Cette vue spectaculaire du relief accidenté de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko, ainsi que des jets de gaz et de poussière provenant du noyau de la comète, symbolise la réussite de la missionRosetta.
Rosetta est la sixième sonde spatiale à observer une comète à faible distance, mais elle est la première à se placer en orbite autour de celle-ci et à poser un atterrisseur sur son noyau. La mission représente à plusieurs titres un défi technique. La distance entre laTerre et la comète nécessite que la sonde soitautonome durant les phases critiques. L'atterrisseur doit pouvoir réussir à se poser sur un noyau cométaire dont la constitution et le comportement sont inconnus. Enfin, la sonde doit survivre, au niveauthermique eténergétique, aux grandes variations d'amplitude de l'éclairage solaire imposées par satrajectoire.
En 2003, une défaillance dulanceur force le report du départ d'un an et l'abandon de l'objectif initial, lacomète46P/Wirtanen.Rosetta est finalement lancée par unefuséeAriane 5 G+ le (9 h 14UTC)[3] en direction de la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko. Pour se placer sur une orbite identique à celle de la comète, la sonde spatiale a recours à quatre reprises à l'assistance gravitationnelle de la Terre et deMars[4]. Pendant son périple, la sonde spatiale survole lesastéroïdesŠteins en2008 etLutèce le, dont l'étude constitue un objectif scientifique secondaire de la mission.Rosetta est alors mise en sommeil, pendant31 mois, afin de réduire laconsommation d'énergie durant la phase de sa trajectoire où elle se trouvele plus loin du Soleil. La sonde spatiale est réactivée en puis se place sur une orbite identique à celle de la comète, à moins de100 kilomètres de celle-ci. Le, la sonde spatiale commence les manœuvres devant la mener à son orbite finale autour de Tchourioumov-Guérassimenko, puis largue le le petit atterrisseurPhilae, qui recueille des données pendant3 jours. La mission de l'orbiteur se poursuit autour de la comète, qui atteint son pic d'activité au moment de son passage au plus près du Soleil, le. L'agence spatiale met fin à la mission deRosetta le, en posant l'engin sur le sol de la comète. Bien avant son achèvement, la sonde spatiale a largement atteint ses objectifs, et elle a donné lieu à de nombreuses découvertes inédites sur la structure et la composition de la comète.
Les scientifiques sont d'avis que l'étude des comètes peut fournir des indices importants sur le processus deformation et évolution du Système solaire. Les comètes sont étudiées auXXe siècle à l'aide detélescopes munis despectromètres, qui fournissent des indices sur leur composition. Toutefois, seule une mission spatialein situ peut permettre de connaître de manière suffisamment précise la nature de cescorps célestes. C'est le passage de lacomète de Halley, en 1986, qui occasionne la première vague de missions spatiales vers les comètes. Alors que laNASA, qui fait face à de graves problèmes financiers, doit renoncer à développer une mission spatiale, l'ESA construit la sondeGiotto, qui survolera Halley, mais également la comète26P/Grigg-Skjellerup (1996). La sonde européenne permet l'expérimentation de plusieurs techniques novatrices, notamment le passage à faible distance du noyau d'une comète. Elle est à l'origine de découvertes scientifiques importantes, comme la présence decomposés organiques dans le noyau. L'étude des comètes depuis l'espace devient l'un des rares domaines de l'exploration spatiale où l'Agence spatiale européenne devance son homologue américaine, la NASA. La comète de Halley fait également l'objet d'études lors de son passage de 1986 : d'autres sondes spatiales, dont ce n'est parfois pas la mission principale, examinent la comète à plus ou moins grande distance, soit les sondesjaponaisesSakigake etSuisei ainsi que les sondessoviétiquesVega 1 etVega 2.
L'impacteur de la sonde de la NASADeep Impact percute la comèteTempel 1.
Au cours des deux décennies suivantes, la NASA envoie plusieurs missions spatiales destinées à l'étude des comètes. Les caractéristiques de ces missions sont très différentes[5] :
Stardust, lancée en 1999, passe à proximité de81P/Wild (comèteWild 2) en 2004 et recueille des particules provenant de la queue de la comète. Une capsule contenant les échantillons recueillis atterrit sur la Terre en 2006. La sonde effectue également, en 2011, un survol de la comèteTempel 1, qui a été percutée parDeep Impact, afin d'étudier son évolution depuis le précédent survol ;
la sonde spatialeCONTOUR, lancée en 2002, devait survoler les comètes2P/Encke et73P/Schwassmann-Wachmann, mais elle est victime d'une défaillance du moteur qui devait l'injecter sur sa trajectoire interplanétaire ;
Deep Impact, lancée en 2005, est contemporaine deRosetta. Elle largue, en 2005, unimpacteur de350 kilogrammes sur la comète de9P/Tempel (Tempel 1), soulevant plusieurs milliers de tonnes de poussière et de glace : l'analyse du noyau de la comète par des instruments embarqués et des télescopes spatiaux permet d'en déterminer la composition.
Après le succès de la missionGiotto, la communauté scientifique internationale propose en 1991 le lancement d'une mission dédiée aux comètes, dont un des objectifs est de ramener sur Terre un échantillon de noyau cométaire. En, les ministres des pays membres de l'ESA entérinent àRome le premier plan scientifique à long terme de l'Agence spatiale européenne baptiséHorizon 2000. Celui-ci prévoit notamment le lancement d'ici l'an 2000 de quatre missions ambitieuses, dites « pierres angulaires », dont unemission de retour d'échantillon d'une comète[6]. Mais le coût de cette mission, estimé à800 millions de dollars, est trop important pour le budget dont dispose l'agence européenne.
Dans lesannées 1980, laNASA envisage également un projet analogue baptisé CNSR (Comet Nucleus Sample Return), qui doit être lancé par une fuséeTitanIV. Les deux agences décident, au cours de réunions de travail qui ont lieu en, de regrouper leurs moyens pour développer une mission commune baptiséeRosetta. Ce nom fait référence à lapierre de Rosette qui permit àJean-François Champollion de déchiffrer en 1822 l'égyptien hiéroglyphique. La sonde spatiale doit utiliser la nouvelle générationMarkII de laplateforme des sondes spatialesMariner en cours de conception au centre spatialJPL. L'agence américaine fournit également lesRTG et lelanceur tandis que l'ESA développe l'atterrisseur, le système de prélèvement d'échantillon du sol de la comète ainsi que la capsule ramenant celui-ci sur Terre. L'objectif est initialement lacomète73P/Schwassmann-Wachmann 3 puis, après la décision de reporter la date de lancement à 2003, la comète67P/Tchourioumov-Guérassimenko. Le lanceur Titan devait placerRosetta sur uneorbite héliocentrique. Grâce à une manœuvre d'assistance gravitationnelle lors d'un survol de la Terre deux ans après le lancement, la sonde spatiale devait réaliser un rendez-vous avec la comète alors que celle-ci se trouvait à sonaphélie au niveau de l'orbite de la planèteJupiter. Après une phase d'observation de100 jours pour évaluer les caractéristiques de la comète et déterminer un site d'atterrissage propice, l'atterrisseur devait se poser en utilisant unradaraltimètre et unradar Doppler. L'atterrisseur disposait d'une pelle pour ramasser des échantillons ainsi que d'une foreuse d'une puissance de100 watts capable de prélever unecarotte du sol à3 mètres de profondeur. Une fois les échantillons placés dans la capsule, un étage développé par la NASA devait placer celle-ci sur une trajectoire de retour vers la Terre[7].
L'annulation par leCongrès américain en 1992 de la missionCRAF, justification première du développement de la plateformeMarinerMarkII, jette un doute sur la volonté de la NASA de poursuivre le projet. De son côté, l'Agence spatiale européenne est en butte à des difficultés financières liées à laréunification de l'Allemagne et au coût annoncé de la navette spatialeHermes[7]. Après avoir étudié sa faisabilité, l'ESA décide de développer une mission moins ambitieuse, compatible avec ses capacités financières et techniques de l'agence, en abandonnant toute idée de partenariat avec la NASA. Le retour d'échantillon est abandonné mais la phase d'observationin situ de la comète peut être ainsi prolongée, ce qui permet d'étudier l'évolution du noyau à une distance du Soleil comprise entre1 et 3U.A.[8].
Après l'abandon d'une mission conjointe avec l'ESA, la NASA envisage une mission de collecte d'échantillons (DeepSpace 4), qui n'aboutira pas (vue d'artiste de l'atterrisseur avec l'étage destiné au retour des échantillons sur Terre).
L'Agence spatiale européenne, contrairement à son homologue américaine, ne maîtrise pas la filière de production desRTG chargés de fournir l'énergie dans la version initiale de la sonde spatiale.Rosetta, dans sa nouvelle configuration, doit donc avoir recours à despanneaux solaires qui ne produisent plus qu'un vingtième de leur puissance (par rapport à l'orbite terrestre) lorsque la trajectoire de la sonde spatiale se trouve à son point le plus éloigné du Soleil. Heureusement, la technologie descellules solaires, qui a fortement progressé, permet de fournir suffisamment d'énergie pour que la sonde spatiale puisse survivre à cette distance du Soleil. Dans les premières esquisses de la mission refondue, lesatterrisseurs mis en œuvre sont de conception très simple : entièrement passifs, ils exécutent un programme préétabli et ont une durée de vie limitée par la capacité de leurs batteries. Dans la version finale,Rosetta doit emporter deux atterrisseurs : ROLAND (Rosetta Lander) développé par un consortium européen dirigé par l'Institut Max Planck et l'agence spatiale allemande (DLR), etChampollion, développé conjointement par l'agence spatiale française, leCNES et la NASA. Plusieurs objectifs potentiels sont sélectionnés, il s'agit de comètes qui peuvent être atteintes au bout de8 à 9ans en utilisant l'assistance gravitationnelle deVénus puis de la Terre ou deMars. La mission inclut également le survol de deuxastéroïdes. La mission est validée dans cette configuration en par l'Agence spatiale européenne. Son coût est évalué à 770 M€ en incluant lelanceur et les opérations en vol. L'ESA ne finance toutefois pas les atterrisseurs, qui relèvent du budget des agences spatiales nationales[9].
