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Un extraordinaire voyage interplanétaire de 10 années

Dossier - Une nouvelle mission pour la sonde Rosetta
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En raison d'un report de la mission, il a fallu renoncer à la comète initialement visée, Wirtanen, et en choisir une nouvelle : 67P/Churyumov-Gerasimenko. Rosetta l'atteindra en 2014, après un voyage de plus de 10 ans.

  
DossiersUne nouvelle mission pour la sonde Rosetta
 

Rosetta est une sonde parallélépipédique de trois tonnes mesurant trois mètres de haut et possédant deux panneaux solaires de 14 mètres de long. Elle se compose d'un orbiteur et d'un atterrisseur. L'atterrisseur, qui sera fixé sur l'orbiteur de Rosetta pendant son voyage vers la comète Churyumov-Gerasimenko mesure environ un mètre de large et 80 centimètres de haut. La sonde emporte 21 expériences au total, dont 10 à bord de l'atterrisseur. Elles resteront en hibernation pendant l'essentiel du voyage de 10 années à destination de la comète.

Pourquoi un si long voyage ?

Pour atteindre la comète Churyumov-Gerasimenko, la sonde doit aller loin dans l'espace, à une distance équivalant à celle qui sépare Jupiter du Soleil. Aucun lanceur n'est assez puissant pour envoyer Rosetta directement jusqu'à la comète. La sonde de l'ESA bénéficiera d'une accélération grâce à l'assistance gravitationnelle des planètes qu'elle survolera : Mars en 2005 et la Terre en 2005, 2007 et 2009, soit quatre survols. Pendant son périple, Rosetta traversera également deux fois la ceinture d'astéroïdes et pourrait survoler un ou deux de ces corps primitifs. Certaines cibles ont été identifiées mais la sélection finale sera faite après le lancement, une fois que les ingénieurs responsables de la mission auront vérifié la quantité d'ergols restant en réserve. Pendant les rencontres, les chercheurs ont prévu d'activer les instruments de Rosetta pour étudier ces corps largement méconnus du système solaire.

Les voyages dans l'espace lointain mettent les instruments à rude épreuve : les variations de températures, par exemple, sont très fortes. Rosetta quittera l'environnement peu agressif de l'espace proche de la Terre pour les régions sombres et glaciales situées au-delà de la ceinture d'astéroïdes. Pour être sûrs que la sonde puisse supporter les contraintes thermiques qu'elle subira, ses concepteurs lui ont fait passer des tests d'endurance très approfondis. A titre d'exemple, les surfaces externes ont été chauffées à plus de 150°C puis refroidies brutalement à -150°C.

La sonde sera entièrement réactivée avant la manœuvre de rendez-vous avec la comète en 2014. Elle se placera alors en orbite autour de Churyumov-Gerasimenko, qui ne mesure qu'environ 4 km de diamètre, tandis que la comète poursuivra sa trajectoire à travers le système solaire interne à une vitesse de 135 000 kilomètres/heure. Au moment du rendez-vous, à une distance de 675 millions de kilomètres du Soleil, il n'y aura quasiment aucune activité à la surface de la comète. La chevelure si caractéristique (« l'atmosphère ») et la queue de la comète ne se seront pas encore formées car Churyumov-Gerasimenko sera trop éloignée du Soleil. La queue de la comète se compose de grains de poussières et de gaz qui s'échappent de la surface gelée sous l'effet des rayons solaires.

Pendant 6 mois, Rosetta sera chargée de cartographier la surface du noyau de la comète de façon très précise pour préparer le choix du site d'atterrissage. En novembre 2014, l'atterrisseur sera éjecté de la sonde à une faible altitude (de l'ordre d'un kilomètre) et se posera en douceur sur le noyau, à une vitesse d'environ un mètre par seconde. Dès que l'atterrisseur se sera posé, il plantera un harpon dans le sol pour éviter de rebondir sur la surface et de repartir dans l'espace ; en effet, la force d'attraction du noyau est si faible qu'elle ne suffirait pas à le retenir. Les observations scientifiques et les activités à la surface du noyau se dérouleront pendant une semaine au moins et pourraient même se poursuivre pendant des mois.

L'atterrisseur ne se contentera pas de prendre des photos rapprochées du noyau, il forera la croûte sombre composée de matière organique et prendra des échantillons de glaces et de gaz primordiaux.

Tandis que l'atterrisseur mènera ses investigations et après l'achèvement de cette partie de la mission, la sonde Rosetta restera en orbite autour de la comète pour l'étudier. Ce sera la première fois qu'une sonde observera de près les modifications d'une comète à l'approche du Soleil, lorsque se forment la chevelure et la queue, puis lors de son éloignement. Le voyage de Rosetta prendra fin en décembre 2015, après une aventure de 12 ans, la comète ayant alors franchi son point le plus proche du Soleil et commençant à s'éloigner vers le système solaire externe.