En route vers la comète : dernière manœuvre orbitale pour Rosetta

Après le survol de l’astéroïde Lutetia en juillet, Rosetta a effectué avec succès le 17 février sa dernière manœuvre orbitale : la sonde est sur une orbite solaire qui rejoindra la comète Churyumov-Gerasimenko en 2014. Entre temps elle sera mise en hibernation pour aller jusqu’à 5,3 unités astronomiques (800 millions de kilomètres) du Soleil.

Cette sonde de l’Agence Spatiale Européenne a été lancée en 2004 depuis Kourou par Ariane 5. Elle comporte un orbiteur et un atterrisseur. Après un voyage de 10 ans, l’orbiteur sera placé en orbite autour de la comète Churyumov-Gerasimenko et l’atterrisseur Philae (DLR/CNES) se posera sur la surface en novembre 2014. L’objectif scientifique de cette mission est l’étude de la matière cométaire, de la surface et de la structure interne de la comète. Pour cela, la sonde emporte 21 expériences scientifiques. L’IPAG est impliqué dans deux de ces expériences : VIRTIS et CONSERT. Le laboratoire a la responsabilité principale de l’expérience CONSERT (1) qui implique, en plus de la direction scientifique, le suivi technique de l’instrument et de ses opérations spatiales.

CONSERT est la seule expérience de la mission Rosetta qui fournira des informations sur la structure interne du noyau cométaire. L’expérience consiste en la propagation d’un signal radio (90 MHz) entre l’orbiteur et l’atterrisseur. Le signal se propage à travers le noyau cométaire et contient ainsi des informations sur le milieu traversé. L’idée de l’expérience est d’effectuer une sorte de tomographie du noyau et ses objectifs peuvent être résumés ainsi :
sonder l’intérieur du noyau cométaire ;
mesurer les propriétés électriques moyennes de l’intérieur cométaire ;
identifier la classe de matériaux constituant la comète ;
détecter et imager les grandes structures du noyau et les stratifications ;
caractériser des inhomogénéités et des petites structures dans le noyau.

Ces informations permettront de répondre à certaines questions de la physique des comètes : le noyau est-il homogène, structuré en couches ou composé de blocs ? Quelle est la nature des matériaux réfractaires : chondritiques comme on le pense, ou autres, de propriétés diélectriques encore non déterminées ?
Ces réponses permettront de mieux cerner le problème essentiel de la formation de comètes : quelle est leur structure interne ? Comment se sont-elles formées et accrétées ?

L’expérience VIRTIS (2), dont la responsabilité est assurée par l’IFSI/INAF (Italie), consiste en l’analyse spectroscopique de la lumière solaire réfléchie par le noyau et les poussières de la coma ou bien émises par ceux-ci ainsi que par les espèces gazeuses. Elle est composée de deux instruments : un spectromètre-imageur à haute résolution spatiale couvrant toute la gamme de l’UV (0.25 µm) à l’infrarouge proche (5 µm) et un spectromètre infrarouge proche (1.9-5.0µm) à haute résolution spectrale.
Le but de cet instrument est de déterminer et de suivre tout au long de l’orbite de la comète les propriétés globales et locales de la surface du noyau et des poussières et gaz qu’il relâche sous l’effet du rayonnement solaire.

L’ensemble des mesures permettra de mieux comprendre l’origine des molécules, minéraux et composés organiques composant les comètes. Elles permettront aussi de contraindre les modèles d’évolution physico-chimique du noyau et, on l’espère, permettre de remonter à la nature et à la composition chimique initiale du noyau.

L’IPAG mène des analyses en laboratoire de la matière organique dans les cosmo-matériaux ainsi que des simulations expérimentales et numériques sur les glaces et les noyaux cométaires ; un ensemble d’études qui seront indispensables pour l’analyse des données des instruments CONSERT et VIRTIS de cette première mission spatiale d’étude détaillée d’une comète.

(1) Kofman, W., et al. (2007). The Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission (CONSERT). A short description of the instrument and of the commissioning stages. Space Science Reviews 128, 413-432.

(2) Coradini, A., et al. (2007). Virtis : An Imaging Spectrometer for the Rosetta Mission. Space Science Reviews 128, 529-559.

Dates-clés :

• Mar. 2004 Lancement
• Sep. 2008 Survol de l’astéroïde Steins
• Juil. 2010 Survol de l’astéroïde Lutetia
• Fév. 2011 Dernière manœuvre orbitale
• Jan. 2014 Phase d’approche cométaire
• Sep. 2014 Phase d’observation rapprochée. Début de la cartographie -* de la surface et sélection du site d’atterrissage
• Nov. 2014 Atterrissage de Philae sur la comète et début des analyses in situ
• Déc. 2014 Fin des analyses in situ et début de la phase d’escorte
• Déc. 2015 Fin de la mission

Liens :

Rosetta blog : http://webservices.esa.int/blog/blog/5/
Rosetta sur le site de l’ESA : http://www.esa.int/SPECIALS/Rosetta/index.html
Rosetta sur le site du CNES : http://smsc.cnes.fr/ROSETTA/Fr/