Dix-huit mois après le début des études, la NASA renonce pour des raisons financières et de programmation à sa participation àChampollion dont le développement est alors abandonné par l'agence spatiale française. Certains des instruments scientifiques deChampollion sont incorporés dans l'atterrisseur ROLAND auquel le CNES s'associe. De son côté le centre JPL de la NASA développe un projet parallèle de retour d'échantillon de comète, baptiséDeep Space 4(en) qui comporte un atterrisseur embarquant les instruments deChampollion. Mais après trois ans d'étude, ce projet, jugé trop coûteux, est abandonné à son tour laissant le champ libre à la mission européenne. Le développement de l'orbiteurRosetta est confié à la société allemandeDaimler-Chrysler (devenue en 2014 AirbusDefence and Space) qui dirige un regroupement d'industriels européens : leRoyaume-Uni fournit laplateforme, les industrielsfrançais l'avionique et l'Italie réalise l'assemblage et les tests. Le développement de l'atterrisseur est coordonné par l'Agence spatiale allemande, laDLR, avec des contributions significatives des agences spatiales et des institutions scientifiques de France, Italie,Hongrie,Royaume-Uni,Finlande,Autriche etIrlande. L'ESA décide finalement de financer 50 % des coûts de développement de l'atterrisseur évalués à 200 millions €[10]. Celui-ci est rebaptiséPhilae (qui peut être orthographiéPhilaé) en référence à l'obélisque dePhilæ qui fournit les clés permettant de compléter le déchiffrage de Champollion. En effet, les scientifiques espèrent que les informations collectées par la mission seront décisives pour combler les lacunes dans les connaissances de l'histoire du Système solaire[11]. La sonde spatiale est construite dans unesalle blanche respectant les règles de laCOSPAR pour éviter toute contamination de la comète[12].
L'objectif initial de la sonde spatialeRosetta est l'étude de lacomète Wirtanen tandis que l'observation des astéroïdes(140) Siwa et(4979) Otawara qui doivent être survolés durant la traversée de la ceinture des astéroïdes par la sonde spatiale, constituent des objectifs secondaires[13]. Le lancement est prévu en, mais l'échec duvol 157 de la fuséeAriane 5 le cloue au sol pour plus d'un an ce lanceur qui avait été retenu pour placer en orbite la sonde. Lafenêtre de tir permettant d'atteindre la cible est relativement courte. Il est encore possible d'atteindre la comète en en utilisant le lanceurrusseProton[14]. Mais l'ESA choisit finalement d'utiliser le lanceurAriane 5, ce qui nécessite de trouver une autre destination pour la sonde spatiale[15].
La seule cible alternative satisfaisant les différentes contraintes de la mission est la comète67P/Tchourioumov-Guerassimenko, accessible en avec un lanceur de typeAriane 5 G+ et en avec un lanceur de typeAriane 5 ECA ou Proton. Une étude de faisabilité est réalisée par leCNES, qui doit valider le déroulement de l'atterrissage dans ce nouveau contexte, et par leLaboratoire d'astronomie spatiale duCNRS à l'aide dutélescope spatialHubble : elle permet de déterminer que le noyau de cette comète est30 fois plus massif que celui de Wirtanen, ce qui rend la mission de l'atterrisseur plus complexe mais néanmoins réalisable[16]. Après3 mois d'investigations, le, le comité des programmes scientifiques de l'ESA approuve le nouvel objectif[17]. Le rendez-vous avec la comète, prévu initialement en 2011, est repoussé à 2014, malgré un report du lancement de seulement un an. Cet allongement découle de la trajectoire plus complexe que doit suivre la sonde pour parvenir jusqu'à son nouvel objectif. En attendant le lancement, la sonde spatiale est stockée sur la base de lancement de Kourou dans une salle blanche. Le logiciel de vol et certains instruments font l'objet d'une mise à jour tandis que les antennes et les panneaux solaires sont démontés de manière provisoire. Plusieurs modifications sont effectuées pour prendre en compte les changements apportés à la mission. Une nouvelle trajectoire est calculée qui fait passer la sonde spatiale plus près du Soleil, nécessitant l'ajout de protections thermiques. La gravité bien supérieure de la nouvelle comète a comme conséquence une vitesse d'atterrissage dePhilae trois fois supérieure : pour éviter que l'atterrisseur ne bascule au moment de sa prise de contact avec le sol, un dispositif interne destiné à réduire l'inclinaison est ajouté. Le report et les modifications apportées à l'atterrisseur entraînent un surcoût de100 millions d’euros. Le coût total de la mission, y compris le lancement et les opérations en vol, est évalué à 1,3 milliard d’euros dont250 millions d’euros financés par la France via sa participation aux projets de l'Agence spatiale européenne versée par l'agence spatiale nationale, leCNES[18],[19].
Cette photo deHale-Bopp montre clairement les deux queues qui caractérisent la trajectoire d'une comète à l'approche du Soleil.
Une comète est un corps céleste, de petite taille (généralement moins de 10 km de diamètre), composé en grande partie de glace d'eau, qui parcourt une orbite elliptique, au cours de laquelle il s'approche duSoleil, puis le contourne, avant de s'éloigner vers l'extérieur duSystème solaire. À l'approche du Soleil, la comète se transforme : la glace située à sa surface, portée à plusieurs centaines de degrés par l'énergie solaire, sesublime à un rythme qui peut être de plusieurs tonnes par seconde : c'est le phénomène dudégazage observé par la sondeGiotto. Un nuage de gaz et de poussière, d'un diamètre qui atteint plusieurs dizaines de milliers de kilomètres de rayon, la chevelure oucoma, se forme autour du corps de la comète appelénoyau. Les particules solides, poussées par lapression de radiation, forment une longue traîne blanchâtre, légèrement incurvée, qui s'oriente à l'opposé du Soleil et peut atteindre une longueur de plusieurs millions de kilomètres. Une deuxième queue, de couleur bleutée, encore plus longue, constituée de particulesionisées poussées par levent solaire, s'oriente à l'opposé du Soleil. Pour les comètes les plus actives, ces excroissances, éclairées par le Soleil, deviennent visibles à l'œil nu depuis la Terre. Tous ces phénomènes disparaissent lorsque la comète s'éloigne à nouveau du Soleil[20].
On distingue deux grandes catégories de comètes. Les premières, en provenance de l'orbite deJupiter, bouclent en quelques années leur orbite, qui est située dans l'écliptique, tout comme les planètes. D'autres ont une période qui peut atteindre plusieurs millions d'années et peuvent circuler sur un autre plan que l'écliptique. Les calculs de leur orbite ont montré que ces dernières provenaient d'une région de l'espace s'étendant de 10 000 à 100 ou 200 000 UA (soit à mi-distance de l'étoile la plus proche), qui a été baptiséenuage de Oort[21].
Il y a 4,6 milliards d'années, leSystème solaire était encore unenébuleuse protosolaire constituée principalement d'hydrogène, d'hélium, deglace et desilicates. La nébuleuse a commencé à se condenser pareffondrement gravitationnel déclenché peut-être par l'explosion d'unesupernova à proximité. Le cœur de la nébuleuse est devenu de plus en plus dense et les chocs entre particules se sont multipliés, transformant l'énergie cinétique en chaleur. Environ 100 000 ans après le début de ce processus, uneproto-étoile chaude, l'amorce duSoleil, s'est formée : au voisinage du Soleil, seuls les éléments les plus lourds et les moins volatils de la nébuleuse ont subsisté formant lesplanètes telluriques denses telles que la Terre, tandis que les matériaux plus légers comme l'hélium et la glace formèrent à plus grande distance desplanètes gazeuses géantes comme Jupiter. Dans cette dernière région, certaines des briques élémentaires ne se sont pas agrégées aux corps plus massifs et ont été repoussées par effet defronde gravitationnelle par la planète géante Jupiter jusqu'à la frontière du Système solaire. Ces petits corps faits de glace et de roche se sont regroupés dans deux immenses régions : laceinture de Kuiper située à une distance comprise entre30 et 100unités astronomiques du Soleil et lenuage d'Oort qui forme une coquille qui entoure le Système solaire entre 10 000 unités astronomiques et 1 année-lumière du Soleil. Depuis la naissance du Système solaire, la composition de ces objets est restée pratiquement inchangée : l'éloignement du Soleil maintient la température de leur noyau à des valeurs très basses (−270 °C) ce qui leur permet de conserver à l'état solide les molécules les plus volatiles tandis que la gravité très faible de ces objets de petite taille n'entraîne aucune transformationmétamorphique. Ces deux régions constituent le réservoir des comètes observées. Celles-ci sont chassées du nuage d'Oort ou de la ceinture de Kuiper par le passage du Système solaire à proximité d'une étoile, d'un nuage galactique ou par la pression dudisque galactique[22],[23],[24]. Compte tenu de leur origine, les comètes sont donc des vestiges de la nébuleuse protosolaire pratiquement intacts qui devraient nous permettre de mieux comprendre le processus de formation du Système solaire. Or celui-ci est encore mal connu et les théories en vigueur sont régulièrement remises en question par de nouvelles découvertes comme celle, récente, de systèmes solaires comportant desexoplanètes aux caractéristiques — masse, distance à l'étoile — incompatibles avec tous les mécanismes de formation envisagés jusque-là[25].
Les deux énantiomères du bromochlorofluorométhane.
