Crédit d'image: ESA
La mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne sera le premier vaisseau spatial à orbiter et à atterrir sur une comète éloignée. Il y a cependant une certaine incertitude quant au lancement, en raison d'un accident de rappel avec une Ariane-5 améliorée le mois dernier. Le vaisseau spatial doit être lancé d'ici la fin janvier pour pouvoir rencontrer Wirtanen; sinon, un nouvel objectif devra être sélectionné.
La Rosetta de l'ESA sera la première mission à orbiter et à atterrir sur une comète. Les comètes sont des corps glacés qui voyagent à travers le système solaire et développent une queue caractéristique à l'approche du soleil. Le lancement de Rosetta est prévu à bord d'une fusée Ariane-5 en janvier 2003 à partir de Kourou, en Guyane française.
La décision sur la date de lancement sera prise le mardi 14 janvier 2003 (voir le communiqué de presse d'Arianspace numéro 03/02 du 7 janvier 2003 ou consulter le site Internet http://www.arianespace.com). La cible de la mission est la comète Wirtanen et la rencontre aura lieu en 2011. Le nom de Rosetta vient de la célèbre pierre de Rosette qui, il y a près de 200 ans, a conduit au déchiffrement des hiéroglyphes égyptiens. De la même manière, les scientifiques espèrent que le vaisseau spatial Rosetta débloquera les mystères du système solaire.
Les comètes sont des objets très intéressants pour les scientifiques, car leur composition reflète la façon dont le système solaire était quand il était très jeune et encore «inachevé», il y a plus de 4600 millions d'années. Les comètes n'ont pas beaucoup changé depuis lors. En orbite autour de la comète Wirtanen et en y atterrissant, Rosetta collectera des informations essentielles pour comprendre l'origine et l'évolution de notre système solaire. Cela aidera également à découvrir si les comètes ont contribué aux débuts de la vie sur Terre. Les comètes sont porteuses de molécules organiques complexes qui, une fois livrées à la Terre par des impacts, ont peut-être joué un rôle dans l'origine des formes vivantes. En outre, les éléments légers «volatils» transportés par les comètes peuvent également avoir joué un rôle important dans la formation des océans et de l'atmosphère de la Terre.
«Rosetta est l'une des missions les plus difficiles jamais entreprises à ce jour», explique le professeur David Southwood, directeur scientifique de l'ESA. "Personne auparavant n'a tenté une mission simulaire, unique pour ses implications scientifiques ainsi que pour ses manœuvres spatiales interplanétaires complexes et spectaculaires." Avant d'atteindre son objectif en 2011, Rosetta fera presque quatre fois le tour du Soleil sur de larges boucles dans le système solaire intérieur. Au cours de son long périple, l'engin spatial devra supporter des conditions thermiques extrêmes. Une fois qu'il est proche de la comète Wirtanen, les scientifiques le feront à travers une manœuvre de freinage délicate; alors le vaisseau spatial orbitera étroitement la comète, et déposera doucement un atterrisseur dessus. Ce sera comme atterrir sur une petite balle cosmique en mouvement rapide qui a, à l'heure actuelle, une «géographie» presque inconnue.
Un trek interplanétaire étonnant de 8 ans
Rosetta est un vaisseau spatial de type boîte de 3 tonnes d'environ 3 mètres de haut, avec deux panneaux solaires de 14 mètres de long. Il se compose d'un orbiteur et d'un atterrisseur. L'atterrisseur mesure environ 1 mètre de diamètre et 80 centimètres de hauteur. Il sera fixé sur le côté de l'orbiteur Rosetta pendant le voyage vers la comète Wirtanen. Rosetta réalise 21 expériences au total, dont 10 sur l'atterrisseur. Ils seront maintenus en hibernation pendant la majeure partie de son trek de 8 ans vers Wirtanen.
Qu'est-ce qui rend la croisière de Rosetta si longue? Au moment du rendez-vous, la comète Wirtanen sera aussi éloignée du Soleil que Jupiter. Aucun lanceur ne pourrait y amener Rosetta directement. Le vaisseau spatial de l'ESA accélérera grâce aux «coups de pied» gravitationnels fournis par trois survols planétaires: un de Mars en 2005 et deux de la Terre en 2005 et 2007. Pendant le voyage, Rosetta visitera également deux astéroïdes, Otawara (en 2006) et Siwa (En 2008). Au cours de ces rencontres, les scientifiques allumeront les instruments de Rosetta pour l'étalonnage et les études scientifiques.
Les longs voyages dans l'espace lointain comportent de nombreux dangers, tels que des changements extrêmes de température. Rosetta quittera l'environnement bénin de l'espace proche de la Terre pour les régions sombres et glaciales au-delà de la ceinture d'astéroïdes. Pour gérer ces charges thermiques, les experts ont effectué des tests de pré-lancement très difficiles pour étudier l'endurance de Rosetta. Par exemple, ils ont chauffé ses surfaces externes à plus de 150 degrés Celsius, puis l'ont rapidement refroidi à -180 degrés Celsius lors du prochain test.
