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Périhélie de Tchouri : Francis Rocard décrypte les observations

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La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, alias Tchouri, a atteint son périhélie, c'est-à-dire son point le plus proche du Soleil, il y a quelques semaines. La sonde Rosetta a pu observer la comète et, aujourd'hui,l'activité de Tchouri est à son maximum.Francis Rocard,responsable des programmes d'exploration du Système solaire au Cnes,nous dresse le bilan des observations.

Cette éruption, ou jet de matière, est l'un des signes évidents de l'activité de Tchouri. Elle a été observée par la sonde Rosetta alors que le périhélie de la comète (son point le plus proche du Soleil) n'avait pas encore été atteint. © Esa, Rosetta, NavCam

Quelques semaines après le passage au périhélie de Tchouri, le 13 août, la sonde Rosetta se porte bien. « Cela s'est passé sans encombre, la sonde restant à bonne distance de la comète », nous explique Francis Rocard, responsable des programmes d'exploration du Système solaire au Cnes et avec qui nous nous étions déjà entretenus avant ce passage au plus près du Soleil.

Le périhélie est particulièrement intéressant : c'est « probablement le moment où la comète est la plus active car c'est le point de son orbite le plus proche du Soleil ». Dans le cas de 67P/Churyumov-Gerasimenko, il s'agit d'une proximité toute relative. Son périhélie se situe tout de même à 186 millions de kilomètres de distance du Soleil, soit quelque part entre l'orbite de la Terre (à 150 millions de km du Soleil) et celle de Mars (à 225,3 millions de km du Soleil).

« Évidemment, l'activité de la comète ne s'est pas subitement accélérée après le passage au périhélie. » Depuis que la sonde Rosetta est arrivée à proximité de l'astre, l'augmentation est plutôt continue. Par exemple, « la production d’eau a été augmentée par un facteur 1.000 ! » Quant au maximum d'activité, et c'est le cas pour toutes les comètes, il est souvent décalé par rapport au périhélie. « Il y a un effet d'accumulation de la chaleur dans le noyau dont il faut tenir compte. »

La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko observée par la sonde Rosetta le 5 septembre. © Esa

Des blocs rocheux à proximité immédiate de la comète

Sans surprise, les images acquises lors de ce passage et les jours suivants montrent une recrudescence de l'activité de la comète mais ce n'est pas non plus un festival de feux d'artifice. Cela s'explique parce que l'on a affaire à « une comète d'intensité moyenne et qu'il s'agit déjà de son huitième passage au périhélie ». Elle a donc déjà perdu beaucoup de sa matière. À cela s'ajoute l'effet de saison. Il faut ainsi savoir que l'été survient début septembre dans l'hémisphère sud de la comète, qui est alors le plus éclairé et le plus chauffé par le Soleil. L'été dans l'hémisphère nord survient quant à lui lorsque la comète se situe à l'aphélie, le point de l'orbite le plus éloigné du Soleil.


Cela explique pourquoi l'hémisphère sud subit une érosion de sa surface bien plus importante que le nord et, avec Rosetta, « nous sommes aux premières loges pour l'observer ». On a d'ores et déjà pu voir des éruptions, des jets de matière qui se déclenchent et s'arrêtent et des changements à sa surface. « De grands blocs rocheux détachés de la comète sont également visibles en co-orbite. » On en observait déjà avant le passage au périhélie qui se situait à environ 300 kilomètres de la comète et vraisemblable lors du dernier passage.

L'Agence spatiale européenne a diffusé une série d'images montrant un de ces blocs « qui mesure entre un et dix mètres » se baladant près du noyau. Malheureusement, « sans stéréo il n'est pas possible de déterminer leur distance ». Nous savons cependant qu'ils sont peu lourds. En effet, sur la comète, « on estime qu'un bloc d'un mètre de diamètre pèse seulement quelques dizaines de grammes et qu'un bloc de dix mètres pèse seulement quelques dizaines de kilogrammes ». Ce n'est donc pas énorme. Pour les éjecter de la comète, des mécanismes comme des explosions, via une force brutale, seraient suffisants.

