Mise à jour 16 Septembre  2014

 

 

CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
 «LA MISSION ROSETTA VERS LA COMÈTE CHURYUMOV-GERASIMENKO»

Par Francis ROCARD
Directeur de l’exploration spatiale au CNES.

Au FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).

Le Mercredi 10 Septembre 2014 à 20H30

 

Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.

Le conférencier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et s'appelle : 

, elle est dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2013-2014. .

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse   https://www.youtube.com/playlist?list=PLM_NLeMfZ9ToY3EPVa-O15YBKZ3_nDR0f

 

 

 

Foule des grands jours pour ce sujet d’actualité brulante.

 

 

 

Francis Rocard nous fait la gentillesse de venir faire le point sur cette mission extraordinaire quelques semaines avant son point d’orgue : l’atterrissage du lander Philae sur le noyau de cette comète.

 

Quelques compléments sur les comètes :

 

Elles sont beaucoup plus riches en Carbone que les astéroïdes.

 

On connait tous les différents types de queues  des comètes, je n’y reviens pas.

 

L’eau : les comètes sont un important réservoir d’eau, elles ont peut être remplis les océans terrestres, on peut le vérifier en étudiant le rapport D/H des glaces cométaires.

 

 

 

Notes de JPM sur le sujet :

Le rapport D/H, rapport entre la quantité de Deutérium (isotope de l’Hydrogène avec un neutron de plus dans le noyau) et l’Hydrogène « normal » (seulement un proton dans le noyau, donc deux fois moins lourd que D), donne une indication de l’origine de l’eau (l’eau peut être soit H20 soit HDO, eau semi-lourde ; soit D2O, eau lourde ; où un ou deux D a remplacé un H) dans le système solaire

 

Or il semble que l’enrichissement de l’eau en Deutérium soit antérieur à la formation du système solaire, il ne s’effectue que dans le milieu interstellaire froid.

Le rapport D/H est un marqueur des zones froides du système solaire (10 à 30K), s’il est élevé, cela signifie que le corps dont il est issu provient des zones froides (extérieures) du disque proto planétaire.

Donc on s’attendrait à avoir un D/H plus grand pour les comètes que pour les planètes géantes, car formées plus loin.

Pour information la nébuleuse solaire (mesuré dans l’atmosphère de Jupiter) a un D/H de 2 10-5 soit près de 10 fois inférieur au D/H terrestre.

 

 

 

La courbe ci-dessus présentée par F Rocard, montre les différents D/H  des comètes que nous avons pu étudier jusqu’à présent.

La ligne horizontale bleue correspond à l’eau des océans terrestres (SMOW : Standard Mean Ocean Water).

 

Il sera intéressant de mesurer le D/H de Chury.

 

Plus généralement sur les comètes ; elles proviennent soit de la ceinture de Kuiper située au-delà de Neptune, ce sont des comètes à courte période, soit du nuage de Oort situé aux confins ultimes du système solaire, ce sont des comètes à période longue et même extrêmement longue.

On pense que les comètes du nuage de Oort se sont formées en fait beaucoup plus près du Soleil et qu’elles ont été éjectées suite à des modifications orbitales au début de la formation du système solaire.

 

On pense que dans le système solaire, il y aurait près de 600.000 astéroïdes et 4000 comètes.

 

 

La mission Rosetta remonte aux années 1990, au début c’était un projet conjoint NASA-ESA, puis les Américains se sont retirés.

 

 

 

Une fois le projet ficelé et complété par l’atterrisseur Philae ; on choisit la cible, ce sera la comète 73P/Schwassmann-Wachmann 3, mais pas de chance, elle commence à se désintégrer, on choisit donc une autre comète : 46P/Wirtanen.

 

Mais, encore un mais, la toute nouvelle fusée Ariane 5 ne réussit pas son premier lancement, on retarde l’opération, et Wirtanen doit être abandonnée.

Une toute nouvelle comète est choisie : ce sera 67P/Churyoumov-Gerassimenko.

 

Le lancement avec la nouvelle Ariane 5G+ a lieu le 2 mars 2004.

 

 

 

 

 

Mais, même la puissante Ariane 5 n’a pas assez d’énergie pour atteindre la comète, il va falloir faire des trajectoires compliquées d’assistance gravitationnelle pour l’atteindre dans un délai raisonnable, c’est-à-dire….10 ans !

On profite du voyage pour visiter deux astéroïdes, un petit Steins et un énorme Lutetia.

 

Après cette rencontre avec Lutetia, et à partir de Juin 2011, la sonde Rosetta est mise en hibernation complète. Rosetta doit être mise en hibernation car elle doit avant son rendez vous avec la comète, aller plus profondément dans le système solaire, là où la puissance lumineuse ne serait pas suffisante pour charger ses batteries. Les ingénieurs ont préféré la mettre complètement hors tension jusqu’au moment de la rencontre avec la comète 67P.

On va orienter les panneaux de façon à ce qu’ils fassent face au Soleil avant de tout couper et la sonde n’ayant plus de moyen de s’orienter va être animée d’une légère rotation pour la stabiliser, c’est en fait la bonne vieille méthode pour stabiliser la trajectoire d’un engin spatial.

