Rosetta (sonde spatiale) - Définition
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Introduction
Rosetta est une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) dont l'objectif principal est de recueillir des données sur la composition du noyau de la comète Tchourioumov-Guerassimenko et sur son comportement à l'approche du Soleil. La sonde spatiale, d'une masse de trois tonnes au lancement, doit se placer en orbite autour de la comète puis, après une période d'observation de plusieurs mois, envoyer Philae, un petit atterrisseur de 100 kg, se poser sur sa surface pour analyser la composition du sol. Rosetta constitue un projet phare pour l'ESA qui y a investi près d'un milliard d'euros, soit plus de 30 % de son budget annuel. Le comité scientifique européen a décidé sa construction en 1993, après l'abandon d'un projet commun avec la NASA, avec l'espoir qu'elle permettrait de confirmer ou infirmer les modèles en cours sur le processus de formation du système solaire dont les comètes constituent des vestiges.
Après un report d'un an dû à une défaillance du lanceur qui nécessita de renoncer à l'objectif initial, la comète Wirtanen, Rosetta est lancée par une fusée Ariane 5G+ le 2 mars 2004. La sonde doit arriver à proximité de la comète en 2014 après avoir fait appel à quatre reprises à l'assistance gravitationnelle de la Terre et de Mars pour parvenir à se placer sur une trajectoire parallèle à la comète avec une vitesse identique. Durant son périple la sonde a croisé à faible distance l'astéroïde (2867) Šteins en 2008 et (21) Lutèce le 10 juillet 2010 : l'observation de ces deux corps constitue un objectif secondaire de la mission.
Rosetta sera la sixième sonde à observer une comète à faible distance, mais elle sera la première à se placer en orbite pour une longue période d'observation et à poser un atterrisseur sur son noyau. La mission représente à plusieurs titres un défi technique. La distance entre la Terre et la comète nécessite que la sonde soit autonome durant les phases critiques. L'atterrisseur doit pouvoir réussir à se poser sur un noyau cométaire dont la constitution et le comportement sont inconnus. Enfin la sonde doit survivre sur le plan thermique et énergétique aux grandes variations d'amplitude de l'éclairage solaire imposées par sa trajectoire.
Historique
Les missions qui ont précédé Rosetta
Les scientifiques savent depuis quelques années que l'étude des comètes peut fournir des indices importants sur le processus de formation du système solaire ; mais seule une mission spatiale in situ peut permettre de connaître finement la nature de ces corps célestes. La recherche sur les comètes va être un des rares domaines de l'exploration spatiale où l'Agence spatiale européenne devance son homologue américaine. La première vague de missions spatiales vers les comètes a lieu lors du passage de la comète de Halley en 1986 : alors que la NASA, qui fait face à de graves problèmes financiers, doit renoncer à lancer une sonde, l'ESA construit la sonde Giotto qui va survoler Halley mais également la comète Grigg-Skjellerup (1996). La sonde européenne réalise plusieurs premières techniques dont un passage à faible distance d'un noyau d'une comète et est à l'origine de découvertes scientifiques importantes dont la présence de composés organiques dans le noyau de la comète. La comète de Halley est également étudiée à plus ou moins grande distance par d'autres sondes spatiales lancées à la même époque dont ce n'est parfois pas la mission principale : les sondes japonaises Sakigake et Suisei ainsi que les sondes soviétiques Vega 1 et Vega 2.
L'agence spatiale américaine, la NASA, lance par la suite plusieurs missions, aux caractéristiques très différentes, dédiées à l'étude des comètes :
- Deep Space 1, qui survole la comète Borrelly en 2001 ;
- Stardust, lancée en 1999, passe à proximité de la comète Wild 2 en 2004 et capture des particules situées dans la queue de celle-ci. Une capsule contenant les échantillons collectés atterrit sur Terre en 2006. Le contenu est aujourd'hui en cours d'analyse. La sonde poursuit actuellement son périple vers la comète Tempel 1 percutée par Deep Impact ;
- la sonde CONTOUR, lancée en 2002, devait survoler les noyaux des comètes Encke et 73P/Schwassmann-Wachmann mais fut victime d'une défaillance du moteur qui devait l'injecter sur sa trajectoire interplanétaire ;
- Deep Impact, lancée en 2005, largue la même année un impacteur de 350 kg sur le noyau de la comète Tempel 1 soulevant plusieurs milliers de tonnes de poussière et de glace : l'analyse par des instruments embarqués et des télescopes spatiaux permet d'en déterminer la composition.
Naissance et développement du projet
Après le succès de la mission Giotto, la communauté scientifique internationale propose en 1991 le lancement d'une mission dédiée aux comètes, dont un des objectifs est de ramener sur Terre un échantillon du noyau cométaire. La NASA et l'ESA se sont donc regroupées pour donner naissance à la mission CNSR (Comet Nucleus Sample Return), basée sur la sonde Cassini et capable de ramener 10 kg d'échantillons ; l'ESA doit fournir la capsule de retour ainsi que le lanceur. Au bout de deux années de travail, la NASA se retire du programme ; l'ESA, ne pouvant assurer seule une mission de cette envergure, développe alors une mission moins ambitieuse, sans retour d'échantillon, Rosetta.
La nouvelle mission, approuvée en 1994, doit déposer deux atterrisseurs sur la comète à étudier, l'un développé par l'Allemagne (atterrisseur Roland), l'autre produit par une association CNES/NASA (atterrisseur Champollion). Dix-huit mois après le début des études, la NASA abandonne de nouveau sa participation à ce projet. Un nouvel atterrisseur naît alors de l'union de 8 pays, dont l'Italie, l'Allemagne et la France, et est finalement livré à la date convenue pour son intégration sur l'orbiteur Rosetta en 2002. La sonde est construite dans une salle blanche selon les règles de la COSPAR pour éviter toute contamination de la comète.
Le nom choisi pour la mission fait référence à la pierre de Rosette qui permit à Jean-François Champollion de déchiffrer en 1822 l'égyptien hiéroglyphique. L'atterrisseur est baptisé Philaé (qui peut être orthographié Philæ) en référence à l'obélisque de Philæ qui fournit les clés permettant de compléter le déchiffrage de Champollion. En effet, les scientifiques espèrent que la mission apportera de nombreuses réponses sur l'histoire du système solaire.
