Navigation
Mission de Philae sur la comète 67P. (Plus de détails et autres formats disponibles ici.)
Crédit : ESA/ATG medialab
L’orbiteur Rosetta larguera l’atterrisseur Philae à 08h35 UTC/09h35 CET le 12 novembre à une distance d’environ 22,5 km du centre de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Environ sept heures plus tard, Philae devrait se poser sur le site d’atterrissage, appelé Agilkia. Le temps de parcours d’un signal unidirectionnel entre Rosetta et la Terre le 12 novembre étant de 28 minutes 20 secondes, cela signifie que la confirmation de la séparation arrivera sur les stations terrestres à 09h03 UTC/10h03 CET et celle de l’atterrissage vers 16h UTC/17h CET.
Le 6 août, Rosetta est arrivée à une distance de 100 km de la comète. Entre cette date et la mi-octobre, le vaisseau spatial s’est rapproché de la comète en s’approchant à moins de 10 km du centre.
À la fin du mois d’octobre, une série de petites manœuvres avait placé le vaisseau spatial sur l’orbite de pré-livraison. La manœuvre de livraison exige une précision extrêmement élevée, aussi Rosetta restera-t-elle sur cette orbite pendant quelques jours pour donner aux opérateurs de la sonde le temps de vérifier la position et la vitesse du vaisseau spatial avec une grande précision.
La première d’une série de décisions Go/NoGo sera prise le 11 novembre, avant la séparation, avec une confirmation de l’équipe de dynamique de vol que Rosetta est sur la bonne trajectoire avant la livraison de l’atterrisseur. D’autres décisions de type « Go/NoGo » seront prises dans la nuit du 11 au 12 novembre concernant l’état de préparation de l’orbiteur et la liaison montante des commandes, ainsi que la confirmation de l’atterrisseur, jusqu’à la confirmation de l’état de préparation de l’atterrisseur pour la séparation. Une fois cela fait, la tentative d’atterrissage pourra commencer.
Rosetta et Philae sur la comète 67P.
Crédit : ESA/ATG medialab ; Image de la comète : ESA/Rosetta/NavCam
Depuis l’orbite de pré-livraison, Rosetta manœuvrera sur une trajectoire hyperbolique en volant devant la comète, du côté du Soleil. Deux heures plus tard, l’atterrisseur sera automatiquement libéré. Il pourra être poussé loin de l’orbiteur à une vitesse sélectionnable comprise entre 0,05 m/s et 0,51 m/s. La valeur exacte dépendra des propriétés de la comète et des scénarios de séparation et de descente choisis. Si le déploiement initial ne réussit pas, un mécanisme de secours à ressort assurera le largage de l’atterrisseur à une vitesse d’environ 0,18 m/s. Pour des raisons évidentes donc, une stratégie de séparation et de descente avec cette valeur est privilégiée.
Une fois libéré, Philae est livré à lui-même. Un signal mettra environ 30 minutes pour franchir la distance entre la Terre et la comète à ce moment-là, ce qui est beaucoup trop long pour permettre une quelconque intervention manuelle.
La descente vers le site d’atterrissage, Agilkia, prendra environ sept heures. L’atterrisseur se posera quelque part à l’intérieur d’une « ellipse d’atterrissage », d’environ quelques centaines de mètres de diamètre. L’ellipse d’atterrissage a été choisie pour être aussi exempte que possible de dangers tels que de gros rochers et pour éviter, autant que possible, les pentes supérieures à 30 degrés, mais il y aura néanmoins un certain degré de risque.
Lorsque Philae descendra, il tombera lentement sans propulsion ni guidage, prenant progressivement de la vitesse dans le faible champ gravitationnel de la comète, son attitude étant stabilisée par un volant d’inertie interne.
Pendant la descente, des images seront enregistrées avec la caméra orientée vers le bas et certaines des expériences scientifiques de l’atterrisseur seront également actives. Pendant ce temps, l’orbiteur poursuivra sa trajectoire en s’éloignant du noyau de la comète. Une petite manœuvre lui permettra de regarder en arrière et de surveiller la descente de Philae à l’aide de caméras. Cette manœuvre permet également d’assurer la communication entre l’orbiteur et l’atterrisseur pendant la descente et jusqu’à 90 minutes après l’atterrissage.
Philae atteindra la surface à peu près au rythme de la marche, soit environ 1 m/s. Cela peut sembler peu, mais comme la gravité à la surface de la comète est environ cent mille fois plus faible que celle de la Terre, un système sophistiqué doit être utilisé pour l’empêcher de rebondir dans l’espace. Le train d’atterrissage à trois pattes absorbera l’élan et l’utilisera pour enfoncer dans la surface une vis à glace dans chaque pied. Dans le même temps, deux harpons tireront pour verrouiller la sonde sur la surface, et un petit propulseur situé au sommet pourra être utilisé pour contrer le recul du harpon.
Une fois ancrée au noyau, la mission scientifique primaire de Philae commencera et devra se dérouler rapidement. L’autonomie initiale de sa batterie n’est que de 64 heures, et bien qu’il dispose également de cellules solaires avec lesquelles il pourra recharger les batteries et prolonger sa durée de vie, cela dépendra de l’emplacement et de l’éclairage du site d’atterrissage, ainsi que de la quantité de poussière accumulée sur les panneaux.
Philae prendra des images panoramiques de son environnement, avec une section en 3D, et des images haute résolution de la surface située immédiatement sous lui. Il effectuera des analyses sur place de la composition des glaces et de la matière organique de la comète, et une foreuse prélèvera des échantillons à une profondeur de 23 cm et les transmettra au laboratoire embarqué pour analyse. L’atterrisseur effectuera également des mesures des caractéristiques électriques et mécaniques de la surface du noyau.
Les données seront relayées vers l’orbiteur, prêtes à être retransmises vers la Terre à la prochaine période de contact avec une station terrestre. Pendant les cinq premiers jours terrestres, il y aura un contact régulier entre l’orbiteur et l’atterrisseur lorsque les deux pourront se voir l’un l’autre alors que la comète tourne avec sa période de 12,4 heures. En outre, des signaux radio à basse fréquence seront transmis entre Philae et l’orbiteur à travers le noyau, afin de sonder sa structure interne.
Les mesures de surface in situ détaillées que Philae effectue sur son site d’atterrissage seront utilisées pour compléter et calibrer les vastes observations à distance réalisées par l’orbiteur couvrant l’ensemble de la comète. Une fois la mission scientifique primaire achevée, l’atterrisseur continuera à surveiller les propriétés physiques et chimiques de la surface de la comète tout au long de son voyage vers le Soleil et aussi longtemps que les batteries pourront se recharger.
En attendant, Rosetta entamera la prochaine grande partie de sa mission : l’orbiteur continuera à manœuvrer autour de la comète au pas, collectant des échantillons de poussière et de gaz et effectuant des observations de télédétection à mesure que la comète se réchauffe et que le noyau et son environnement évoluent. La comète atteindra son point le plus proche du Soleil (périhélie) en août 2015. Rosetta suivra alors le déclin de l’activité alors que la comète se dirige à nouveau vers le système solaire externe, au moins jusqu’à la fin de 2015.
.