Rosetta visera les geysers de 67P

Rosetta visera les geysers de 67P

Le 30 septembre, Rosetta terminera sa mission par un impact contrôlé sur la comète 67P entre 2 gouffres sources de geysers d’eau et de poussière dans la région de Ma’at. Jusqu’au dernier moment, la sonde récoltera données et images.

L’Agence Spatiale Européenne (ESA) a choisi de programmer la fin de sa mission d’exploration cométaire pour le 30 septembre. La Cité de l’espace à Toulouse vous propose de suivre le final de Rosetta dès 11h en compagnie de scientifiques du CNES (l’agence spatiale française), de l’ESA et de l’IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie).
Rappelons que la comète 67P autour de laquelle la sonde Rosetta tourne depuis août 2014 s’éloigne du Soleil au point que les panneaux solaires peineront prochainement à fournir l’électricité nécessaire, ce qui explique le choix d’une ultime manœuvre conçue pour récolter des données inédites. On savait déjà que la zone choisie pour l’impact était celle de Ma’at sur le plus petit des 2 lobes de 67P. L’ESA a récemment précisé que la trajectoire visait un endroit où se trouvaient 3 gouffres, sortes de «trous» profonds de plusieurs dizaines de mètres d’où émergent les geysers d’eau et de poussière caractéristiques de l’activité de la comète.

Rosetta : destination Deir el-Medina

En escortant 67P et à l’occasion de passages rapprochés, la caméra haute résolution OSIRIS de Rosetta a permis de réaliser des clichés très détaillés du noyau de la comète. Les scientifiques ont ainsi remarqués que des geysers d’eau et de poussière ont pour origine des puits ou gouffres de dizaines de mètres de largeurs (jusqu’à 200 m parfois). Ils se forment lorsque la glace d’eau prisonnière sous la surface se sublime (passage à l’état de vapeur sans l’étape liquide), ce qui créée un «trou» et entraîne l’effondrement de la couche de surface (voir schéma ci-dessous).

67P geyser

Schéma de l’ESA qui explique la formation des gouffres de 67P. Plus la comète est proche du Soleil et plus son intérieur chauffe. La glace d’eau souterraine se sublime, devenant de la vapeur ce qui finira par créer une cavité. Ce qui est au-dessus, y compris la couche de poussière en surface s’effondre, formant le puit ou gouffre. Les parois latérales exposées chauffent à leur tour et de nouveaux processus de sublimation ont lieu, donnant naissance à un geyser.
Crédit : ESA/Rosetta/J-B Vincent et al (2015)

De tels endroits présentent un intérêt scientifique évident. Outre être au cœur de l’activité d’une comète lorsqu’elle s’approche du Soleil, ce sont aussi des «forages gratuits» qui offrent l’opportunité d’examiner ce qu’il y a sous la surface du noyau. Du coup, en dirigeant Rosetta vers 3 gouffres désignés Ma’at-1, 2 et 3, on espère obtenir des données inédites et précises. Sur d’autres clichés de la caméra OSIRIS, les parois de ce type de gouffres sont apparues constellées de ce qui a été baptisé «goosebumps» (chair de poule), des «grumeaux» d’environ 3 m de large. Les astronomes théorisent qu’il pourrait s’agir de «cometisimals», autrement dit les petits blocs de base qui se sont agglomérés au début de la formation du système solaire afin de former les noyaux des comètes.

67P pits gouffres

Image d’un gouffre de 67P qui montre les «goosebumps» sur les parois. Ces petits blocs d’environ 1 à 3 m pourraient être les éléments de base à partir desquels les noyaux de comète se sont formés.
Crédit : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

L’ESA a indiqué que la trajectoire finale de Rosetta visait exactement la zone située entre Ma’at-2 et Ma’at-3 (voir photo ci-dessous). Ma’at-2 qui semble être le gouffre le plus intéressant (environ 130 m de large) a été surnommé Deir el-Medina pour continuer la logique de recourir à des noms liés à l’Egypte.

