Le voyage de Rosetta au c.ur de la comète L'Europe ausculte le c.ur d'une comète 4.000 jours semés d'embûches A l'origine de l'Univers

PONCIN,JACQUES

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Mercredi 25 février 2004

Le voyage de Rosetta au coeur de la comète

JACQUES PONCIN

Ce jeudi matin, la fusée Ariane doit décoller de Kourou pour emmener dans l'espace le satellite Rosetta qui, après un fabuleux voyage de dix ans, devrait nous aider à résoudre une des énigmes les plus passionnantes de la science actuelle : comment l'Univers s'est-il construit à partir de cette formidable explosion qu'on appelle le big-bang ? Et comment la matière est-elle devenue suffisamment organisée pour donner naissance à la vie ?

Des réponses au moins partielles se trouvent dans la matière venue en droite ligne des confins du système solaire. Des premiers éléments ont été obtenus par l'analyse des météorites. D'autres par l'étude de la comète Halley. Mais pour en savoir plus, il faut se rapprocher davantage des comètes et non pas seulement en observer la chevelure et la queue. Bref, il faut se poser sur le coeur même de la comète.

Telle sera la mission de la sonde Rosetta qui va aller ausculter, d'aussi près que possible, la comète Churyumov-Gerasimenko, aussi loin que possible du soleil, c'est-à-dire à un endroit où elle est encore un « congélateur » qui conserve intacte la matière telle qu'elle était peu après la formation de notre monde.

On peut s'en douter : la mission Rosetta est une des plus complexes qui ait jamais été menée. Mais, à sa difficulté technique, s'ajoute un problème plus humain : il se sera pratiquement déroulé quatorze ans entre la mise au point des instruments scientifiques et leur utilisation.

Il est donc possible que ceux qui les auront conçus ne soient plus disponibles au moment où il conviendra d'interpréter les données venues des limites du système solaire !·

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L'Europe ausculte le coeur d'une comète

* Demain matin, la fusée européenne Ariane enverra dans le cosmos le satellite « Rosetta ». Sa mission : vérifier l'hypothèse selon laquelle les comètes recèlent les secrets de la formation de l'Univers. * Et qu'elles peuvent avoir apporté l'eau et la vie sur Terre !

4.000 jours semés d'embûches

Même si Rosetta n'est qu'un relativement petit satellite, il n'existe aucune fusée suffisamment puissante pour l'envoyer directement à proximité de la comète Churyumov-Gerasimenko. En fait pour son voyage de près de 800 millions de kilomètres vers les confins du système solaire, ce satellite se comportera en quelque sorte comme une boule de billard qui empruntera un peu de leur énergie aux autres corps célestes. Son parcours sera tout sauf rectiligne puisque, par exemple, il fera pratiquement quatre fois le tour du Soleil.

Après son lancement ce jeudi matin de Kourou, Rosetta entamera son long cheminement qui le ramènera, un an plus tard en orbite... terrestre. Pourquoi ce détour ? Tout simplement pour profiter de la gravité terrestre. C'est un peu comme la fronde que l'on fait tourner pour donner de la vitesse à la pierre que l'on lance. Deux ans plus tard, rebelote, mais cette fois autour de Mars, puis deux fois autour de la Terre. Suivent trois ans où il ne se passe rien. Rosetta est en hibernation, jusque mai 2014 où elle se mettra en bonne position (25 km) par rapport à la comète qu'elle observera longuement (17 mois) et y enverra un petit module baptisé Philae, module qui, en novembre 2014, se posera en douceur sur le coeur de la comète (ce qui ne devrait pas être un problème) et s'y arrimera solidement.

Toute cette mission devrait se terminer en décembre 2015, soit plus de 4.000 jours après son début. Jamais une mission n'a duré aussi longtemps, jamais sa partie scientifique ne s'est passée aussi loin : les ondes radio mettront 50 minutes pour arriver au centre opérationnel installé à l'Esoc à Darmstadt (Allemagne) via des antennes toutes neuves installées à New Norcia (Australie) et Cebreros (Espagne).

