle avait survécu à son épopée dans l'espace lointain.
Pourquoi la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko ?
Les comètes sont considérées comme les constituants primitifs du Système solaire, qui ont probablement contribué à la présence de l'eau sur Terre, et peut-être même au développement de la vie. Mais de nombreuses questions fondamentales sur ces objets énigmatiques restent sans réponse et grâce à son étude exhaustive in situ de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, Rosetta espère percer les secrets qu'elle recèle.
"Toutes les autres missions cométaires ont jusqu'à présent été des survols, qui ont permis de capter des moments fugitifs de la vie de ces corps glacés, qui sont de véritables malles au trésor", explique le responsable scientifique de la mission Rosetta à l'ESA, Matt Taylor. "Avec Rosetta, nous retracerons l'évolution d'une comète au jour le jour et pendant plus d'un an, ce qui nous donnera des informations uniques sur son comportement et nous aidera au final à découvrir le rôle joué par ces objets dans la formation du Système solaire".
A quand la rencontre entre Rosetta et 67P/Churyumov-Gerasimenko
Rosetta devrait envoyer les premières images de la comète en mai, alors qu'elle se trouvera encore à 2 millions de kilomètres de sa cible. Vers la fin du mois de mai, elle effectuera une importante manœuvre d'alignement sur cette dernière en prévision de leur rendez-vous crucial qui devrait avoir lieu en août. Une fois cette étape franchie, Rosetta procèdera pendant deux mois à une cartographie exhaustive de la surface de la comète, ainsi qu'à d'importantes mesures de sa gravité, de sa masse et de sa forme ; elle étudiera par ailleurs son atmosphère gazeuse, chargée de poussières, appelée coma. L'orbiteur analysera quant à lui l'environnement plasmique et ses interactions avec l'atmosphère extérieure du Soleil, le vent solaire.
L'atterrisseur Philae sera largué à la surface de la comète le 11 novembre depuis une altitude de 2,5 kilomètres. La durée de cette lente descente sans propulsion pourrait varier entre une heure et six heures selon la trajectoire retenue et l'altitude de largage. "Quatre heures de terreur", selon le patron de l'ESA, Jean-Jacques Dordain. Une véritable prouesse technique pour l'atterrisseur qui devra résister à des températures extrêmement basses.
Comment Philae va accoster 67P/Churyumov-Gerasimenko
Comme le noyau de la comète, qui mesure 4 km de large, présente une gravité négligeable, Philae devra utiliser des vis et des harpons pour ne pas rebondir et être renvoyée dans l'espace après avoir touché la surface glacée. Au contact de la comète, deux harpons ancreront Philae afin d'éviter qu'il ne rebondisse, car la faible gravité donnera à l'engin de 100 kg sur Terre un poids équivalent à quelques grammes. Après des prises de vue panoramiques, stéréoscopiques et à haute résolution, le "sol" de la comète sera foré et analysé, pour connaître sa composition.
Cette première phase sera suivie par une phase scientifique au cours de laquelle Philae ne pourra alors plus compter que sur l'énergie délivrée par sa batterie, fournie par le CNES et rechargée grâce aux panneaux solaires dont il est équipé. Outre les nombreuses mesures scientifiques auxquelles elle procèdera, Philae enverra des images du panorama qui l'entoure, ainsi que des photos très haute résolution de la surface. Elle réalisera une analyse in situ de la composition des glaces et des matières organiques et forera la surface jusqu'à une profondeur de 23 cm afin de prélever des échantillons qui seront analysés par son laboratoire embarqué.
Philae en route vers le soleil
La mission entrera ensuite dans la phase d'« escorte », au cours de laquelle Rosetta accompagnera la comète dans son voyage en direction du Soleil, en suivant l'évolution permanente des conditions à sa surface, au fur et à mesure de son réchauffement et de la sublimation de ses glaces.
C'est le 13 août 2015 que la comète sera au plus près du Soleil, à environ 185 millions de kilomètres, approximativement entre les orbites de la Terre et de Mars. Rosetta la suivra jusqu'à la fin de l'année, alors qu'elle s'éloignera du Soleil et que son activité commencera à décroître.
300 chercheurs mobilisés
La mission Rosetta mobilise plus de 300 scientifiques dans toute l'Europe, répartis sur quatre centres de mission coordonnés : l'ESOC à Darmstadt pour les opérations liées à la plateforme de l'orbiteur Rosetta, l'ESAC à Madrid pour les opérations scientifiques de cet orbiteur, le LCC à Cologne pour la plateforme de Philae et enfin le SONC (Science Operation and Navigation Center) à Toulouse, chargé de calculer les trajectoires qui permettront à Philae de se poser sur la comète en toute sécurité, de préparer et suivre les opérations scientifiques, et de traiter et d'archiver les données issues de ces opérations.
Pour le président du CNES, Jean-Yves Le Gall, "la mission Rosetta est l'un des rendez-vous du spatial les plus importants de 2014 et je me félicite que cette étape majeure de la mission, le réveil de la sonde lancée il y a désormais 10 ans, se soit passée sans encombre. Il est des missions où la pure technique rencontre la part de rêve, Rosetta en est l'exemple parfait. Fortement impliqué dans cette mission dès son origine, le CNES garde désormais un œil rivé sur la sonde, depuis le Centre spatial de Toulouse, en attendant la fin de l'année où le robot Philae devrait atterrir sur la comète pour accompagner celle-ci jusqu'au Soleil".
La France au cœur du défi technologique
Le CNES a coordonné le développement de la contribution française aux expériences scientifiques réalisées par des laboratoires du CNRS/INSU, de l'Observatoire de Paris et de l'Université Paul Sabatier à Toulouse. Durant la phase de développement, la participation française s'est répartie à égalité entre l'orbiteur (50 % au titre des instruments) et l'atterrisseur (25 % au titre des instruments et 25 % au titre du véhicule).
La France est maître d'œuvre de deux expériences, l'une pour l'imagerie sur l'atterrisseur, l'autre, répartie entre l'orbiteur et l'atterrisseur, pour le sondage du noyau. La contribution française à l'atterrisseur Philae (piles et batteries, transpondeur, analyse de mission descente et atterrissage) est sous maîtrise d'œuvre du CNES.
Thales Alenia Space à bord de Rosetta
Pour sa part, Thales Alenia Space Italie, responsable de l'assemblage, de l'intégration et des tests (AIT) effectués sur la sonde, a joué un rôle de premier rang dans cette mission. La société avait également sous sa responsabilité la définition et la fourniture du support équipement mécanique et électrique au sol dans le cadre de la campagne de lancement. Thales Alenia Space a également réalisé les transpondeurs digitaux en bande S et en bande X, utilisés pour la communication avec la Terre.
L'Agence Spatiale Italienne (ASI) a coordonné la contribution de l'Italie aux instruments scientifiques de la sonde, en particulier le spectromètre optique et infrarouge, VIRTIS, et l'analyseur de poussière, GIADA.
« Quand nous mettrons le pied sur l'accélérateur, nous serons difficiles à égaler » (Joelle Pineau, directrice de la recherche en IA chez Meta)
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