Les rebonds de Philae sur la comète 67P/T-G

Le mercredi 12 novembre2014, à 8 H 03, l’atterrisseur Philae a touché pour la première fois la comète Tchourioumov-Guérassimenko à l’endroit prévu pour son atterrissage. Après deux rebonds successifs, il s’immobilisa 1 km plus loin. A 10H, Philae était le premier engin spatial à avoir atterri sur une comète. C’est le stade culminant d’une odyssée qui a commencé le 2 Mars 2004 avec le lancement de Rosetta, le porteur de Philae, véritable laboratoire spatial.

Crédit ESA.CNES/Arianespace

L’orbiteur Rosetta a été  parfaitement largué par la fusée Ariane 5 V tirée de Kourou en Guyane. Il entreprend alors un long et silencieux voyage de dix ans et quelques 6 milliards de kilomètres pour se retrouver en janvier 2014 aux confins de notre système solaire dans les parages de la comète GP/67 à environ 500 millions de kilomètres de la Terre.

 

Fig.1 Vue de l’orbiteur Rosetta. On remarque les panneaux solaires violets ainsi que l’atterrisseur Philae en violet plus clair. La taille de celui-ci, de l’ordre de celle d’une machine à laver donne une idée de celle de l’engin. Crédit ESA.

Fig.1 Vue de l’orbiteur Rosetta. On remarque les panneaux solaires violets ainsi que l’atterrisseur Philae en violet plus clair. La taille de celui-ci, de l’ordre de celle d’une machine à laver, donne une idée de celle de l’engin. Crédit ESA.

 

Le contact est alors repris avec Rosetta et l’on peut admirer dans la vidéo ci-dessous la complexité des manœuvres de guidage qui vont s’ensuivre.

Crédit ESA

Rosetta, au cours de son orbite proche de la comète a pu prendre de nombreuses vues de celle-ci et mesurer sa température. Puis ce fut le largage de Philae. Enfin ce fut l’atterrissage avec son suspense dû au dysfonctionnement du système d’ancrage, propulseur vers le sol et harpons. Il s’ensuivit un premier rebond à l’endroit exact choisi, suivi d’un deuxième qui l’entraîna dans un site avec une paroi rocheuse qui gêne l’exposition de ses panneaux solaires. Cela le contraignit au silence après quelques 3 jours d’activité. Le rapprochement ultérieur de la comète vers le soleil permettra, on l’espère, la recharge de ses batteries. La longue durée entre les rebonds est due à la très faible attraction gravitationnelle de la comète, de l’ordre de 10 000 fois  plus faible que celle de la  Terre.

La force d’attraction FTm exercée par la Terre, assimilée à un corps sphérique  de rayon RT (≈ 6400 km) et de masse MT (≈ 6 1024 kg) sur un corps de masse m placé à sa surface est GMT m /RT2 où G est la constante de gravitation universelle. La comète peut être assimilée pour la gravitation à un corps sphérique d’un rayon RC ≈ 1 km. Sa masse MC est de  1013 kg. La force d’attraction FCm exercée par la comète sur un corps de même masse m sera donc   (1013 /6 1024) (6400/1)2≈ 1/ 10 000 ième de celle exercée par la Terre.

 

Fig.2. On voit ici des photos successives prise durant la descente de Philae par la caméra OSIRIS de la sonde Rosetta. A 11H 43 l’atterrisseur est enfin posé. Crédit ESA.

Fig.2. On voit ici des photos successives prise durant la descente de
Philae par la caméra OSIRIS de la sonde Rosetta. Le système d’ancrage n’ayant pu fonctionner,  l’engin a rebondi par deux fois. A 11H 43
l’atterrisseur est enfin posé. Crédit ESA.

 

La figure 3 ci-dessous représente le module Philae en position d’atterrissage.

Fig.3. Le module Philae et ses nombreux instruments Crédit: ESA/ATG

Fig.3. Le module Philae et ses nombreux instruments
Crédit: ESA/ATG

Dés son largage, Philae a été alimenté par une batterie de piles au lithium. Ses instruments ont  fonctionné 55 heures, temps au bout duquel  la charge des piles est devenu insuffisante.

L’instrument MUPUS a pu pénétrer de quelque millimètres la surface de la comète et effectuer des mesures de température et de résistance mécanique. Ce faible enfoncement montre que le sol de la comète est plus dur que prévu, avec une dureté de l’ordre de celle de la glace.

Puis le spectromètre APX à protons et rayons-X a analysé la surface de la comète.

Des mesures radar ont été effectuées par l’instrument radar CONCERT commun à l’orbiteur et à l’atterrisseur.

Les caméras ont fourni des vues du sol et des panoramiques. Elles ont montré des parois lamellaires d’un matériau d’aspect plus dur que les débris et poussières observés durant la descente de l’engin.

L’instrument SD2 a pu forer le sol sur une profondeur de 25 cm et transférer un échantillon dans le four de l’analyseur COSAC. Mais on ne sait pas encore si c’est vraiment un échantillon ou seulement de la poussière ou du gaz. Néanmoins, COSAC a effectué des analyses. Il semble que COSAC ait déjà aspiré l’atmosphère de la comète durant le premier contact de Philae avec la comète et qu’il ait détecté des molécules organiques.

On pourra refaire ce type de mesures ultérieurement, si les panneaux solaires de Philae peuvent charger  les batteries dont il est muni . On a bon espoir, car, si le site où se trouve l’atterrisseur est, hélas, très écranté du soleil, en revanche, la température plus basse du lieu peut permettre à Philae, quand la comète se sera rapprochée du soleil de rester opérationnel plus longtemps.

Notons que les deux rebonds ont permis de mesurer le champ magnétique en trois points de la comète.

L’image suivante est la première vue panoramique du sol de CP/67 obtenue par Philae.

Fig.4. Vue panoramique du sol de la comète à l’endroit d’atterrissage de Philae. On distingue à droite deux des pieds de Philae. Crédit ESA

Fig.4. Vue panoramique du sol de la comète à l’endroit d’atterrissage
de Philae. On distingue deux des pieds de Philae. Crédit ESA

 

 

 

 

Finalement, les mesures effectuées par les appareils de Philae représentent environ 85% de celles prévues. Malgré les rebonds intempestifs, la mission est une réussite scientifique étonnante pour l’Agence Spatiale Européenne (ESA, European Spatial Agency). De même que la pierre de Rosette (en anglais Rosetta Stone) a permis à Champollion de déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens, la mission Rosetta qui en tire son nom permettra de comprendre la structure des comètes et leur rôle éventuel dans la genèse des planètes du système solaire et de notre Terre, en particulier.

 

 

 

Pour en savoir plus :
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Rosetta

 

 

 

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