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Les 3 prouesses de la mise en orbite de Rosetta

Julien Bergounhoux
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Les 3 prouesses de la mise en orbite de Rosetta

La sonde spatiale Rosetta vient de terminer son périple de 10 ans dans notre système solaire avec son entrée en orbite autour de 67P/Churyumov-Gerasimenko, son sujet d'étude. Au-delà de la difficulté de sa mission scientifique visant à aider notre compréhension de la naissance du système solaire, le voyage couronné de succès de Rosetta représente en lui-même une prouesse historique pour l'industrie spatiale européenne.

Rosetta, la sonde spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA), a finalement atteint sa cible le mercredi 6 août à 11h00, après un périple de 10 ans au cours duquel elle a parcouru 6,4 milliards de kilomètres. Sa cible, c'est la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, qu'elle va étudier en détail, à la fois depuis son orbite et à sa surface, afin d'aider à déchiffrer les mystères de la naissance de notre système solaire (les comètes proviennent des régions extérieures du système solaire primitif, là où se sont également formées des planètes comme Neptune ou Uranus).

Rosetta n'est pas la première sonde à observer une comète de près, mais aucune n'était jusqu'à présent entrée en orbite autour de l'une d'elles. Rosetta sera également la première à poser un atterrisseur sur son noyau. Au-delà de l'analyse scientifique que fourniront Rosetta et son atterrisseur Philaé grâce à leurs instruments (11 pour Rosetta et 10 pour Philaé), le fait d'avoir réussi ce rendez-vous avec la comète représente un évènement historique pour l'industrie spatiale. Ce pour trois raisons :

Rendez-vous à 55 000 km/h

Rosetta a dû synchroniser sa vitesse avec celle de la comète, qui évolue à près de 55 000 km/h. Impossible d'y parvenir en utilisant simplement la force brute d'un énorme lanceur. Elle a donc utilisé l'assistance gravitationnelle des planètes de notre système solaire à quatre reprise afin de faire coïncider sa trajectoire et sa vitesse à celles de 67P/C-G. Un calcul très délicat qui n'a pas laissé de place à l'erreur. Dix manoeuvres finales ont été nécessaires à l'entrée dans l'orbite de la comète (qui ont vu réduire sa vitesse de 775 m/s à 1 m/s), et trois passages en forme d'arcs autour de la comète, de 100 kilomètres chacun, sont requis pour stabiliser la sonde dans son orbite proche (à environ 30 km d'altitude). Rosetta est équipée pour ces manoeuvres de 24 moteurs-verniers, des propulseurs à faible poussée (10 newtons chacun) qui permettent d'ajuster sa trajectoire avec précision.

Rendez-vous en terre inconnue

L'atterrisseur Philaé, qui a la forme d'un petit cylindre en fibre de carbone de 80 cm de haut pour un poids de 100 kg, doit se poser sur un noyau dont la composition n'est pas connue. La forme même de la comète était inconnue jusqu'à ce que Rosetta s'en approche suffisamment. Le noyau sera analysé pendant le mois d'août, cinq sites d'atterrissage potentiels seront identifiés, et l'un d'entre eux sera choisi d'ici la mi-septembre. L'un des principaux risques lors de l'atterrissage est celui d'un rebond, à cause de la faible gravité de la comète, de la composition possiblement élastique de sa surface, ou encore du risque d'un relâchement de gaz qui repousserait l'engin. Philaé est donc surmonté d'un propulseur qui pourra le plaquer au sol, de trois pieds d'atterrissages munis d'absorbeurs de chocs qui peuvent s'incliner ou tourner sur eux-mêmes pour le remettre droit, et de deux harpons à vis pour le fixer durablement au sol. Il est alimenté par des panneaux solaires, mais est également équipé de batteries d'une durée de cinq jours, au cas où la poussière et le givre les rendent inopérant.

Rendez-vous à l'aveugle

La distance entre la comète cible 67P/C-G et la Terre, qui est à l'heure actuelle d'environ 405 millions de kilomètres (pratiquement à mi-distance entre les orbites de Jupiter et de Mars) rend impossible toute communication en temps réel (le délai entre l'envoi d'informations et la réception est de 80 minutes). La sonde doit donc manoeuvrer automatiquement y compris durant les phases critiques d'approche, à partir d'ordres envoyées au moins 1h30 en avance par les ingénieurs de l'ESA. L'erreur n'est pas permise.

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