Il sera donc bien difficile de gérer pareille mission, de guider le satellite et son module. En fait beaucoup de manoeuvres seront très automatisées, Rosetta devra en quelque sorte se débrouiller pour récolter un maximum d'informations scientifiques à l'aide de ses appareils qui ausculteront à distance la fameuse comète, mais aussi qui, dans le module Philae, iront directement prélever des échantillons de la « boue sale » de son coeur et les analyseront sur place.

Difficile aussi de donner en permanence une bonne trajectoire au vaisseau. Difficile enfin de gérer l'énergie nécessaire à son fonctionnement. Les spécialistes européens ont fait le choix de ne pas équiper Rosetta d'une source radioactive : il fonctionnera essentiellement à l'électricité solaire collectée par des panneaux d'une amplitude de 32 m. Ces cellules de silicium pourront générer 8.700 watts quand elles seront proches du soleil, mais pas plus de 400 lors de la rencontre avec la comète...·

A l'origine de l'Univers

Une comète ? C'est un congélateur pour conserver la matière première de l'univers dans de bonnes conditions. La formule est de Katrin Altwegg, spécialiste de l'étude de ces curieux objets spatiaux dont, à vrai dire, on ne sait pas grand-chose. Mais il faut savoir que le peu de chose qu'on en sait, c'est surtout à des programmes européens qu'on le doit, et principalement à la sonde Giotto qui, en mars 86, frôla littéralement (600 km) la comète de Halley et apporta une des premières confirmations de ce que l'on soupçonnait à savoir que les comètes pourraient bien véhiculer des molécules dans l'état où elles étaient peu après la création de l'univers.

Petit rappel : toutes les théories convergent pour dire que tout a commencé avec le « big bang », il y a quelque 13 milliards d'années. Cette formidable « explosion » aurait permis de transformer l'énergie en matière, en l'occurrence en hydrogène et en hélium. A partir de là, toute l'histoire de l'univers et du système solaire en particulier pourrait se résumer en une lente évolution vers des formes de matières plus sophistiquées, en atomes de plus en plus lourds, en molécules de plus en plus complexes pour arriver à des composés organiques, dont les plus sophistiqués sont à la base de la matière vivante.

Diverses observations, notamment sur des astéroïdes tombés sur Terre, ont permis d'élaborer le scénario de cette lente construction de la vie, mais ce scénario est fort lacunaire, il y a de nombreux trous que les chercheurs aimeraient bien combler. L'observation de Halley a déjà permis de mettre en évidence des molécules « exotiques », molécules qui semblent bien avoir survécu 4,6 milliards d'années dans le coeur de la comète avant que celle-ci ne s'approche trop près du soleil et que ses rayons ultraviolets ne les détruisent.

C'est qu'en effet une des caractéristiques majeures des comètes que souligne volontiers la Pr Angioletta Coradini, c'est leur fragilité. Les comètes, dit-elle, sont des objets petits (celle qui nous occupe a bénéficié de plusieurs estimations, toutes inférieures à 5 km), fragiles, de forme irrégulière (on parle ici d'une sorte de ballon de rugby), composés d'une mixture de grains non volatils et de gaz congelés (il est coutumier de comparer le coeur d'une comète à de la neige sale, mais il paraît que l'observation à distance de Halley faisait davantage penser à de la boue gelée).

En fait, il est très rare de pouvoir observer le coeur d'une comète, dont on ne voit normalement à distance que la chevelure (ou coma) et la queue, c'est-à-dire la traînée de gaz et de poussières, traînée produite par le réchauffement que procure le voisinage du soleil, que la comète fréquente régulièrement (en l'occurrence tous les 6,6 ans) au gré de son orbite. Rosetta fait partie du premier programme scientifique qui ira voir le coeur d'une comète suffisamment loin du soleil pour qu'il soit encore relativement intact et qui la suivra pendant plusieurs mois en sorte de comprendre l'effet exact de l'environnement solaire.

C'est en 1969 qu'une astronome soviétique, Svetlana Gerasimenko, découvrit un point lumineux qui avait toutes les caractéristiques d'une comète. Elle comptait lui donner son nom, mais son chef ne l'entendait pas de cette oreille et estimait que cet honneur lui revenait. A titre de compromis, la communauté scientifique s'accorda sur un nom double : 67P/Churyumov-Gerasimenko, souvent abrégé en C-G...