Les seuls éléments qui restent sous tension sont les radiateurs internes et le calculateur de bord qui déclenche l’horloge qui devra réveiller la sonde de façon autonome (il n’y aura aucun signal envoyé depuis la Terre, d’ailleurs Rosetta est « sourde » maintenant) le 20 Janvier 2014 à 10H00 TU précisément.

Pendant cette hibernation, Rosetta va atteindre des distances jamais atteintes pour une sonde équipée de panneaux solaires, notamment son point le plus éloigné, le 1er Décembre 2012 à 937 millions de km de la Terre (6,26 UA).

En se réveillant elle devrait être le 20 Janvier 2014 à 807 millions de km de la Terre (5,39UA) ou à 672 millions de km du Soleil (4,49 UA).

Elle se réveille parfaitement, mais un peu en retard, le réchauffage de l’ensemble a pris plus de temps que prévu.

La rotation est arrêtée les antennes dirigées vers la Terre, tout est OK !

 

On approche de la comète, on fait des triangles en spirales pour l’approcher (la gravité est tellement faible : 1/100.000 la gravité terrestre), on arrive côté Soleil pour bien la voir.

 

Maintenant (mi Septembre) nous sommes à 30km de la comète et Rosetta est quand même gravitationnellement liée à elle.

 

 

On commence à avoir des informations sur celle-ci :

Sa masse : 10 milliards de tonnes, sa densité : 0,4 très commun pour une comète.

Son axe de rotation est « sain », c’est-à-dire qu’il n’est pas chaotique, c’est une bonne nouvelle.

Sa température : -70°C, ce n’est pas trop froid, le sol est donc recouvert de poussières et non pas de glace.

Un début d’activité se dessine.

La coma a une longueur de 19.000km début septembre.

La mauvaise nouvelle : elle est en deux parties !!!!

On ne sait pas si elle a été ré-agglomérée ou si c’est la partie centrale qui s’évapore.

 

 

 

 

Ensuite Francis Rocard nous présente les divers instruments.

 

EADS Astrium GmbH est le maître d’œuvre industriel de Rosetta pour le compte de l’ESA, conduisant une équipe internationale de plus de 50 fournisseurs issus de 15 pays. L’Agence spatiale allemande (DLR) assure la supervision du projet global de l’atterrisseur Philae. L’orbiteur et l’atterrisseur sont équipés de nombreux instruments notamment :

 

L’orbiteur :

·         ALICE : Spectro imageur UV (NASA)

·         CONSERT : étude de l’intérieur de la comète par radar (LPG Grenoble)

·         COSIMA : composition des grains de poussières de la comète.

·         GIADA : vitesse et direction des grains de poussières émis.

·         MIDAS : forme et volume des particules émises par la comète.

·         MIRO : température du noyau mesures isotopiques (NASA/LESIA)

·         OSIRIS (WAC et NAC) : Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System , la caméra grand angle et télé de la mission (MPI)

·         ROSINA : composition de l’atmosphère de la comète (Université de Berne)

·         RPC : analyse du plasma et son interaction avec le vent solaire.

·         VIRTIS : spectro IR et visible (LESIA)

 

L’atterrisseur :

·         CIVA : 6 micro caméras + spectro (IAS Orsay)

·         CONSERT : sondeur radar pour étudier la structure interne.

·         COSAC & PTOLEMY : analyseurs des gaz contenus dans les échantillons du noyau (MPS)

·         MUPUS : analyseur mécanique de la surface (densité, résistance etc..) (DLR)

·         ROLIS : caméra HR du lander (DLR)

·         ROMAP : étude du champ magnétique de la comète.

·         SD2 : perce la surface de la comète (agence spatiale italienne).

·         SESAME : étude de la propagation des ondes sonores à travers la surface.

 

 

L’atterrissage.

 

Se poser en douceur est un challenge : la gravité est tellement faible qu’il faut empêcher le rebond : ancres et moteur fusée (gaz) Le problème n’est pas d’atterrir mais de rester au sol!

 

Une belle phrase de F Rocard, quelque soit le résultat de l’atterrissage :

Il ne faut pas oublier que la cerise sur le gâteau c’est Philae, mais le gâteau c’est Rosetta !

 

 

On largue l’atterrisseur vers l’arrière, et d’une altitude de quelques km (à déterminer par l’équipe ESA), la descente pourra prendre plusieurs heures.

Mais on veut se poser « le matin » sur la comète pour avoir une journée complète de travail (approx 6h de jour).

 

On travaille sur pile les premiers jours, pourquoi ?

Une pile emmagasine plus de puissance qu’une batterie ; ici la pile peut délivrer 1300W/h alors que la batterie ne peut fournir que 100W.

 

 

 

Le choix du site d’atterrissage doit avoir lieu le prochain week end et F Rocard doit y participer à Toulouse.

(Voir CR de la conférence de presse du site d’atterrissage sur ce site)

 

Date nominale de l’atterrissage : le 11 Novembre 2014, n’oubliez pas que la SAF va vous faire vivre cet évènement en direct à la Cité des Sciences de Paris.

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

Le dossier Rosetta sur ce site.

 

Le survol de Lutetia par l’ESA.

 

Le dernier blog d’Emily Lakdawalla de la Planetary Society sur Rosetta.

 

 

 

 

 

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin   Président de la commission de cosmologie de la SAF

www.planetastronomy.com

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