Ce type de phénomène est en cours d'observation. Une analyse des gaz s'échappant des explosions de la comète permet ainsi d'en conclure que « ces explosions ne sont pas principalement provoquées par l'eau mais plutôt par des gaz moins abondants ». Un résultat assez étonnant qui peut s'expliquer par la présence de gaz plus volatils. Ces éruptions seraient ainsi liées à des poches de gaz extrêmement volatils - il ne s'agit pas préférentiellement d'eau -, qui, même en profondeur, déclenchent tout à coup une éruption. Quant aux mécanismes en œuvre, le scénario envisagé est le suivant : « La poche de gaz passe en phase gazeuse dans une zone sans fuite où la surpression interne provoque une explosion pouvant éjecter des blocs ».

L'atterrisseur Philae toujours silencieux

Pendant encore quelques semaines, Rosetta va profiter du maximum d'activité de la comète. Aujourd'hui, elle se situe à une distance de sécurité d'environ 400 kilomètres et trace dans le ciel des rectangles à grandes distances du noyau pour aller « explorer la zone d'émergence des deux queues, une de poussière (la plus visible) et l'autre de gaz ». Elle va donc passer à « l'arrière de la comète et faire des triangles de l'ordre du millier de kilomètres ».

Quant à Philae, on n'en sait pas beaucoup plus depuis la dernière communication coupée après 20 minutes d'échange entre les deux engins, le 9 juillet. « On est toujours dans l'expectative ». Cela dit, une nouvelle hypothèse est à l'étude. Il se pourrait que les problèmes de communication de Philae « soient dus à un dysfonctionnement électrique du transbordeur ». Un court-circuit les interromprait ; les huit séquences de communication avec Philae se sont toujours coupées de manière abrupte alors qu'elles auraient dû baisser en intensité avant de s'interrompre.

En se fiant à la position estimée de Philae et à l'orientation du lobe de son antenne, les contrôleurs au sol on réalisé cette vue d'artiste montrant bien toute la difficulté de communiquer avec le petit lander. La communication est uniquement possible à l'intérieure de la zone grise. © Esa

Depuis son atterrissage chaotique, Philae est « incliné sur le flanc, ce qui induit que son lobe d'antenne (comprendre le diagramme de rayonnement) est à peu près rasant avec la surface de la comète qui, elle-même, n'est pas plate du tout ». L'antenne est optimisée pour fonctionner à la verticale locale du petit atterrisseur. Or, aujourd'hui, elle est plus proche d'une position horizontale que verticale, ce qui laisse à penser que « les signaux peuvent être altérés par une réflexion sur la surface de la comète puis reçus par Philae dans un mode plus ou moins dégradé ».

Pour résoudre une partie du problème, « il faudrait que Rosetta se place dans le prolongement de la surface, à l'horizontale de Philae ». Mais, il manque une image en haute résolution du lander permettant de voir son environnement et de déterminer quels sont les obstacles pouvant obstruer les signaux radio. Bien que « l'instrument Consert ait permis de localiser Philae avec une précision de 20 ou 30 mètres », sans ces informations, il est impossible de positionner Rosetta au meilleur endroit « parce que l'on ne sait pas quelles sont les zones où la communication serait libre ».

Aujourd'hui, Rosetta et Philae ne peuvent pas communiquer ensemble. La quantité de parasites (le bruit) sur le signal radio est en effet trop importante du fait de la distance entre les deux engins. Jusqu'à la fin novembre, voire début décembre, « il sera théoriquement possible de communiquer avec Philae ». À mesure que l'activité de la comète va décroître, Rosetta s'approchera de nouveau de la surface de Tchouri. Malheureusement, il faut également tenir compte de la baisse d'intensité d'ensoleillement reçu par Philae. La sonde Rosetta pourrait d'ailleurs très bien se situer au-dessus de l'atterrisseur, alors dépourvu de Soleil pour recharger ses batteries...

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