Rosetta Ma'at

D’après un document ESA, l’endroit exact visé par Rosetta sur 67P dans la région de Ma’at. La sonde se dirige entre les 2 gouffres Ma’at-2 et Ma’at-3. La taille des gouffres de cette zone est estimée à 100 m de large pour 60 m de profondeur. L’ellipse en rouge représente approximativement la marge d’erreur calculée (700 x 500 m).
Crédit : ESA/Cité de l’espace

L’ellipse d’erreur (due au fait qu’il est impossible de prendre en compte tous les paramètres) vis-à-vis du point d’impact sera de 700 x 500 m. Néanmoins, en phase finale du plongeon, la caméra OSIRIS parviendra théoriquement à saisir des détails de l’ordre de quelques centimètres sur le noyau (environ 2 cm dès que la distance sera inférieure à 1 km) et peut-être fournir de précieuses informations sur ces fameux «goosebumps». D’autres instruments fonctionneront pour engranger des données et les transmettre vers la Terre. Au moment du choc, Rosetta a été programmée pour cesser d’émettre.

 

Coupure radio programmée

Le crash contrôlé de Rosetta aboutira très probablement à sa destruction au moins partielle. La sonde n’a pas été conçue pour se poser et ses imposants panneaux solaires de 15 m de langueur de chaque côté vont se briser. De plus, l’orientation de l’antenne de communication en direction de la Terre ne sera plus garantie. Alors pourquoi programmer une coupure radio au moment du choc et ne pas espérer des transmissions depuis la surface ? L’ESA explique que si par une chance incroyable certains panneaux résistaient et fournissaient suffisamment d’électricité, alors Rosetta émettrait un signal radio susceptible de perturber les communications d’autres sondes en activité. Une situation gênante car les contrôleurs au sol pourraient en revanche bien être dans l’incapacité d’ordonner à la sonde de cesser de fonctionner.

Rosetta

La sonde Rosetta n’a pas été conçue pour se poser sur la comète. Ses panneaux solaires de 15 m de longueur chacun vont probablement se disloquer lors de l’impact même s’il se produit à faible vitesse (2 à 3 km/h).
Crédit : ESA

Le plongeon débute le 29 septembre

Les calculs accomplis pour la trajectoire finale prévoient un impact (à la vitesse de 2 à 3 km/h) le 30 septembre à 12h40 heure française avec une incertitude de plus ou moins 20 minutes. A ce chiffre, il convient d’ajouter les 40 minutes nécessaire au signal radio pour atteindre la Terre, ce qui donne donc 13h20 (toujours avec +/- 20 mn d’incertitude). Comme évoqué au début de l’article, la Cité de l’espace de Toulouse organisera un événement autour de l’arrivée de Rosetta sur 67P.
Toutefois, si le grand moment se déroulera le 30 septembre, c’est la veille que le plongeon aura commencé. Le 29 septembre, dans la soirée, la sonde accomplira une manœuvre afin de quitter l’orbite qu’elle suivra alors (voir schéma ci-dessous) en vue de se diriger vers les puits de Deir el-Medina.

Rosetta - 67P

Après un dernier survol rapproché de 67P, Rosetta entamera le 24 septembre une ultime ronde pour s’éloigner à 20 km de la comète event de plonger vers la surface de celle-ci le à partir du 29 septembre au soir. L’impact est prévu le 30 septembre vers 13h20 heure française.
Crédit : ESA/Cité de l’espace

Au début de son plongeon, Rosetta sera à 20 km de la surface de 67P. Sa descente ultime vers la comète se fera de façon intégralement automatique selon les instructions que les contrôleurs au sol auront programmées. En effet, avec 40 minutes de délai de transmission en raison de la distance (67P, et donc aussi Rosetta, sera à 720 millions de km de nous le 30 septembre), il est impossible de «télécommander» en temps réel la sonde. On soulignera enfin qu’elle émettra les données recueillies par ses instruments au fur et à mesure. L’ESA a d’ailleurs prévu de diffuser aussi vite que possible (il faut un minimum de temps pour les traiter) les images reçues. Cet événement qui va clore une mission historique sera à vivre en suivant le fil Twitter de la Cité de l’espace ou en se rendant à la Cité de l’espace le 30 septembre.