Durant les500 premiers millions d'années du Système solaire, de nombreux corps célestes venus des régions périphériques et attirés par la gravité du Soleil se sont écrasés sur les planètes telluriques situées sur leur trajectoire. Les collisions entre comètes et planètes apportaient de l'eau mais également sans doute descomposés organiques qui ont contribué à l'apparition de l'atmosphère primitive et peut-être même à celle de la vie. Les composés les plus complexes des comètes ne peuvent être détectés à distance car ils sont détruits dès qu'ils sont libérés par la comète. Seule une missionin situ, comme l'a démontré notamment lasondeGiotto, permet de les identifier et d'affiner ce scénario d'origine de la vie[25],[24].
De nombreuses molécules sont diteschirales, c'est-à-dire qu'elles existent sous deux formesénantiomères (dextrogyre et lévogyre) égales, en quelque sorte, à leur image dans un miroir. Les acides aminés, présents dans la vie telle qu'elle est connue actuellement, sont chiraux ; cependant elle n'utilise qu'une seule forme (lévogyre) : elle est ditehomochirale. Aussi, la découverte de molécules qui, en plus d'être d'intérêt biologique, sont homochirales, pourrait indiquer la présence de vie. Une question que se posent aujourd'hui les biologistes est « pourquoi la vie a-t-elle choisi la forme lévogyre plutôt que dextrogyre », d'autant plus que l'expérience de Miller (synthèse d'acides aminés censée reproduire l'atmosphère primitive terrestre) donne un mélange contenant autant de molécules lévogyres que dextrogyres. Des chercheurs ont tenté d'analyser et classer les acides aminés de lamétéorite de Murchison, découverte en1969 enAustralie etcertains[Lesquels ?] aboutissent à l'hypothèse que l'homochiralité de la vie a été favorisée par une surabondance de lévogyres provenant de météorites.
L'atterrisseurPhilae étudiera les échantillons récoltés et permettra peut-être de comprendre l'origine de l'homochiralité du vivant[26].
L'objectif principal deRosetta est l'étude de la comète Tchourioumov-Guérassimenko. Toutefois au cours de son périple vers la comète, la sonde spatiale traverse à plusieurs reprises la ceinture d'astéroïdes. Les concepteurs de la mission ont calculé la trajectoire de manière queRosetta passe à proximité desastéroïdes(2867) Šteins en2008 et(21) Lutèce en 2010. L'étude de ces deux astéroïdes constitue un objectif secondaire de la mission. Il est prévu que les instruments de la sonde recueillent des données générales sur ces deux astéroïdes, notamment le comportement dynamique, la morphologie de la surface et sa composition[27].
Reconstruction tridimensionnelle du noyau de Tchourioumov-Guérassimenko grâce à des observations effectuées par le télescope spatialHubble.
Lacomète Tchourioumov-Guérassimenko a été choisie comme cible de la mission après le report du lancement d'un an parce que ses caractéristiques (orbite, période, activité) permettaient d'effectuer un rendez-vous et d'atteindre les objectifs scientifiques fixés (il s'agissait en fait d'un retour à la cible initiale puisque la mission de référence initiale qui prévoyait un tir fin 2002 avait déjà 67P pour cible). Tchourioumov-Guérassimenko a été découverte en 1969 par l'astronome Klim Ivanovitch Tchourioumov sur une photo de la comète 32P/Comas Solá prise par Svetlana Ivanovna Guérassimenko. Klim se rendit compte que l'objet photographié correspondait en fait à une nouvelle comète qui était située au moment de la prise de vue à environ 2° de la comète visée. La comète a une histoire assez particulière car son orbite a été fortement modifiée à deux reprises au cours des200 dernières années : jusqu'en 1840 elle ne s'approchait jamais à moins de 4 unités astronomiques (UA) soit600 millions de kilomètres du Soleil et restait donc invisible depuis la Terre. Cette année-là, un passage à faible distance de la planète géanteJupiter modifia son orbite et sonpérihélie (point de son orbite le plus proche du Soleil) chuta à450 millions de kilomètres. En 1959, un nouveau passage près de Jupiter réduisit encore son périhélie à 1,29 UA. La comète, dont lamagnitude varie entre10 et 24[28], a été observée à sept reprises en 1969, 1982, 1989 et 1996, 2002 et 2008. C'est une comète assez active qui libère, au pic de son activité lorsqu'elle approche le Soleil, environ 60 kg de matière par seconde composée pour deux tiers de gaz et un tiers de matière solide d'après des observations effectuées en 2002 et en 2003. C'est toutefois40 fois moins que lacomète de Halley. Sa densité est faible puisqu'elle était estimée avant les mesures effectuées parRosetta à 0,37 ce qui implique que sa porosité (la proportion des vacuités à l'intérieur du noyau) est proche de 80 %[29].
La sonde traverse au cours de son périple plusieurs fois laceinture d'astéroïdes, située entre les orbites de Mars et Jupiter, qui rassemble un grand nombre d'objets de petite taille. À deux reprises,Rosetta passe suffisamment près d'un de ces petits corps pour permettre d'effectuer des observations détaillées.
L’astéroïde(21) Lutèce a été découvert en 1852 parHermann Mayer Salomon Goldschmidt, astronome amateur et peintre allemand. Cet astéroïde est detype M c'est-à-dire ayant unalbédo faiblement lumineux mais contrairement aux autres astéroïdes de cette classe, il semble qu'il ne contienne pas de composés métalliques. Il appartient à laceinture d'astéroïdes et mesure près de96 kilomètres de long et a une masse de 9,2 × 1017 kilogrammes.
Contrairement aux missions d'étude des comètes qui l'ont précédé qui n'ont réalisé que des survols,Rosetta doit se placer en orbite autour deTchourioumov-Guérassimenko. Pour y parvenir la sonde spatiale doit synchroniser sonvecteur vitesse sur celui de ce corps céleste. Les comètes circulent à des vitesses élevées et cet objectif est difficile à atteindre si on analyse les missions qui ont précédéRosetta : lavitesse relative de la sonde européenneGiotto par rapport à la comète de Halley était de68km/s au moment de son rendez-vous[37] tandis que celle deDeep Impact était de28,6km/s par rapport à la comèteTempel 1[38]. Aussi, même le recours auxlanceurs les plus puissants ne permet pas un rendez-vous direct entre la sonde et la comète :Rosetta doit utiliser à quatre reprises l'assistance gravitationnelle des planètes pour parvenir à faire coïncider sa trajectoire et sa vitesse avec celles de la comète et sacrifier près de la moitié de sa masse constituée de carburant pour donner un dernier coup de frein durant l'approche finale.
Après avoir étudié les caractéristiques du noyau,Rosetta doit se placer en orbite autour de celui-ci. Puis la sonde posera un atterrisseur sur le sol de la comète chargé de compléter les informations collectées à distance. Les responsables de la mission ont soigneusement choisi le moment du rendez-vous entre la sonde et la comète qui se situe à plus de 3 Unités Astronomiques du Soleil : le Soleil est suffisamment proche pour que les panneaux solaires fournissent l'énergie nécessaire aux équipements de la sonde spatiale tandis que la comète est alors suffisamment éloignée du Soleil pour que ledégazage soit faible ou nul et ne rende pas l'approche et l'atterrissage difficile. Au cours de l'année qui va suivre le rendez-vous, la comète va se rapprocher puis passer près du Soleil :Rosetta pourra ainsi assister au réveil de la comète au fur et à mesure de l'échauffement de sa surface et analyser grâce à ses instruments le processus et les matériaux éjectés. Le plan de vol nominal prévoit que la mission s'achève lorsque la comète commencera à s'éloigner à nouveau du Soleil.
La mission deRosetta est d'étudier, à l'aide des21 instruments scientifiques embarqués sur l'atterrisseur et l'orbiteur, le lien qui existe entre les comètes et lamatière interstellaire et le rôle joué par les comètes dans la formation du Système solaire. Les mesures effectuées par la sonde lorsqu'elle aura atteint la comète portent sur[27] :
les principales caractéristiques du noyau, son comportement dynamique, la composition et la morphologie de sa surface ;
la composition chimique, minéralogique et isotopique des matériaux volatils et solides du noyau ;
les caractéristiques physiques et les interactions entre les matériaux volatils et solides du noyau ;
le déroulement de l'activité de la comète (dégazage) et les processus à la surface et dans la chevelure (interactions entre la poussière et les gaz).
Caractéristiques techniques de la sonde spatialeRosetta
La sondeRosetta est constituée de deux parties : unorbiteur, qui doit se placer en orbite autour de la comète après avoir effectué une longue navigation et qui est chargé d'étudier et de cartographier celle-ci, de recueillir des données sur les astéroïdes qu'il rencontrera au cours de son parcours et de transmettre les résultats à laTerre et le petitatterrisseur de 100 kgPhilae, monté sur un des côtés de la sonde, qui doit se poser sur le sol de la comète.
Les panneaux solaires qui portent l'envergure deRosetta à32 mètres constituent la caractéristique externe la plus marquante de la sonde spatiale.L'antenne parabolique de grande taille de l'orbiteur permet des débits élevés à grande distance de la Terre (vue d'artiste).
Rosetta, lorsque la sonde spatiale n'est pas en hibernation, eststabilisée sur3 axes c'est-à-dire que son orientation reste fixe ; son système de navigation utilise deuxviseurs d'étoile pour déterminer l'orientation de la sonde afin de pointer avec exactitude ses antennes de télécommunications, panneaux solaires et instruments scientifiques. Ce capteur doit fonctionner dans des conditions particulières durant l'approche de la comète. Celle-ci est entourée d'un nuage diffus de poussière qui peut rendre difficile l'identification d'une étoile. Un logiciel a été développé pour permettre à l'instrument de fonctionner dans ces conditions. Les changements d'orientation sont réalisés à l'aide de 4 roues de réaction. Le système de contrôle d'attitude comprend également dessenseurs solaires et unecentrale à inertie utilisant troisgyrolasers. Une caméra de navigation NavCam (Navigation Camera) ayant un champ optique de 5° et dotée d'unerésolution de 1 024 × 1 024 pixels est utilisée pour les manœuvres d'approche des astéroïdes et de la comète. À la suite d'un choix de ses concepteurs qui décident de diffuser souslicence libre les images de la comète réalisées à l'aide de cette caméra, elle est la principale source des photos diffusées par l'Agence spatiale européenne et disponibles sur Wikipedia[41],[42].