Les scientifiques réactiveront complètement le vaisseau spatial avant la manœuvre de rendez-vous de la comète en 2011. Ensuite, Rosetta orbitera autour de la comète, un objet de seulement 1,2 kilomètre de large, alors qu'il traversera le système solaire interne à 135 000 kilomètres par heure. Au moment du rendez-vous, à environ 675 millions de kilomètres du Soleil, Wirtanen ne montrera quasiment aucune activité de surface. Le coma caractéristique (l '«atmosphère» de la comète) et la queue ne se seront pas encore formés en raison de la grande distance du Soleil. La queue de la comète est constituée de grains de poussière et de gaz gelés de la surface de la comète qui se vaporisent à cause de la chaleur du soleil.
Pendant six mois, Rosetta cartographiera de manière approfondie la surface de la comète, avant de sélectionner un site d'atterrissage. En juillet 2012, l'atterrisseur s'éjectera automatiquement du vaisseau spatial d'une hauteur d'un kilomètre seulement. Le toucher des roues aura lieu à une vitesse de marche - inférieure à 1 mètre par seconde. Immédiatement après le toucher des roues, l'atterrisseur tirera un harpon dans le sol pour éviter de rebondir sur la surface dans l'espace. Il doit le faire parce que la gravité extrêmement faible de la comète à elle seule ne tiendra pas à l'atterrisseur. L'opération et les observations scientifiques à la surface de la comète dureront 65 heures au minimum, mais peuvent durer plusieurs mois.
Pendant et après les opérations d'atterrissage, Rosetta continuera d'orbiter et d'étudier la comète. Rosetta sera le premier vaisseau spatial à être témoin de près des changements qui se produisent dans une comète lorsque la comète s'approche du Soleil et développe son coma et sa queue. Le voyage se terminera en juillet 2013, après 10,5 ans d'aventure, lorsque la comète sera la plus proche du Soleil.
Etudier une comète sur place
L'objectif de Rosetta est d'examiner une comète dans les moindres détails. Les instruments sur l'orbiteur de Rosetta comprennent plusieurs caméras, spectromètres et expériences qui fonctionnent à différentes longueurs d'onde - infrarouge, ultraviolet, micro-ondes, radio - et un certain nombre de capteurs. Ils fourniront, entre autres, des images et des informations à très haute résolution sur la forme, la densité, la température et la composition chimique de la comète. Les instruments de Rosetta analyseront les gaz et les grains de poussière dans le soi-disant coma qui se forme lorsque la comète devient active, ainsi que l'interaction avec le vent solaire.
Les 10 instruments à bord de l'atterrisseur effectueront une analyse sur place de la composition et de la structure des matériaux de surface et de subsurface de la comète. Un système de forage prélèvera des échantillons jusqu'à 30 centimètres sous la surface et les alimentera aux «analyseurs de composition». D'autres instruments mesureront des propriétés telles que la résistance à la surface, la densité, la texture, la porosité, les phases de glace et les propriétés thermiques. Des études microscopiques de grains individuels nous renseigneront sur la texture. De plus, des instruments sur l'atterrisseur étudieront comment la comète change au cours du cycle jour-nuit et à l'approche du soleil.
Opérations au sol
Les données de l'atterrisseur sont transmises à l'orbiteur, qui les stocke pour la liaison descendante avec la Terre au prochain contact avec la station au sol. L'ESA a installé une nouvelle antenne dans l'espace lointain à New Norcia, près de Perth, en Australie occidentale, comme principale liaison de communication entre le vaisseau spatial et le contrôle de mission ESOC à Darmstadt, en Allemagne. Cette antenne parabolique de 35 mètres de diamètre permet au signal radio d'atteindre des distances de plus d'un million de kilomètres de la Terre. Les signaux radio, se déplaçant à la vitesse de la lumière, prendront jusqu'à 50 minutes pour couvrir la distance entre le vaisseau spatial et la Terre.
Le centre des opérations scientifiques de Rosetta, qui est responsable de la collecte et de la distribution des données scientifiques, partagera un emplacement à l'ESOC et à l'ESTEC à Noordwijk, aux Pays-Bas. Le Lander Control Center est situé au DLR à Cologne, en Allemagne, et le Lander Science Center au CNES à Toulouse, en France.
Immeuble Rosetta
Rosetta a été choisie comme mission en 1993. Le vaisseau spatial a été construit par Astrium Allemagne en tant que maître d'œuvre. Les principaux sous-traitants sont Astrium UK (plate-forme de vaisseau spatial), Astrium France (avionique de vaisseau spatial) et Alenia Spazio (assemblage, intégration et vérification). L’équipe industrielle de Rosetta comprend plus de 50 entrepreneurs de 14 pays européens et des États-Unis.
Des consortiums scientifiques d'instituts d'Europe et des États-Unis ont fourni les instruments sur l'orbiteur. Un consortium européen sous la direction de l'Institut allemand de recherche aérospatiale (DLR) a fourni l'atterrisseur. Rosetta a coûté 701 millions d'euros à l'ESA dans les conditions économiques de 2000. Ce montant comprend le lancement et toute la période des opérations de développement et de mission de 1996 à 2013. L'atterrisseur et les expériences, ce que l'on appelle la «charge utile», ne sont pas inclus car ils sont financés par les États membres par le biais des instituts scientifiques.