N'était le retard pris par le programme Ariane 5, C-G aurait dû rester bien anonyme, mais voilà ! les astronomes qui espéraient tout savoir sur Wirtanen ont dû changer leur fusil d'épaule et viser désormais C-G. Un second choix ? Que nenni !, disent en choeur les spécialistes qui trouvent que celle-ci a tout pour leur plaire. Notamment, elle a une origine assez différente de la comète la mieux connue jusqu'ici. Halley vient en effet du nuage de Oort alors que C-G vient de la ceinture de Kuiper. Observer C-G donnera donc une vue plus complète des comètes qui ont pu croiser la trajectoire de la Terre depuis sa création et y apporter la vie et... l'eau.

Tout porte à croire en effet qu'à l'origine notre bonne vieille planète était totalement aride et que l'eau a dû y être amenée de l'extérieur. Par des comètes ? Pourquoi pas ! Mais les astronomes pensent que toutes les comètes venant du nuage de Oort n'auraient pu suffire. Et il n'est pas impossible que l'appoint ait été fourni par la ceinture de Kuiper.

La mission qui va ausculter C-G devra donc déchiffrer ce message, à la manière dont Champollion a déchiffré les hiéroglyphes en s'aidant de la pierre de Rosette, dont le nom s'est d'emblée imposé quand il s'est agi de baptiser le présent satellite. Et comme celui-ci enverra un petit module directement sur le coeur de la comète, quoi de plus naturel que de l'appeler Philae, du nom de l'obélisque qui lui aussi a contribué à mieux comprendre les écritures anciennes.·

DOSSIER

JACQUES PONCIN

Une légende a cours parmi les viticulteurs allemands selon laquelle leurs ancêtres connurent leur meilleure récolte l'année du passage dans le ciel d'une comète. Et elle est tellement bien ancrée que tous les ans ils espèrent pouvoir obtenir un cru qui porte le label de « Komet Wein ». Dès ce jeudi, c'est le monde scientifique, en particulier européen, qui croisera les doigts dans l'espoir d'un cru exceptionnel. C'est demain en effet qu'une fusée Ariane 5 enverra dans le ciel un satellite scientifique, baptisé Rosetta, qui dans une dizaine d'années (!) devrait arriver dans les parages de la comète Churyumov-Gerasimenko, un voyage sans précédent par sa longueur, par le défi technologique qu'il représente et enfin par les problèmes humains qu'il va poser.

Problèmes humains ? Le Pr Angioletta Coradini (Rome) les illustre très bien. Elle qui a mis au point plusieurs des expériences scientifiques qui font l'essence de la mission sera retraitée quand Rosetta arrivera « sur site ». Bien sûr ce n'est pas le cas de tous les chercheurs, mais comment faire en sorte que ceux qui ont conçu les appareillages, qui les connaissent sur le bout des doigts, réactivent ce savoir-faire dans dix ans ou le transmettent à d'autres (1) qui, en 2014, devront décoder les informations qui leur viendront des confins du système solaire via des instruments bien oubliés...

Jamais en effet il n'y avait eu entre la conception des appareillages et leur utilisation un fossé de 14 ans (Rosetta aurait dû partir l'an dernier en quête d'une autre comète, Wirtanen). D'autant qu'il ne devrait pas y avoir dans cet intervalle de mission comparable, susceptible d'occuper les mêmes chercheurs. Un problème ? Certes, mais le monde scientifique a dix ans pour le résoudre.

Tout comme il a tout son temps pour peaufiner la mission. Plusieurs logiciels nécessaires au bon fonctionnement de Rosetta n'existent pas encore. Ils seront téléchargés en temps utile, en tenant compte notamment des observations de la comète que l'on continuera à mener d'ici là à partir des observatoires terrestres ou d'autres satellites.

Il faut savoir en effet qu'il n'est pas possible de réaliser un tel vol sans de nombreuses adaptations de trajectoire. Comment en effet programmer d'un seul coup un voyage de près de 800 millions de kilomètres (2) devant aboutir à un objet céleste qui selon les estimations les plus récentes n'a guère plus de 2 km sur sa plus grande dimension ?·

(1) L'équipe italienne a mis ses modes d'emploi sur... 13 DVD !

(2) Ce n'est pas la plus longue mission. Cassini aura en tout parcouru 1,4 milliard de km, mais avec une source d'énergie radioactive.