Le système de télécommunications deRosetta utilise uneantenne paraboliquegrand gain orientable de 2,2 mètres de diamètre. La sonde spatiale dispose également d'une antenne moyen gain de 0,8 mètre de diamètre et de deux antennes omnidirectionnelles à faible gain toutes fixes. Les liaisons sont assurées enbande X etS. Le débit est compris entre5 et 20kilobits par seconde. La station deNew Norcia, construite enAustralie par l'Agence spatiale européenne pour communiquer notamment avecRosetta, n'est visible que12 heures par jour par la sonde du fait de larotation de la Terre ; d'autre part, celle-ci sera, à certains moments, masquée par le Soleil. Durant les périodes où le signal ne peut être reçu,Rosetta stocke les données recueillies dans unemémoire de masse de 25 Go puis les retransmet lorsque la fenêtre de communication le permet[43],[42].
L'alimentation en énergie deRosetta est assurée par deuxpanneaux solaires comportant chacun cinq éléments qui peuvent pivoter de plus ou moins180° pour capter le maximum de l'énergie solaire photovoltaïque. Chaque panneau est long de15 mètres et la surface totale est de 64 m2. Les panneaux fournissent entre 8 700 watts et450 watts de puissance suivant la position de la sonde par rapport auSoleil. La sonde a besoin de390 watts pour être maintenue en état de marche avec le minimum d'équipements actifs. La taille importante des panneaux solaires s'explique par la grande distance entre le Soleil et la sonde sur une partie de sa trajectoire. Jusque-là les sondes lancées à une telle distance du Soleil, commeVoyager 1 etVoyager 2, embarquent desgénérateurs thermoélectriques à radioisotopes qui produisent de l'énergie électrique grâce à la chaleur émise par ladésintégration radioactive. Cette technologie n'étant pas disponible enEurope, cette source d'énergie a été remplacée par des panneaux solaires de grande taille conçus pour fonctionner à des températures très basses tout en optimisant la production d'énergie.Rosetta est la première sonde alimentée par l'énergie solaire à voyager au-delà de laceinture d'astéroïdes. L'énergie électrique est stockée dans quatreaccumulateurs nickel-cadmium de 10 Ah qui alimentent un circuit de distribution sous une tension de28Volts[14],[44],[42].
COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser) est un spectromètre à temps de vol qui doit analyser la composition des grains de poussière éjectés par la comète afin de déterminer s'ils sont organiques[53],[54] ;
GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) mesure le nombre, la masse, la distribution des vecteurs de dispersion (vitesse, direction) des grains de poussière émis par la comète et réfléchis par la pression de radiation[55],[56] ;
MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System) mesure la taille, la forme et le volume des particules autour de la comète[57],[58] ;
MIRO (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter) est unradiotélescope fonctionnant dans la bande millimétrique et sub-millimétrique chargé essentiellement de déterminer la température de la surface et d'identifier les parties de la surface couvertes de poussières et de glace : ces informations sont primordiales pour déterminer les sites d'atterrissage propices[59],[60] ;
OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System) comporte deux caméras optiques à haute résolution (4 mégapixels) fonctionnant dans un spectre lumineux allant de l'ultraviolet au procheinfrarouge qui peuvent être couplées pour obtenir des images stéréoscopiques. Elles doivent permettre d'effectuer un relevé topographique du noyau avec une résolution d'un mètre, déterminer la rotation du noyau et observer ledégazage, suivre les poussières et les jets de gaz et enfin photographier les astéroïdes[61] : Osiris comprend une caméra à petit champ (2,5° × 2,5°) NAC (Narrow Angle Camera) et une caméra grand champ (12° × 12°) WAC (Wide Angle Camera). Les données sont enregistrées sur une mémoire de1 gigaoctet[62]
ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) est un spectromètre desgaz nobles et ionisés qui doit déterminer la composition de l'atmosphère et de l'ionosphère de la comète, les réactions chimiques qui y ont lieu ainsi que la vitesse des particules gazeuses ionisées[63],[64] ;
RPC (Rosetta Plasma Consortium) est constitué de cinq analyseurs deplasma et de deuxsondes de Langmuir ; il est chargé d'étudier la structure de la coma interne et l'interaction de la comète avec levent solaire, doit surveiller l'activité cométaire et mesurer les propriétés physiques du noyau[65],[66] ;
RSI (Radio Science Investigation) mesure la masse, la densité et la gravité du noyau. Il est également utilisé pour préciser l'orbite de la comète et étudier sacoma[67],[68] ;
VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer) est un spectromètre-imageur travaillant enlumière visible et dans l'infrarouge. Il est chargé d'établir une carte de la nature des solides et la température à la surface. Cet instrument est également utilisé afin de localiser les sites d'atterrissage[69],[70].
En raison du manque d'informations sur la consistance de la surface au lancement de la sonde, trois dispositifs d'atterrissage complémentaires sont prévus. Les pieds dutrain d'atterrissage sont munis de surfaces de contact suffisamment larges pour éviter à la sonde de s'enfoncer dans un sol mou. Pour éviter un rebondPhilae est muni d'unsystème propulsif à gaz froid (azote) qui plaque au sol l'engin immédiatement après le contact avec la surface de la comète. Enfin deuxharpons tirés depuis la partie inférieure de l'atterrisseur et des vis situées au niveau des pieds doivent lui permettre de se fixer solidement au sol[73]. Pour éviter que l'atterrisseur ne rebondisse, les trois pieds du train d'atterrissage sont équipés d'absorbeurs de chocs.
Lecontrôle thermique constitue un des aspects les plus complexes de l'atterrisseur : celui-ci doit pouvoir fonctionner lorsque la comète se situe entre2 et 3Unités Astronomiques (U.A.). Par ailleurs, à la conception, il y a de nombreuses incertitudes sur l'ensoleillement de la zone d'atterrissage (lié à la rotation).Philae ne dispose pas de suffisamment d'énergie pour utiliser des résistances chauffantes. Les couches d'isolant sont donc conçues de manière que l'atterrisseur survive à la période la plus froide (à3 U.A.), avec un système de stockage et de récupération de chaleur durant les moments d'ensoleillement. Lorsque le Soleil se rapproche à moins de2 U.A., la température, devenue trop importante pour l'électronique, entraîne la fin des opérations[74].
Les données acquises sont stockées dans unemémoire de masse d'une capacité de12mégabits et transmises à l'orbiteur lorsque celui-ci est visible à l'aide d'un émetteur radiobande S d'une puissance d'un watt permettant un débit d'environ10kilobits par seconde. L'orbiteur transmet à son tour les données vers la Terre lorsque celle-ci est située dans l'axe de son antenne orientable et que les antennes de réception sont disponibles[11].
Vue du dessus de l'atterrisseur.
Deux harpons destinés à fixer l'atterrisseur sur le sol de la comète sont installés sous l'atterrisseur.
CIVA (Comet Infrared & Visible Analyser), d'origine franco-suisse, comprend cinq caméras panoramiques, un couple de caméras stéréoscopiques fournissant des images en relief, un spectromètreinfrarouge ainsi qu'unmicroscope optique analysant des échantillons avec une résolution de 7 μm. Il s'agit d'unfiltre dichroïque réalisé parREOSC ayant des performances photométriques très élevées et une transition réduite entre les bandes spectrales transmises et les bandes spectrales bloquées. Chaque caméra pèse 100 g et a unerésolution d'unmégapixel. Les composants peuvent résister à des températures comprises entre−100 °C et50 °C[78],[79] ;
CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission) est un sondeur radar qui sera utilisé en parallèle avec le même équipement embarqué sur l'orbiteur[52] ;
PTOLEMY mesure lacomposition isotopique des éléments légers (Hydrogène, carbone, azote et oxygène) dans les échantillons de sol prélevés par SD2[81] ;
MUPUS (Multi-Purpose Sensors for Surface and Subsurface Science) est un ensemble de détecteurs mesurant la densité, les propriétés thermiques et mécaniques de la surface[82] ;
ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) est une caméraCCD à haute définition située sous l'atterrisseur qui enregistrera des images de la zone d'atterrissage avant quePhilae se pose puis des images de la structure du sol après cet événement[83] ;
ROMAP (Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor) est unmagnétomètre qui doit mesurer l'intensité duchamp magnétique de la comète et les interactions avec levent solaire[84] ;
SESAME (Surface Electrical, Seismic and Acoustic Monitoring Experiments) est composé de trois instruments qui étudient la propagation des ondes sonores à travers la surface, les propriétés électriques et les poussières retombant à la surface[86].
Structure dePhilae et implantation des instruments scientifiques ou de leurs capteurs.
La salle de contrôle deRosetta à l'ESOC durant la dernière assistance gravitationnelle de la Terre (ESB3).
Le contrôle de la mission est assuré par leCentre européen d'opérations spatiales (ESOC) à Darmstadt, en Allemagne. La salle de contrôle, dédiée aux missions européennes à destination des autres planètes du Système solaire, est partagée avec les missionsMars Express etVénus Express. L'équipe de contrôle au sol de Rosetta est assistée par une équipe chargée du calcul de la trajectoire, et utilise le logicielSCOS-2000. Le Centre des opérations scientifiques deRosetta (Rosetta Science Operations Centre), chargé de la collecte et de la diffusion des données scientifiques, est implanté à l'ESOC, mais également auCentre européen de technologie spatiale (ESTEC) auxPays-Bas. L'atterrisseur est contrôlé par l'Agence spatiale allemande (DLR) depuisCologne ; les données collectées parPhilae sont traitées par leCentre national d'études spatiales (CNES), àToulouse.
