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Rosetta va frôler l'astéroïde Lutetia

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La sonde de l'Agence spatiale européenne Rosetta s'apprête à survoler l'astéroïde Lutetia, dernière cible avant son objectif final, la comète Churyumov-Gerasimenko qu'elle atteindra en 2014. L'astronome Laurent Jorda, qui s'occupe de la caméra chargée de filmer l'astéroïde, explique à Futura-Sciences les attentes des scientifiques.

Image de synthèse de l'astéroïde Lutetia tel qu'il devrait être observé par la caméra à haute résolution Osiris/NAC le 10 juillet quelques minutes avant que la sonde ne passe au plus près de l'astéroïde (3.160 km). Cette image prend en compte la taille et forme globale de l'astéroïde, connues grâce à des observations effectuées depuis le sol ainsi que les caractéristiques optiques de la caméra. Les détails de la surface, notamment les cratères, ont été ajoutés artificiellement. Crédit Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (Laurent. Jorda)

Dans la nuit de samedi à dimanche, quand la sonde Rosettas'approchera de l'astéroïde Lutetia à quelque 3.160 kilomètres et à environ 54.000 km/h par rapport à lui, la caméra NAC (Narrow Angle Camera) saisira en continu les images de cette rencontre. « Cette caméra fait partie de l'instrument Osiris » rappelle Laurent Jorda, astronome au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille et co-investigateur de l'instrument. Construit par un consortium européen comprenant plusieurs partenaires, dont les principaux sont l'Institut Max-Planck de recherches sur le Système solaire (Allemagne), l'Université de Padoue (Italie) et le Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM), le système d'imagerie Osiris est un des dix instruments à bord de Rosetta. Capable de donner à la fois « des images en gros plan et des images grand angle », il sera notamment utilisé « pour déterminer la zone idéale d'atterrissage du landerPhilae ».

Les astéroïdes et les comètes sont des résidus de la formation du Système solaire et des planètes. Ces petits objets, qui se comptent par millions, sont très difficiles à observer, d'où les attentes fortes des scientifiques lorsqu'un engin réussit à s'en approcher. Leur étude permet de comprendre les premiers instants du Système solaire car leur composition est similaire aux conditions initiales qui ont prévalu à la naissance du Soleil.

Lutetia est le second astéroïde survolé par Rosetta après Steins, en septembre 2008. Il ressemble à un œuf allongé d'environ 130 kilomètres de large, qui s'est formé il y a plus de quatre milliards d'années dans la nébuleuse protosolaire. Même si Rosetta ne s'en approchera qu'à plus de 3.000 kilomètres, « la taille de Lutetia permettra de voir de nombreux détails » affirme Laurent Jorda.

La caméra Osiris/NAC en cours d'assemblage au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille avant le lancement de la sonde Rosetta. C'est cette caméra qui prendra les images à haute résolution de l'astéroïde Lutetia lors de son survol le 10 juillet. Crédits LAM (A. Origné)

La faible masse astéroïde va dévier la sonde

Cet astéroïde, situé dans la ceinture principale, entre Mars et Jupiter,  demeure mystérieux et nos connaissances sont parcellaires. « Nous avons le plus grand mal à le classer dans une catégorie. » D'habitude, on classe ces objets en fonction de leurs propriétés spectrales. Or « certaines laissent à penser qu'il s'agit d'un astéroïde de type C qui contiendrait des composés carbonés. D'autres penchent pour le type M, riche en métaux ». On s'attend d'ailleurs à « quelques surprises », comme ce fut le cas lorsque Rosetta avait survolé l'astéroïde Steins. Pour l'essentiel, les observations devraient « permettre de comprendre sa composition et les processus de formation et d'évolution » qui l'ont façonné depuis sa naissance.

Une des mesures les plus attendues est « celle de sa densité car elle va permettre de mieux le comprendre ». Pour l'obtenir, les scientifiques ont besoin de connaître la masse et le volume de Lutetia. La mesure de la masse sera « obtenue par le calcul de la déviation de la trajectoire de la sonde ». L'attraction gravitationnelle de l'astéroïde, en effet, « aussi petite soit-elle », va dévier la sonde de façon infime. Un changement qui sera mesuré « depuis le sol avec une très grande précision ». Quant au volume de l'objet, il sera « déterminé à partir des images de la caméra NAC ». Il faut savoir que Rosetta survolera seulement la région du pôle nord de Lutetia. Les régions qui ne seront pas vues par la sonde le seront par des instruments terrestres. « L'ensemble de ces données permettra de créer un modèle 3D qui sera aussi précis que possible. »

Une première dans l'histoire de l'exploration cométaire

Rosetta est une sonde parallélépipédique de 3 tonnes mesurant 3 mètres de haut et possédant deux panneaux solaires de 14 mètres de long. Elle se compose d'un orbiteur et d'un atterrisseur, baptisé Philae, et emporte 21 expériences au total, dont 10 à bord de l'atterrisseur. Elle a été lancée par Ariane 5 le 2 mars 2004. Cette mission a été sélectionnée en 1993 et fabriquée sous la maîtrise d'œuvre d'Astrium Allemagne. Les principaux contractants sont Astrium Grande-Bretagne pour la plate-forme, Astrium France pour l'avionique et Alenia Spazio (Italie) pour les activités d'assemblage, d'intégration et de vérification. L'équipe industrielle chargée de Rosetta associe plus de 50 contractants de 14 pays européens, du Canada et des Etats-Unis. Des consortiums d'instituts scientifiques d'Europe et des Etats-Unis ont fourni les instruments de l'orbiteur. L'atterrisseur a été fabriqué par un consortium européen placé sous la conduite du Centre allemand de recherches aérospatiales.

Philae, qui sera fixé sur l'orbiteur de Rosetta pendant son voyage vers la comète Churyumov-Gerasimenko, mesure environ 1 mètre de large et 80 centimètres de haut. Il a été réalisé dans le cadre d'une coopération internationale. Au vu des images détaillées envoyées par Rosetta, les chercheurs choisiront le site qui conviendra le mieux à son atterrissage. Largué par Rosetta à une altitude de l'ordre de 1 km, l'engin se posera à environ 5 km/h sur la surface du noyau et s'y fixera. Ses instruments miniaturisés étudieront les matériaux et la texture de la surface, qui pourrait être aussi poreuse et friable qu'une meringue.

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