la comète Chury et la sonde Philae

La Sonde PHILAE et la Comète CHURY

SAUZ1dans le cadre de la Semaine de la Science à Morlaix ,

par Olivier Sauzereau, Dr ès Sciences – astrophotographe

Le 12 Novembre 2014 , le robot laboratoire Philae se pose sur la Comète Tchourioumov-Guérassimenko, une « patate » grisâtre congelée : un nouveau pas est franchi dans l’exploration de l’espace..

SAUZ 2Quel est l’intérêt de ce grand saut dans l’espace ?

Les comètes dans l’univers

a) généralités

Une galaxie est un assemblage d’étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire, contenant parfois un trou noir supermassif en son centre. La Galaxie : La Voie lactée, dans laquelle se trouve le Système solaire, compte quelques centaines de milliards d »étoiles.

Le système solaire est un système planétaire composé d’une étoile , le Soleil et des objets célestes gravitant autour de lui : 8 planètes et leurs 175 satellites naturels, 5 planètes naines, et des milliards de petits corps ( astéroïdes, objets glacés, comètes, poussière interplanétaire…)

Schématiquement, le Système solaire est ainsi organisé :

SAUZ3le Soleil , au centre

4 planètes telluriques internes (ex la Terre)

une ceinture d’astéroïdes

4 planètes géantes externes ( 2 gazeuses et 2 glacées) ex : Jupiter

une 2nde ceinture appelée ceinture de Kuiper, composée d’objets glacés (ex : Pluton)

l’héliopause, limite magnétique du Système solaire

b) les comètes

-les comètes sont de petits corps célestes du Système solaire, généralement de quelques kilomètres de diamètre, principalement SAUZ4composé de glaces volatiles. Elles possèdent des orbites hautement excentriques, avec un périhélie souvent situé dans le Système solaire interne et un aphélie au-delà de Pluton. Lorsqu’une comète entre dans le Système solaire interne, la proximité du Soleil provoque la sublimation et l’ionisation de sa surface, créant une queue : une longue traînée de gaz et de poussière .

-une comète se compose de 3 parties :

le noyau et la chevelure constituent la tête de la comète.Le diamètre du noyau est estimé entre quelques centaines de mètres et quelques dizaines de kilomètres ; la période de rotation va de 5 à 70 heures, La chevelure est constituée d’atomes, de gaz et de poussières issus du noyau ,libérés sous forme de jets , avec un diamètre compris entre 50 000 et 250 000 kilomètres.

Un comète importante possède en général 2 queues :

une queue constituée de plasma rectiligne ,se maintenant à l’opposé du Soleil

une queue plus large constituée de poussières et incurvée dans le plan de l’orbite

les comètes et l’astronomie

SAUZ5-l’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, ainsi que leurs propriétés physiques et chimiques. Les origines de l’astronomie remontent au-delà de l’Antiquité dans les pratiques religieuses préhistoriques. La Grèce antique fut la 1ère civilisation à détacher la pratique de l’astronomie des préoccupations de calendrier, de divination ou de culte religieux, avec la volonté de trouver une explication théorique globale des phénomènes astronomiques.

A la Renaissance, Copernic propose un modèle héliocentrique du Système solaire. Un siècle plus tard, Galilée et Kepler reprennent cette idée, en l’étendant et en la corrigeant.

Galilée imagine une lunette astronomique pour améliorer ses observations. Kepler, en s’appuyant sur les observations de Tycho Brahe, imagine un système de lois régissant les détails du mouvement des planètes. Isaac Newton, en décrivant la gravitation par ses lois du mouvement donne une explication théorique du mouvement des planètes.

l’observation des comètes

Depuis l’Antiquité, les comètes ont toujours suscité la terreur, car leur apparition, avec leur changement d’aspect et leur trajectoire imprévisible était imprévue et supposée maléfique .

En 1705, Edmond Halley publie un livre indiquant que les comètes apparues dans le ciel en 1531,1607 et 1682 étaient une seule et même comète prédisant son retour en 1758, après une révolution de 76 ans sur une orbite elliptique.

SAUZ6En 1757, Lalande et Nicole-Reine Lepaute calculent les déviations de la comète dues aux grosses planètes et prédisent son retour pour 1759. La comète est au rendez-vous… la mécanique newtionnienne a triomphé, reléguant aux oubliettes de l’Histoire la théorie des tourbillons de Descartes.

Après ces découvertes scientifiques ,les comètes ont toutefois continué à inspirer des écrivains, tel que Jules Verne. En 1877 il publie Hector Servadac un roman d’aventures, où l’auteur extrapole à partir d’une hypothèse la rencontre de la Terre avec une comète, les conséquences à la fois les plus inattendues et les plus rigoureusement logiques de la situation créée.