La complexité de la mission a nécessité la mise au point de plusieurs innovations. La sonde est notamment mise en hibernation durant plusieurs années pour économiser l'énergie qui se raréfie lorsque la sonde se dirige vers Jupiter et ménager les équipements du bord. Pendant les phases de routine, un seul contact est établi par semaine avec le centre de contrôle.
Assistance gravitationnelle : la courbe rouge représente l'évolution de la vitesse de l'engin en fonction du temps.
Afin de gagner en vitesse et adapter sa trajectoire,Rosetta utilise l'assistance gravitationnelle. Celle-ci permet, en utilisant l'attraction d'un corps céleste massif, planète ou lune, de modifier la vitesse et la trajectoire d'une sonde. L'effet est d'autant plus important que l'engin spatial frôle de près le corps céleste. La déviation et l'accélération obtenues dépendent également de l'angle d'approche et de la vitesse relative des deux protagonistes. Seul le recours à l'assistance gravitationnelle, qui permet d'économiser de grandes quantités de carburant, permet le lancement des missions commeRosetta car aucun lanceur n'est suffisamment puissant pour placer une sonde directement sur la trajectoire avec ce type d'objectif. Lorsque la sonde a été mise en orbite par le lanceur Ariane, sa vitesse par rapport au Soleil, dite vitesse héliocentrique, est égale à celle de la Terre soit30km/s. La sonde va frôler par la suite à trois reprises la Terre pour accélérer : sa vitesse héliocentrique va passer successivement à33,8km/s,35,1km/s et38,7km/s au dernier passage[91]. L'assistance gravitationnelle de Mars, qui est mise en œuvre après le premier passage proche de la Terre, sert uniquement à modifier la trajectoire deRosetta de manière à la faire longer à nouveau la Terre pour la deuxième assistance gravitationnelle[92].
Le,Rosetta frôle la Terre (en anglaisEarth Swing-By, abrégé ESB), passant à environ 1 954 km au-dessus de l'Océan Pacifique à l'ouest deMexico. Les stations au sol calculent que la sonde a accéléré de3,797km/s[93] avec une erreur de 1,8 millimètre par seconde, chiffre confirmé par la NASA[94]. Les sondesNEAR Shoemaker etGalileo, qui avaient également utilisé commeRosetta la Terre pour réaliser une manœuvre d'assistance gravitationnelle respectivement en 1998 et 1990 avaient également observé un écart de4 et 13mm/s par rapport aux prévisions. Plusieurs instruments sont utilisés et des photos du sol sont prises sur plusieurs longueurs d'onde en lumière visible et en infrarouge. Des photos panoramiques de la Terre sont prises par les caméras dePhilae et le magnétomètre est calibré à l'aide duchamp magnétique terrestre dont les caractéristiques sont bien connues. Lors du survol de la Lune qui a lieu16 heures plus tard, le logiciel chargé de gérer le pointage des caméras lors des survols est testé. Il est prévu que la sonde spatiale soit mise en semi-hibernation après ce survol, mais cette mise en sommeil est repoussée de quelques mois à la demande de la NASA qui souhaite que les instruments de Rosetta observent la comèteTempel 1 au moment de la collision de l'impacteur de la sonde américaineDeep Impact. Le, bien que situés à80 millions de km de la comète au moment de l'impact, les instruments deRosetta permettent d'estimer que l'impact a libéré 4 600 tonnes d'eau[95].
Deuxième assistance gravitationnelle de la Terre et survol de Mars (2007)
Autoportrait de la sonde spatiale lors du survol de Mars.
Le la sonde réalise sa deuxième manœuvre d'assistance gravitationnelle en frôlantMars. La veille,Rosetta est orientée afin que ses instruments puissent étudier la planète ; OSIRIS, ALICE, VIRTIS, CIVA, ROMAP, RSI, sont mis en marche quelques heures avant le survol : celui-ci comporte un certain risque car, pendant15 minutes, la sonde se situe dans l'ombre de Mars où ses panneaux solaires ne reçoivent aucune énergie du Soleil et qui bloque toute communication avec la Terre. Peu avant le début de l'éclipse, la sonde est basculée en mode de veille (stand-by mode) afin de minimiser la consommation électrique ; seulPhilae, disposant de son propre système d'alimentation, est allumé et effectue des mesures[96].Rosetta passe dans l'ombre de la planète rouge à1 h 52 TU. Deux minutes après, elle est à 250 km d'altitude. Le contact reprend à2 h 6. Cependant,Rosetta reste dans le noir jusqu'à2 h 19[97].
Le,Rosetta effectue son second survol de la Terre (ESB2). Son orbite s'allonge et sa période est désormais d'exactement deux ans. L'accélération obtenue est conforme aux prévisions. Au cours de son passage à proximité de la Terre,Rosetta, prise par erreur pour un astéroïde et brièvement dénommée2007 VN84, déclenche une fausse alerte decollision potentielle d'un corps céleste avec la Terre[98].
Représentation de(2867) Šteins à partir des données reçues parRosetta.
Le, les instruments scientifiques sont activés pour permettre l'observation de l'astéroïde(2867) Šteins. La sonde le survole à 800 km, le à17 h 45UTC, avec une vitesse relative de 8,6 kilomètres par seconde. Malgré une panne quelques minutes avant le rendez-vous de la caméra à petit champ NAC capable de fournir des photographies à haute définition, les données récupérées à l'aide des autres instruments ont permis de confirmer le bon fonctionnement de ceux-ci et ont fourni une image relativement détaillée de la surface de l'astéroïde qui présente la forme d'un diamant[99]. L'exposition de certaines faces deRosetta au Soleil est « défendue » par l'architecture de la sonde. En effet, les équipements dissipant une grande quantité de chaleur ont été placés sur les côtés d'ombre, munis de persiennes. Or, pendant la phase d'approche finale, l'attitude deRosetta était telle que ces faces pointaient dans la direction du Soleil, exposant des parties sensibles. Afin d'éviter d’abîmer des instruments, une manœuvre de rotation de 180° autour de l'axe +Z a donc été menée pendant20 minutes,40 minutes avant l'approche finale, limitant ainsi l'exposition au Soleil[100].
Le plan de vol de Rosetta pour le survol de(2867) Šteins.
Dernière assistance gravitationnelle de la Terre (2009)
Durant le transit jusqu'à la comètePhilae est fixé sur une des faces de la sonde spatialeRosetta.
Une manœuvre de correction de trajectoire, permettant de passer à la distance prévue de la Terre, est effectuée le, trois semaines avant le survol. À13 h 51UTC, les quatre moteurs axiaux de la sonde, de 10 newtons, sont allumés durant1 minute et27 secondes et fournissent undelta-V de8,8cm/s[101].
Mi-juillet 2010,Rosetta est devenue la première sonde spatiale équipée de panneaux solaires à s'être autant éloignée du Soleil[104]. Pour réduire la consommation d'une énergie qui va se faire rare, mais également pour limiter les coûts opérationnels et la fatigue de l'électronique, la sonde doit être placée en sommeil à compter de 2011 jusqu'en 2014. En, une répétition de ce mode est réalisée sur le modèle de tests (Electrical Qualification Model, abrégé EQM) auCentre européen d'opérations spatiales, avant un essai sur la sonde elle-même en[105].
Survol de l'astéroïde (21) Lutèce et mise en sommeil (2010)
Photo de Lutèce prise lors de son survol parRosetta.
Alors que la sonde entame sa dernière orbite qui doit l'amener presque jusqu'à l'orbite de Jupiter, elle traverse laceinture d'astéroïdes. Le, la caméra OSIRIS est utilisée conjointement avec letélescope spatialHubble afin d'étudier l'objetP/2010 A2 et de lever l'ambiguïté sur sa nature de comète ou d'astéroïde[106] ; l'analyse des images montrera qu'il s'agit d'un astéroïde traînant un nuage de poussières consécutif à une collision.
Le, alors que la sonde spatiale s'éloigne toujours plus du Soleil, elle est volontairement mise en sommeil pour31 mois[111] car ses panneaux solaires ne lui fournissent plus assez d'énergie. Durant son hibernation, les communications avec la Terre sont coupées, mais la sonde n'est pas complètement inactive durant cette phase : un logiciel particulièrement complexe ausculte régulièrement les équipements et les instruments scientifiques et s'assure que les composants de la sonde restent dans la plage de températures prévue en utilisant si nécessaire des résistances thermiques. Durant cette période, la trajectoire deRosetta atteint son point le plus éloigné du Soleil et l'énergie solaire disponible ne représente plus que 4 % de ce dont disposait la sonde près de la Terre. La surface des panneaux solaires a été dimensionnée pour pouvoir maintenir dans ces conditions défavorables la sonde en état de fonctionnement : celle-ci a besoin de390 watts durant sa mise en sommeil (résistances chauffantes, exécution des programmes de contrôle de l'état de la sonde)[112].
Trajectoire de Rosetta.
Trajectoire de la sonde spatialeRosetta
Pour réaliser son rendez-vous avec la comète (trajectoire bleue),Rosetta (trajectoire noire) décrit quatre orbites autour du Soleil en utilisant l'assistance gravitationnelle de la Terre et de Mars pour relever progressivement son apogée.
Joie de l'équipe européenne recevant le signal du réveil de la sonde spatialeRosetta dans la salle de contrôle de l'ESOC à Darmstadt, le.
