L’épopée de la sonde Rosetta et de l’atterrisseur Philaé

Parmi les conquêtes extraplanétaires les plus merveilleuses, il y a celle de la comète Tchouriumov-Guerassimenko, surnommée Tchouri ou par son nom de code 67P, par un couple de sondes, un orbiteur et un atterrisseur, en 2014. L’ensemble doit étudier le comportement de la comète et sa composition, en orbite et in situ, y rechercher d’éventuelles traces de vie ou conditions permettant potentiellement la vie, et de comprendre l’origine et le développement du système solaire. c’est la première fois qu’une sonde spatiale s’approche aussi près, orbite autour d’une comète et y pose un robot. Et ce tout en profitant de la proximité (relative…) de la comète de la Terre qui a pu faciliter les choses.
Rosetta devait être lancée au départ depuis Cap Canaveral par un efusée Titan IV dans le cadre d’un projet commun entre l’ESA et la NASA, qui est finalement avorté, puis en 2003 par une fusée Ariane V, depuis le Centre Spatial de Kourou, mais celle-ci multipliait les défaillances, et Rosetta devait à l’origine étudier une autre comète, Wirtanen, alias 46P.
Finalement l’ensemble décolle le 2 Mars 2004 et la sonde utilise l’assistance gravitationnelle de la Terre (Mars 2005) puis de Mars (Février 2007) puis à nouveau la Terre (Novembre 2007 puis Novembre 2009). Rosetta se trouve à survoler quelques astéroïdes et bien que cela ne soit pas spécialement prévu dans la mission, en profite pour les étudier : Steins en 2008 et Lutèce en 2010. Etant encore très loin de Tchouri et pour économiser carburant et fonctionnement de ses nombreux appareils, la sonde est mise en veille en Juin 2011, ne laissant fonctionnel que le strict minimum permettant de la suivre correctement depuis la Terre, puis réactivée en Janvier 2014. Enfin, Tchouri se faisant visible en Mars 2014, Rosetta se prépare pour s’insérer en orbite dès Août, avec plusieurs corrections afin de se rapprocher de la comète pour choisir un site d’atterrissage convenable pour Philaé et commencer les études scientifiques.
Pour cela, Rosetta ne comporte pas moins de 21 instruments scientifiques : spectromètres (à infrarouges, à ultraviolets…) anémomètre (vitesse des vents), analyseurs de plasma et de particules, caméras haute résolution… Autrement, la sonde qui pèse 3 tonnes carburant inclus est composée de 2 grands panneaux photovoltaïques, 4 accumulateurs, un régulateur thermique, un stabilisateur 3 axes (lacet-roulis-tangage), des gyroscopes, des viseurs d’étoiles de référence pour l’orientation. Pour les télécommunications, Rosetta est équipée d’une antenne parabolique grand gain permettant les liaisons avec la Terre (à l’ESOC, le Centre de Contrôle de l’ESA de Darmstadt en Allemagne pour le suivi global, et pour la partie purement scientifique, à l’ESTEC au Pays-Bas, et ce qui concerne Philaé au CNES de Toulouse) en bandes S et X.
Son robot Philae, polygone recouvert de panneaux solaires posé sur 3 pieds larges munis de harpons, comporte 10 instruments scientifiques (spectromètres, caméras, analyseurs, magnétomètres, et une foreuse permettant de recueuillir des échantillons et de les analyser dans un mini-laboratoire embarqué). Il contient aussi 2 batteries, une principale et une secondaire, rechargeables, pour pallier à un faible ensoleillement selon la position à la fois du robot, du noyau de la comète par rapport au soleil et de la forme de celui-ci, un ordinateur permettant de stocker 24 Mo de données et une antenne en bande S, ainsi qu’un propulseur à gaz froid censé le plaquer au sol. Rosetta éjecte Philaé le matin du 12 Novembre 2014 pour atterrir 7 heures plus tard, mais les choses ne se passent pas comme prévu : Philaé rebondit plusieurs fois ! Au sol on comprend que ni le propulseur à gaz froid ni les harpons ne se sont déclenchés, et le petit robot a fini par se retrouver à 1 km de l’endroit prévu, dans un creux peu ensoleillé et posityionné de guingois, en témoigneront les communications mauvaises, l’épuisement des batteries mais surtout leurs grandes difficultés de rechargement, les premières photos envoyées par une des caméras de Philaé, mais surtout beaucoup plus tard une photo prise par Rosetta du malheureux robot ! Heureusement, le temps que les batteries de secours fonctionnent, les instruments scientifiques sont parfaitement actifs et recueillent puis transmettent quelques données, le peu que l’antenne peut renvoyer tant la position difficile de Philaé le permet. Du coup il se met en hibernation, faute de pouvoir recharger ses batteries correctement (seulement 1h30 d’ensoleillement possible), et n’en sortira plus malgré le rapprochement de la comète vers le soleil, hormis quelques rares et courts signaux en Juin 2015 (la plus forte proximité du soleil)…
Rosetta continue d’étudier Tchouri pendant ce temps, en modifiant son orbite selon l’activité de la comète excitée par sa proximité du soleil (Juin à Août 2015), car les dégagements de gaz et de poussière risquent d’aveugler ou d’endommager la sonde, et pour pouvoir observer ces phénomènes dans de bonnes conditions.
La mission devait s’arrêter en décembre 2015, mais il a été décidé de la prolonger de 9 mois, pas plus car l’éloignement de Tchouri du Soleil fera en sorte que la puissance solaire émise ne suffira plus à alimenter les panneaux solaires de la sonde, et le carburant est presque épuisé. Et peu de jours avant « d’euthanasier » Rosetta, celle-ci transmet le 2 Septembre la photo tant espérée de l’atterrisseur Philaé dans sa mauvaise posture, définitivement muet, confirmant ainsi les doutes des contrôleurs au sol sur les problèmes de fonctionnement rencontrés. Le 29 Septembre, l’orbitation est arrêtée et Rosetta descend doucement sur le sommet de Tchouri, pour s’y cogner 14 heures après le lendemain (bien qu’elle ne soit pas conçue pour se poser), tout en prenant et transmettant des photos de plus en plus rapprochées à la Terre, mais juste avant l’impact, une commande permettra sa désactivation totale et irréversible. Ce qui sera par la suite confirmé par la chute du signal sur les écrans de contrôle.
Pour ce qui est des résultats scientifiques recueillis (et encore en cours d’études à ce jour !) certains sont inattendus : dans les gaz éjectés par la comète, on trouve des molécules d’oxygène et d’azote, et sur la comète elle-même des traces d’eau et quelques molécules organiques, entres autres du phosphore et un acide aminé, la glycine (constituant des protéines). La curieuse forme de la comète, qui fait penser à la tête d’un fémur, vient sans doute de ce qu’elle était au départ 2 éléments distincts qui se sont agrégés pendant la formation du système solaire il y a 4,5 milliards d’années. Rosetta doit son nom à la « pierre de Rosette » sur laquelle Champollion a pu déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens.

ESA

CNES

 

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