C’est l’un des ouvrages les plus drôles et hallucinés de Jules Verne. Les « Galliens » (Terriens temporairement expatriés sur la comète Gallia, nom donné par son inventeur, le Professeur Palmyrin Rosette) subissent une diminution de l’attraction terrestre, voient un satellite s’accrocher à leur planète ou encore les journées raccourcir (de 24 à 6 heures), les années se modifier, le calendrier « gallien » supplanter le grégorien, etc.

2) LA Comète Tchoury   –l’orbiteur Rosetta – le robot laboratoire Philae

La planète surnommée Tchoury ou Chury est une planète périodique découverte par Klim Tchouriounov et Svetlana Guérassimenko SAUZ7, après observation sur leurs plaques photographiques en 1969.

a) les raisons du voyage interplanétaire de Rosetta

Les comètes sont les objets les plus primitifs du système solaire ; elles ont vécu l’immense majorité de leur vie très loin du soleil et de ce fait leur matériau n’a pas chauffé et n’a pas été modifié , et ce depuis quelques 4,56 milliards d’années.Dans le système solaire, elles sont les objets les plus riches en gaz divers congelés, l’eau étant l’un d’eux et le plus abondant : elles pourraient avoir contribué à apporter de l’eau sur Terre, il y a 3,9 milliards d’années , et à ensemencer les océans avec des molécules organiques complexes. Les mesures effectuées par la sonde pourraient contribuer à mieux comprendre les processus qui ont permis de passer de la chimie du carbone à la biologie.

b) un long voyage de 10 ans

Envoyer une sonde par tir direct de la Terre vers la comète permettait un voyage de courte durée, mais les techniques de propulsion actuelles ne permettent pas le choix de cette option.

Lancés en 2004 par Ariane V à Kourou, , Rosetta et Philae bénéficient , pour relever progressivement leur apogée d’une 1ère assistance gravitationnelle de la Terre en mars 2005, suivie en Février 2007 par une assistance gravitationnelle de Mars , survolent en 2008 l’astéroïde Steins, bénéficie d’une seconde « catapulte » gravitationnelle de la Terre en 2009. En Janvier 2014, la sonde est réactivée, elle se met sur orbite autour de la comète de 6 août 2014 . Philae se pose sur la comète le 12 Novembre 2014.

En 10 ans , l’ensemble aura parcouru 6,5 milliards de kilomètres pour une distance de 510 millions de km entre la Terre et Chury.

c) l’orbiteur ROSETTA et le robot PHILAE

SAUZ8La sonde Rosetta est constituée de deux parties : un orbiteur Rosetta, qui s’est placé en orbite autour de la comète Chury et qui est chargé d’étudier et de cartographier celle-ci, de recueillir des données sur les astéroïdes rencontrés au cours de son parcours et de transmettre les résultats à la Terre et le petit atterrisseur Philae, monté sur un des côtés de la sonde,

L’orbiteur Rosetta a la forme d’un parallélépipède de 2,8 mètres par 2,1 mètres par 2 mètres (environ 10 mètres cubes) pour une masse totale de 2 970 kilogrammes (1 300 kg sans le carburant). Il a été conçu par EADS Astrium et Alcatel Alenia Space , pour le compte de l’Agence spatiale européenne. La charge utile de l’orbiteur seul comprend 11 instruments scientifiques.

L’atterrisseur Philae se présente sous la forme d’un cylindre polygonal d’un mètre de diamètre pour 80 cm de haut et d’une masse totale de 97,9 kg dont 26,7 kg d’instrumentation scientifique(10 instruments scientifiques)

un atterrissage difficile

SAUZ10Le 12 novembre , le petit robot laboratoire Philae qui ne pèse que l’équivalent d’ 1 g sur la Comète est largué à 20 km de la surface de la comète à très faible vitesse ( 3,5 km/h)pour se fixer à la comète dans une zone préétablie.L’opération, délicate,ne se déroule exactement comme prévu ( rebond de l’appareil)

Les 1ères images arrivent néanmoins dès le 13 novembre sur la Terre….Des observations scientifiques devraient suivre….La fin de la mission est programmée pour 2015.

d) coût de l’opération

La mission Rosetta est évaluée à 1,3 milliards d’euros et a mobilisé 2 000 personnes depuis 20 ans. Elle prendra fin en 2015 et est d’ores et déjà revendiquée comme un succès par l’ESA (Agence Spatiale Européenne ).