Le, la trajectoire de la sonde la rapproche de nouveau du Soleil : après s'en être éloignée de800 millions de kilomètres,Rosetta se trouve désormais à673 millions de km de celui-ci et à9 millions de km de la comète. Après31 mois d'hibernation[113], le rayonnement solaire est alors de nouveau suffisamment important pour que les panneaux solaires fournissent l'énergie nécessaire aux principaux systèmes, autorisant ainsi la réactivation de la sonde spatiale. Le rendez-vous avec la comète doit avoir lieu environ7 mois plus tard, mais plusieurs manœuvres délicates doivent être réalisées auparavant. Le réveil de la sonde est un moment de tension pour les responsables du projet : pour économiser le peu d'énergie disponible durant les31 mois écoulés, aucune information sur l'état de la sonde ou les événements qui auraient pu survenir à bord n'a été transmise aux opérateurs au sol. Après avoir réchauffé ses instruments de navigation puis, grâce à ses propulseurs, stoppé sa rotation et positionné ses panneaux solaires face au Soleil,Rosetta pointe son antenne grand gain vers la Terre[114]. Le premier signal témoignant du réveil de la sonde est reçu, avec un léger retard mais dans la fenêtre temporelle prévue, par les stations deGoldstone, enCalifornie et deCanberra, enAustralie[115]. Les instruments deRosetta sont activés les uns après les autres, puis testés. Le, la caméra à haute définition NAC d’Osiris fournit une première image dans laquelle on peut distinguer la comète que poursuit la sonde spatiale sous la forme d'un simple point lumineux. Le, l'atterrisseurPhilae est réactivé à son tour et ses instruments commencent une séquence de tests. Progressivement, la comète grossit sur les images prises périodiquement par la caméra. À compter de fin, on commence à distinguer un nuage diffus de gaz et de poussière autour de la comète : celle-ci, en se rapprochant du Soleil, commence à se réchauffer, et des gaz s'évaporent de la surface, formant une queue caractéristique dont la longueur est évaluée à cette date à 1 300 km. Ce phénomène était prévu, mais à une distance plus faible du Soleil : 3 unités astronomiques alors que la comète se trouve encore à4 UA. SelonFrancis Rocard, responsable des programmes d'exploration du système solaire auCNES, les gaz qui s'échappent sont sans doute, à ce stade, duCO ou duCO2, plus volatils que la vapeur d'eau[116].
Avant son arrivée à proximité de la comète,Rosetta effectue huit manœuvres, entre mai et juillet, consistant à faire fonctionner sa propulsion, parfois durant plusieurs heures d'affilée, dans le but de faire passer le différentiel de vitesse de la sonde par rapport à la comète de750m/s à moins de1 mètre par seconde, tout en plaçant l'engin spatial à proximité immédiate de la comète (environ 200 km). Lesmoteurs-fusées utilisés ont chacun une poussée de 10 newtons. Du fait d'une légère fuite dans le système de propulsion, détectée en 2006, les moteurs sont utilisés à une pression inférieure à celle prévue, ce qui dégrade légèrement leurs performances (lapoussée obtenue à partir d'une quantité donnée de carburant). La sonde se rapproche progressivement de la comète, en suivant une trajectoire corrigée en permanence par le contrôle au sol, de manière à éviter la poussière laissée dans son sillage par Tchourioumov-Guérassimenko, tout en bénéficiant de bonnes conditions d'éclairage[118].
l'horizon doit être suffisamment dégagé pour permettre d'établir des communications régulières entrePhilae etRosetta ;
le site doit bénéficier d'au moins6 heures d'éclairage par rotation de la comète pour permettre la recharge des batteries de l'atterrisseur par ses panneaux solaires (tout en n’étant pas trop éclairé car cela pourrait causer une surchauffe) ;
il doit bénéficier d'une période nocturne pour que les instruments puissent mesurer l'amplitude thermique jour-nuit ;
il doit être relativement plat (déclivité faible). L'inclinaison maximale dePhilae par rapport à l'horizontale doit être d'environ 30° ;
il ne doit pas comporter de gros rochers ni crevasses ou pentes raides.
Le, après analyse des données acquises à 100 km de distance parRosetta (images à haute définition, mesures de la température de surface de la comète, pression et densité du gaz autour du noyau, orientation de la comète vis-à-vis du Soleil, rotation, masse,gravité de surface), cinq sites d'atterrissage potentiels (A, B, C, I et J) sont retenus par leLanding Site Selection Group[129]. Le, l'ESA annonce que le site J qui est situé sur le petit lobe et forme une ellipse de900 mètres de long sur600 mètres de large, est choisi comme site d'atterrissage principal. Un deuxième site situé sur le grand lobe est également retenu au cas où les investigations détaillées sur le premier site ne seraient pas satisfaisantes. Le site d'atterrissage, baptiséAguilkia à la suite d'un concours lancé par les agences allemande, française et italienne[e],[130],[131], présente des pentes généralement de moins de30 degrés ce qui limite le risque de renversement dePhilae et peut être atteint au prix d'une descente au sol relativement courte (7 heures) qui n'entame pas trop les réserves de la batterie primaire de l'atterrisseur[132].
Réchauffée par le Soleil qui se rapproche, la comète éjecte des jets de gaz qui fusent entre les deux lobes.
Algikia, le site prévu pour l'atterrissage dePhilae se situe à l'extrémité du petit lobe au milieu d'une région assez plate (sur la photo, en haut au centre).
Philae se sépare de son vaisseau mère pour descendre vers le sol de la comète (vue d'artiste).Philae descend vers le sol de la comète (vue d'artiste).Chaque pied dePhilae est muni de longues vis qui doivent s'enfoncer dans le sol pour empêcher l'atterrisseur de repartir dans l'espace.
À la surface de la comète, l'atterrisseur, d'une masse de 100 kg, ne pèse que l'équivalent d'1 gramme à la surface de la Terre, aussi plusieurs dispositifs sont utilisés pour empêcherPhilae de rebondir et de repartir dans l'espace. Dès que l'atterrisseur est posé, lepropulseur à gaz froid (dont la tuyère débouche au sommet dePhilae) devait être déclenché pour plaquerPhilae contre le sol, mais il ne fonctionne pas. Deux harpons placés sous le corps de l'atterrisseur devaient être tirés pour assurer son ancrage, mais leur déclenchement n'a pas non plus eu lieu ; les experts cherchent l'origine de cette faille technique. De longues vis logées au niveau des trois pieds dePhilae tournent et s'enfoncent dans le sol en quelques minutes. Ces deux derniers dispositifs sont également nécessaires pour permettre de réaliser les forages ultérieurs. La probabilité de succès de l'atterrissage avait été évaluée à 75 % par les responsables de la mission, quelques jours auparavant[135],[134].
Compte tenu de la position dePhilae sur le sol de la comète, sespanneaux solaires, qui peuvent fournir au maximum (9 watts), risquent de ne pas fournir suffisamment d'énergie pour permettre la phase d'étude au sol, longue de plusieurs mois, prévue initialement. Il existe un espoir que, grâce au rapprochement progressif du Soleil, l'atterrisseur puisse être réactivé, malgré la faible durée durant laquelle ses panneaux solaires sont éclairés. Toutefois les mesures de production d'énergie par les panneaux solaires, réalisées avant la réorientation de Philae, n'incitent pas à l'optimisme: sur une orbite de 12,4 heures, les panneaux produiraient environ3 à 4watts-heures durant les90 minutes d'ensoleillement: moins de1 watt en moyenne durant cette période, sauf durant20 minutes au cours desquelles il y aurait un pic de production de3 à 4watts. Or, il faut 5,1 watts pour que le système informatique dePhilae démarre, donc cette puissance est insuffisante dans la configuration ci-dessus. Il faut par ailleurs disposer de50 à 60W.h sur une journée pour porter la température à0 °C et commencer à accumuler un peu d'énergie dans la batterie. La reprise d'activité dePhilae dans les mois à venir ne pourra être que limitée, même en tenant compte de l'augmentation de l'efficacité des panneaux solaires, liée à la réorientation de Philae et d'un Soleil de plus en plus proche[145].
Les mesures, qui devaient être réalisées par les instruments dePhilae après la première phase, devaient être choisies par l'équipe scientifique, en fonction des premiers résultats et du contexte. Il s'agissait d'étudier l'évolution des émissions des jets de gaz et de poussière et des phénomènes induits, liée au cycle jour/nuit, d'analyser des échantillons du sol prélevés sur d'autres emplacements (le corps de l'atterrisseur peut pivoter), et la poursuite des sondages du noyau à l'aide deCONSERT. La comète se rapproche progressivement du Soleil, modifiant le flux thermique que subit l'atterrisseur. La température interne pourrait atteindre des valeurs trop élevées pour que l'électronique dePhilae puisse continuer à fonctionner[146],[128].
Mais les tentatives de contact ultérieures se révèlent infructueuses. Plusieurs explications sont avancées. La plus probable est que les antennes de Philae sont mal orientées, et que la sonde Rosetta, qui a dû s'écarter de la comète de plus en plus active, pour éviter que son système d'orientation ne soit aveuglé par les jets de gaz, ne parvient pas à percevoir le signal affaibli.
Environ 20 % des objectifs de l'atterrisseur n'ont pas été remplis, à la suite de l'arrêt de l'activité de Philae en novembre: il s'agit des mesures de la surface à l'aide de l'instrument APXS, et de l'analyse d'un échantillon du sol, obtenu via SD2, par les mini laboratoires embarqués COSAC et Ptolemy. Mais les premières activités planifiées seront celles qui demandent le moins d'énergie, les moins risquées et celles qui ne nécessitent pas de modifier la position de l'atterrisseur, à savoir :
mesure de la permittivité du sol, à l'aide de SESAME PP ;
mesure du champ magnétique par ROMAP ;
cartographie thermique, à l'aide de MUPUS ;
puis
sondage de l'intérieur de la comète avec CONSERT ;
prises d'images panoramiques avec ÇIVA-P, et d'images sous l'atterrisseur avec ROLUS ;
mesure des impacts liés aux retombées de poussière, à l'aide de SESAME DIM ;
mesure des propriétés acoustiques du sol, à l'aide de CASSE ;
analyse de la composition de l'atmosphère, à l'aide de COSAC et Ptolemy.
