25 Août 2014

Comment trouver le meilleur site d’atterrissage pour Philae ? - Partie 1

Depuis que Rosetta est arrivée à proximité du noyau de 67P, le Landing Site Selection Group (LSSG) a entamé le processus de sélection du meilleur site d’atterrissage pour le module Philae. Les équipes du SONC (au CNES de Toulouse) sont fortement impliquées dans cette étape cruciale de la mission.
25 août 2014

Le SONC à Toulouse

Dès que les 1eres images suffisamment détaillées du noyau de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko ont commencé à fleurir sur les écrans, dès que sa forme très particulière a été révélée, les ingénieurs et les scientifiques du Science Operation & Navigation Center (SONC), qui sont installés dans les locaux du CNES à Toulouse, ont lancé leur recherche des meilleurs sites d’atterrissage pour Philae et affiné leurs calculs des meilleures trajectoires pour les atteindre.

Le SONC est intégré au Landing Site Selection Group (LSSC), qui regroupe également le Lander Control Center (LCC, Cologne, DLR, Allemagne), les responsables scientifiques des instruments de Philae et l’équipe de la mission Rosetta à l’ESA.

11 novembre 2014

La date retenue à ce jour pour l’atterrissage de Philae est le mardi 11 novembre 2014. Pourquoi cette date ? Pourquoi ne pas se donner plus de temps pour le choix du site d’atterrissage ? Tout simplement parce que la comète 67P se rapproche du Soleil et que son activité de dégazage, qui a déjà connu quelques sursauts au printemps, peut croître à tout moment.

Pour les astronomes, lorsqu’un noyau cométaire arrive à près de 3 unités astronomiques (ua) du Soleil, 450 millions de km environ, une borne que franchira 67P/Churyumov-Gerasimenko le 11 novembre, la glace d’eau qu’il contient peut commencer à se sublimer en très grande quantité. Des jets de gaz chargés de poussières peuvent alors apparaître pratiquement n’importe où autour du noyau et, selon leur nombre et leur intensité, ils peuvent rendre la navigation de Rosetta extrêmement périlleuse : en clair, plus on attend, plus la trajectoire de largage de Philae, qui doit théoriquement voir Rosetta s’approcher à moins de 3 km de la surface, risque d’être délicate à effectuer. Bien sûr, cette limite de 3 ua est théorique, les jets ne vont pas s’allumer d’un coup comme si un interrupteur avait été basculé, mais, plus les jours passent, plus le risque augmente.

Pas de précipitation

D’un autre côté, il est impossible de précipiter les opérations de largage. Outre le temps nécessaire à Rosetta pour s’approcher du noyau – elle en est encore à une cinquantaine de km aujourd’hui – et permettre à ses instruments de réaliser l’étude la plus complète et détaillée possible des sites envisagés, il faut également tenir compte d’une multitude de critères pour assurer la pérennité de Philae lorsqu’il sera à la surface et garantir autant que faire se peut le plus important retour scientifique possible.

Les 2 jours et demi de début de mission de l’atterrisseur seront réalisés en autonomie grâce à sa batterie interne, mais la suite des opérations au sol dépendra de la puissance qu’il pourra récupérer avec les panneaux solaires qui l’enveloppent, et plus on approche du Soleil, plus l’énergie solaire disponible sera importante. Tenant compte de toutes ces contraintes, les responsables de la mission ont donc décidé depuis longtemps de larguer Philae à la mi-novembre, vraisemblablement le 11 novembre, même si cette date n’est pas gravée dans le marbre et pourra être modifiée en fonction de l’évolution des conditions locales.

À moins de 3 km de la surface

Si l’activité de 67P le permet, Rosetta devrait être en orbite à une dizaine de km du noyau à la mi-octobre. Étant donné le temps de communication avec la sonde, qui sera alors d’un peu moins d’une demi-heure, la manœuvre de largage sera intégralement programmée et réalisée de façon autonome par Rosetta et Philae. Il est donc crucial de connaître très précisément la position et la vitesse de Rosetta et l’ESA se donnera le temps d’effectuer quelques manœuvres orbitales et d’étudier attentivement l’évolution des paramètres de la sonde durant plusieurs jours avant de procéder au largage.

La trajectoire de largage, en revanche, ne sera pas répétée car, faisant passer la sonde à moins de 3 km de la surface, elle est potentiellement risquée et l’ESA ne veut pas doubler le risque de mettre l’orbiter en danger.

Partie 2 : En chute libre vers le noyau

Rosetta est une mission de l’ESA avec des contributions de ses États membres et de la NASA. Philae, l’atterrisseur de Rosetta, est fourni par un consortium dirigé par le DLR, le MPS, le CNES et l'ASI. Rosetta sera la première mission dans l'histoire à se mettre en orbite autour d’une comète, à l’escorter autour du Soleil, et à déployer un atterrisseur à sa surface.