Les activités prioritaires (analyse d'échantillon du sol et APXS) sont repoussées au mois de juillet, et doivent faire l'objet d'études, car elles nécessitent sans doute de déplacer l'atterrisseur. Dans les mois qui viennent, il sera difficile pour l'orbiteur de s'approcher de la comète, car les éjections de poussière entraînent désormais fréquemment une perte d'orientation de l'orbiteur (les viseurs d'étoiles qui sont utilisés sont trompés par la poussière), et les responsables de la navigation de l'engin spatial ont défini une trajectoire qui ne s'approche jamais à moins de 180 km de la comète. Ces mesures limitent la durée des communications, et ne permettent pas d'établir avec précision la localisation exacte de Philae[150].
Deuxième partie de la mission (novembre 2014 - août 2016)
Le, une photo de la surface, prise par la caméraOsiris à une altitude de 2 700 mètres, permet de découvrir l'endroit où l'atterrisseurPhilae se situe. Celui-ci a rebondi sur un rocher jusque dans une faille, ce qui explique, à la fois, les difficultés de repérage, et l'échec des tentatives de contact radio. L'énergie solaire disponible n'est plus suffisante pour réactiverPhilae, mais la connaissance de la position dePhilae est importante, car elle fournit le contexte des données scientifiques recueillies, notamment, par l'instrument CONSERT[156],[157].
Les responsables de la mission choisissent de mettre fin à la mission le, pour plusieurs raisons : la sonde spatiale, qui accompagne la comète sur son orbite, s'éloigne de plus en plus du Soleil, et l'énergie produite par ses panneaux solaires ne lui permet plus de fonctionner normalement. Faute d'énergie, elle va devoir entrer en hibernation, comme en, jusqu'au retour de la comète à proximité du Soleil. Mais cette fois, son orbite suit exactement celle de la comète, ce qui l'éloigne encore plus du Soleil que lors de sa première mise en veille. L'énergie disponible àl'aphélie ne sera pas suffisante pour faire fonctionner les résistances chauffantes, qui protègent du froid les parties les plus délicates de la sonde spatiale. Par ailleurs, la sonde, qui séjourne dans l'espace depuis12 ans, est vieillissante[158],[159].
Rosetta etPhilae, désormais inertes, devraient accompagner la comète jusqu'à sa future désintégration ou sa collision avec un autre corps céleste. Reprenant le précédent de laplaque des sondesPioneer, un disque en nickel inaltérable, sur lequel sont micro-gravés des textes rédigés dans un millier de langues, a été fixé à l'extérieur de l'orbiteur : ce disque fait partie duprojetRosetta[160], de la fondation américaineLong Now Foundation, dont l'objectif est de préserver la connaissance des langues menacées, en créant des « pierres de Rosette » destinées à nos lointains descendants[161].
Déroulement de l'atterrissage final (29-30 septembre)
Durant sa descente vers son objectif, qui dure environ14 heures, la sonde spatiale prend des photos avec ses caméras et effectue des mesures des propriétés de gaz, de la poussière cométaire ainsi que du plasma. Les autres instruments sont éteints, pour réduire la consommation électrique. La trajectoire retenue permet la transmission des données en temps réel vers la Terre. La sonde spatiale entame cette descente depuis une altitude d'environ 19 km, le à20 h 50 UTC[163], et atteint le sol le vers11 h 20 UTC. Lecentre de contrôle de l'ESA met officiellement fin à la mission, à11 h 19UTC[164],[163]. Compte tenu des différentes sources de perturbation (irrégularités du champ de gravité, jets de gaz…), la sonde spatiale devrait s'être posée en un point situé dans une ellipse de 700 × 500 mètres, centrée sur la zone visée.Rosetta n'est pas conçue pour se poser, et il est probable que ses longs panneaux solaires (32 mètres d'envergure) seront endommagés au moment du contact. Cependant, ils serviront d'amortisseurs qui éviteront à la sonde de rebondir commePhilae. Immédiatement après la prise de contact, une séquence automatique s’exécutera pour arrêter les principaux systèmes de la sonde spatiale, en particulier l'émetteur radio, afin de libérer définitivement sa fréquence pour d'autres missions spatiales, conformément à la réglementation. Aucune réactivation ultérieure deRosetta ne sera possible[159].
Le relief est particulièrement tourmenté.Le dégazage le plus intense se produit au niveau du col de la comète durant la première phase d'échauffement de la comète.
À compter de la mise en orbite autour de la comète Tchourioumov-Guérassimenko, les instruments de la sonde spatiale ont permis d'accumuler un grand nombre d'informations sur les caractéristiques de la comète. À la fin de la mission en, les équipes scientifiques n'ont encore exploité qu'une faible fraction de ces données et de nouveaux résultats devraient être publiés durant de nombreuses années. Les résultats déjà disponibles en ont permis de modifier de manière importante notre connaissance des comètes et de manière plus générale fourni des indices importants sur la formation du système solaire[165],[166]. Parmi les principaux résultats[167] :
la forme de la comète a surpris tous les scientifiques et résulte sans doute de l'agrégation de deux corps à très faible vitesse au tout début de la formation du système solaire ;
cette forme a une influence déterminante sur les saisons, les déplacements de poussière à la surface de la comète ainsi que sur la densité et la composition de l'atmosphère (coma) de la comète ;
les gaz s'échappant du noyau de la comète ont une composition inattendue ;
tous les indices recueillis donnent à penser que la comète s'est formée dans une région particulièrement froide de la nébuleuse qui a donné naissance au système solaire il y a 4,5 milliards d'années ;
l'hypothèse selon laquelle l'eau présente sur Terre a été apportée par des comètes n'a pas été confirmée par les analyses ;
par contre, la comète contient bien les éléments qui auraient pu contribuer à la formation de la vie sur Terre. On y a trouvé notamment unacide aminé, laglycine, ainsi que duphosphore qui est un composant essentiel de l'ADN. De nombreux composés organiques ont été également détectés ;
la comète semble bien avoir préservé les composants à l'origine du système solaire sans la transformation ultérieure subie dans les autres types de corps (planètes…).
Les données fournies par l'instrument CONSERT, ainsi que par certains instruments de l'atterrisseur Philae, ont permis d'estimer que, globalement, la structure interne de la comète est très poreuse ; elle est constituée de vide à hauteur de 70 %, complété, principalement, par de la glace et de la poussière. Mais les mesures effectuées en surface par les instruments de Philae sur les deux zones où il s'est posé (la première fois brièvement, avant de rebondir) indiquent une porosité beaucoup moins importante (50 %). Pour réconcilier ces deux séries de données, les scientifiques émettent l'hypothèse d'un cœur pratiquement vide, entouré d'une croûte plus solide et plus dense. Les images de la surface semblent indiquer que la comète s'est formée à partir de corps ronds de quelques mètres de diamètre. Malheureusement, l'instrument CONSERT n'est pas à même de distinguer si des corps de cette taille forment la structure interne de la comète (sa limite inférieure de détection est de5 à 10mètres, et aucun corps de cette taille n'a été détecté). Les données fournies permettent uniquement de déduire que la structure interne de la comète est homogène, et que si elle est constituée d'un assemblage de corps, ceux-ci ont une taille inférieure à sa limite de détection. La découverte de la position de Philae, en, pourrait toutefois permettre d'affiner cette analyse[165].
Le volume d'eau éjecté par Tchourioumov-Guérassimenko était évalué à0,3 litre par seconde en puis entre1 et 5litres par seconde en juillet-août[166]. En, l'activité de la comète est devenue suffisamment importante pour permettre la mesure de la composition des gaz éjectés par l'instrument VIRTIS-H. Les gaz émis sont principalement de la vapeur d'eau. Ledioxyde de carbone représente 4 % de la quantité de vapeur d'eau. Ce chiffre est bien inférieur aux 20 % mesurés pour la comète 103P/Hartley par la mission EPOXI en bien que les deux comètes fassent partie de la même famille[168]. L'instrument ROSINA a permis d'identifier de l'ammoniac, duméthane et duméthanol. Des traces deformol (CH2O), desulfure d'hydrogène (H2S), d'acide cyanhydrique (HCN), dedioxyde de soufre (SO2) et desulfure de carbone (CS2) ont été également détectées par le même instrument[170]. Les grains de poussière éjectés mesurent de quelques dizaines de micromètres jusqu'à 2 cm de diamètre[166].
La poussière produite par la comète a été analysée à l'aide de trois instruments de Rosetta : GAIDA pour les particules de poussière d'une taille millimétrique, COSIMA pour celles ayant une taille comprise entre 10 et quelques centaines de microns, et MIDAS pour les particules les plus petites, de l'ordre dumicron. Toutes ces mesures indiquent que la poussière est extrêmement fragile, et qu'elle se fragmente en une pluie de particules plus petites au moindre impact, même lorsque celui-ci se produit à très faible vitesse. Les particules ont une structurefractale à5 dimensions, c'est-à-dire qu'elles sont des agglomérations d'agglomérations d'agglomérations d'agglomérations de particules. Il en résulte que certaines particules de poussière, les plus grosses, ont une densité inférieure à celle de l'air. Les plus petites ont, selon le cas, une structure de même type, ou peuvent être compactes. La composition chimique de la poussière est très variée et comprend des molécules d'hydrocarbures demasse atomique élevée, dessilicates primitifs, et dessulfures de fer[165].
L'une des hypothèses dominantes concernant les débuts de la Terre, il y a 4,6 milliards d'années, est que celle-ci a perdu à cette époque toute son eau, qui s'est évaporée à cause de la température très élevée engendrée par le processus de formation. Les océans, qui recouvrent les deux tiers de notre planète, ont donc dû se former par la suite, après le refroidissement de la planète, grâce à des apports externes. Pour déterminer l'origine de l'eau de la Terre, on compare son ratiodeutérium/hydrogène avec celui de l'eau transportée par les autres types de corps célestes qui auraient pu contribuer à former les océans. Les comètes, constituées en grande partie de glace d'eau, sont de bonnes candidates. Mais les mesures du ratio effectuées sur onze comètes ont fourni des résultats qui ne confirment pas cette théorie. Une seule de ces comètes,103P/Hartley 2, présente une valeur proche de celle de la Terre. Le ratio de l'eau de 67P/Churyumov–Gerasimenko a été mesuré un mois après l'arrivée de Rosetta à proximité de la comète, à l'aide de l'instrument ROSINA. La valeur obtenue est trois fois supérieure au ratio des océans terrestres. Ce résultat renforce la théorie selon laquelle lesastéroïdes, dont le ratio est proche de celui de la Terre, seraient à l'origine de l'eau terrestre, bien que l'eau ne soit qu'un composant mineur de ces corps. La diversité des ratios mesurés sur les différentes comètes suggère, par ailleurs, que leur processus de formation est moins homogène que ce qui était théorisé jusque-là[171].
Évolution de la forme de la comète sous l'influence du Soleil
La comète Tchourioumov-Guérassimenko présente une forme particulière, avec deux lobes réunis par un cou étroit, qui pourrait, selon les premières hypothèses, résulter de l'assemblage de deux objets distincts. Lorsque la comète s'est rapprochée du Soleil, l'augmentation de température a suscité un accroissement des jets de gaz. Les photos prises par Rosetta ont permis de constater que, dans la phase initiale d'échauffement ( à), ceux-ci ne se situaient pas majoritairement au niveau des parties les plus exposées au rayonnement solaire, compte tenu de la rotation de la comète, et donc les plus chaudes, mais au niveau du cou de la comète pourtant situé fréquemment à l'ombre. En modélisant l'évolution thermique du sol de la comète, une équipe de scientifiques, de l'Observatoire de la Côte d'Azur, a constaté que le cou était, par contre, la région qui subissait les changements les plus rapides de température, avec des variations pouvant atteindre plus de30kelvins par minute, contre quelques kelvins dans des zones mieux exposées à l'ensoleillement. Selon une théorie avancée par ces scientifiques, ces changements rapides de température favoriseraient la création de craquelures, qui mettraient à nu plus rapidement qu'ailleurs la partie volatile du sol de la comète. Ainsi la sublimation se ferait plus rapidement au niveau du col, et favoriserait le creusement de celui-ci. Cette étude ne se prononce pas sur l'incidence du phénomène sur la forme actuelle de la comète, mais ce processus pourrait expliquer la présence des deux lobes : une première cavité, créée par exemple par uncratère d'impact, se serait progressivement transformée en un col séparant la comète en deux sous-ensembles[172],[173].
L'étude détaillée de 67P/C-G a permis de déterminer que la comète était constituée de résidus quasiment intacts des matériaux accumulés durant la toute première phase de la formation du système solaire, et qu'elle pourrait donc nous aider à déterminer les propriétés de la nébuleuse qui a donné naissance au Soleil et aux planètes[174].
Les différentes données recueillies par les instruments de la sonde spatiale ont permis de rejeter le scénario alternatif de la formation de la comète. Selon celui-ci la comète serait un fragment formé par la collision d'objets transneptuniens. Les données recueillies montrent que 67P/C-G est un objet peu dense, avec une très forte porosité, et que chacun de ses deux lobes est constitué de strates visibles de matériaux, qui suggèrent que ceux-ci sont formés par des matériaux accumulés sur une longue période. La porosité particulièrement importante de la comète exclut l'hypothèse d'une collision violente, qui aurait compacté le matériau fragile formant 67P/C-G.
Les premières études ont montré que les deux lobes étaient à l'origine des objets distincts, mais leur réunion a dû se faire à des vitesses très faibles, car elles ont toutes deux conservé leurs caractéristiques d'origine. Les témoignages d'autres fusions, à des échelles plus petites, sont visibles, notamment dans la région de Bastet sur le lobe de petite taille, qui comporte trois additions sphériques. On observe dans les dépressions profondes visibles depuis l'espace, des surfaces baptisées par les scientifiques «chair de poule», qui pourraient refléter la manière dont les constituants primaires de la comète se sont agrégés. Selon les modèles de formation des comètes en vigueur, les vitesses de collision et de fusion ont varié durant le processus d'accrétion. La vitesse de collision était maximale lorsque les composants avaient un diamètre de quelques mètres, or la «chair de poule» semble montrer des objets plus compacts, dont le diamètre a cet ordre de grandeur. Par ailleurs, l'analyse de la composition de la comète montre que l'eau à sa surface n'a pratiquement subi aucune altérationin situ, et que des matériaux très volatils, comme lemonoxyde de carbone, l'azote et l'argon, sont présents à faible profondeur sous la surface. Tous ces indices amènent à considérer que la comète s'est formée dans un environnement extrêmement froid, et qu'elle n'a subi aucun processus d'échauffement tel que ceux qu'ont connu les objets transneptuniens[174].
Les données recueillies, principalement par le spectromètre ROSINA de Rosetta, mais également par d'autres instruments comme VIRTIS, ont permis de mesurer la quantité d'eau éjectée par la comète, du fait de l'échauffement découlant de sa proximité du Soleil. Lorsque la sonde spatiale a rejoint la comète en, alors que celle-ci se trouvait encore à 3,5 Unités Astronomiques (U.A.) du Soleil, la quantité d'eau émise était de quelques dizaines de tonnes par jour. Au point de son orbite le plus proche du Soleil (1,24 UA), atteint en, la comète éjectait 100 000 tonnes par jour, le pic se situant3 semaines après le passage au périhélie. La quantité totale d'eau éjectée durant les deux ans d'observation est évaluée à 6,4 millions de tonnes. Outre l'eau, la comète a éjecté une grande quantité de poussière. D'après des mesures effectuées depuis la Terre, le ratio eau/poussière éjectées est resté pratiquement constant. La masse totale perdue, en prenant en compte les gaz et la poussière, représente peut-être10 fois la masse d'eau, et se traduirait, si ces pertes étaient distribuées de manière uniforme à la surface de la comète, par une diminution de son diamètre de2 à 4mètres[175].
Plusieurs composants, développés pourRosetta, ont été embarqués sur la sonde spatialeMars Express, lancée en versMars. C'est le cas de l'ordinateur de bord, destranspondeurs, de l'antenne faible gain, desgyroscopes lasers, desaccéléromètres des centrales de navigation inertielle et de l'articulation des panneaux solaires. Ces éléments représentent 80 % de la sonde[176].Afin de réduire le coût de quatre autres missions, laplate-forme deRosetta a été également réutilisée surVenus Express, lancée versVénus en, surBepiColombo, lancée en octobre 2018 à destination deMercure, et surSolar Orbiter, sonde destinée à l'étude duSoleil[177].
À la suite d'une communication à distance avec le cosmonaute néerlandaisAndré Kuipers durant son séjour sur laStation spatiale internationale puis une rencontre de vive voix après son retour sur Terre en 2012, le compositeur grecVangelis noue une coopération artistique avec l'Agence spatiale européenne (ESA) pour composer un album évoquant la mission Rosetta. Le compositeur visionne plusieurs heures de vidéos en lien avec le travail des membres de la mission pour alimenter son inspiration, puis se met au travail. Les premières compositions sont jouées en novembre 2014, le jour de l'atterrissage de Philae, à plusieurs endroits en Europe, dont le poste de contrôle de la mission de l'ESA en Allemagne[178]. L'ensemble des morceaux est édité sous la forme d'un album,Rosetta, en 2016.
↑Elle fut notamment utilisée pendant les deux jours précédant le survol de(2867) Šteins.
↑Selon Arianespace, la vitesse maximale du vent compatible avec un lancement est comprise entre7,5m/s et9,5m/s.
↑À proximité de la comète,Rosetta se trouve à la fois sous l'influence gravitationnelle du Soleil et de la comète. La mise en orbite devient possible lorsque la distance par rapport à la comète est suffisamment réduite pour que son champ gravitationnel l'emporte. Cette distance dépend du rapport entre la masse du Soleil et de la comète ainsi que de la distance du Soleil. La région de l'espace où la gravité de l'objet local l'emporte, ditesphère de Hill, a un rayon de 30 km pour la comète contre, par exemple, 1,5 million de km autour de la Terre.
↑Algikia est l'ile égyptienne située sur leNil sur laquelle a été installée letemple d'Isis qui était à l'origine implanté sur l'ile dePhilæ submergée par la mise en eau dubarrage d'Assouan.
↑Y.Brouet, A.C.Levasseur-Regourd, A.C.Encrenaz et S.Gulkis, « Mesures de la permittivité relative complexe de matériaux granulaires poreux, dans le cadre de la mission Rosetta »,URSI-France,,p. 18-27(ISSN0376-4265,lire en ligne).
↑ColinSnodgrass, CeciliaTubiana, Jean-BaptisteVincent, HolgerSierks, StubbeHviid, RichardMoissl, HermannBoehnhardt, CesareBarbieri et DetlefKoschny, « A collision in 2009 as the origin of the debris trail of asteroid P/2010 A2 »,Nature,vol. 467,no 7317,,p. 814–816(PMID20944742,DOI10.1038/nature09453).
La version du 21 mai 2010 de cet article a été reconnue comme « bon article », c'est-à-dire qu'elle répond à des critères de qualité concernant le style, la clarté, la pertinence, la citation des sources et l'illustration.
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