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Le rencard de Philae avec la comète Churyumov-Gerasimenko

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Philae

L'Agence spatiale européenne (ESA) a fixé au mercredi 12 novembre la date d'atterrissage de Philae, qui se séparera de l'orbiteur Rosetta, à la surface de la comète Churyumov-Gerasimenko. Depuis son lancement en 2004 par un lanceur Ariane 5, le petit atterrisseur Philae, agrippé à Rosetta, a enfin son rencard avec la comète Churyumov-Gerasimenko. L'Agence spatiale européenne (ESA) a fixé au mercredi 12 novembre la date d'atterrissage de Philae à la surface de la comète Churyumov-Gerasimenko. Philae se séparera de l'orbiteur Rosetta à 9h35 (heure de Paris) pour se poser à la surface de la comète environ 7 heures plus tard. Tout au long de la descente, la réception des données scientifiques de Philae sera effectuée par les équipes du CNES depuis le SONC (Science Operation and Navigation Center), le centre de mission scientifique de l'atterrisseur, installé à Toulouse. Ce dernier a travaillé à la recherche des sites d'atterrissage par le calcul de trajectoires de descente, de l'ensoleillement et les transmissions avec l'orbiteur.

Depuis la sélection il y a deux semaines des deux sites d'atterrissage, dont un de secours, les équipes de mécanique spatiale de l'ESA et du CNES ont effectué une analyse détaillée des trajectoires de descente possibles pour Philae, en fonction des caractéristiques des deux sites envisagés.

Deux scénarios d'atterrissage ont été identifiés, l'un pour le site nominal, le site "J" situé sur le petit lobe de la comète, l'autre pour le site "C", ou site de secours. Si le site principal  "J" est confirmé, Philae se séparera de l'orbiteur Rosetta à 9h35, heure de Paris, à une distance de 22,5 km du centre de la comète, pour atterrir à la surface de Churyumov-Gerasimenko 7 heures plus tard. Compte tenu du temps nécessaire pour recevoir le signal émis par Rosetta vers la Terre (28 minutes et 20 secondes), la confirmation de l'atterrissage aura lieu autour de 17h00, selon le CNES.

Si l'ESA décide d'utiliser le site de sauvegarde "C", la séparation aurait alors lieu à 14h04, heure de Paris, depuis une altitude de 12,5 km du centre de la comète, et l'atterrissage environ 4 heures plus tard. La confirmation de cet atterrissage serait reçue sur Terre vers 18h30.

L'ESA confirmera définitivement le choix du site d'atterrissage (J ou C) ainsi que le scenario associé le 14 octobre prochain, à l'issue d'une revue d'aptitude aux opérations de l'atterrisseur, qui s'appuiera sur les images haute résolution des sites d'atterrissage produites dans l'intervalle.

La mission de Philae est certainement l'élément le plus critique de la mission Rosetta. Avec ses 10 instruments scientifiques, Philae va tenter un défi encore jamais relevé : se poser sur une comète pour analyser son sol, en particulier la nature des composés organiques prélevés par la foreuse. La radiographie de l'intérieur de la comète est un autre challenge important pour comprendre la formation de ce petit corps, vestige de la formation du système solaire.

Pour Philae, "l'essentiel se jouera durant les deux jours et demi qui suivront sa séparation de l'orbiteur", explique le CNES. Cette période correspond à la durée pendant laquelle le robot fonctionnera en utilisant l'énergie fournie par sa pile. Elle permet de réaliser la première séquence scientifique. Une fois la pile épuisée, cette première phase sera suivie par une phase d'observation et d'analyse scientifique de longue durée. Philae utilisera alors l'énergie délivrée par ses panneaux solaires.

Une fois Philae arrimé à la surface de la comète, les équipes devront déterminer le lieu précis de l'atterrissage et la position (inclinaison, orientation) de Philae sur la comète. Elles assureront également la planification des opérations scientifiques des 10 instruments de Philae. De son côté, l'orbiteur Rosetta poursuivra son étude de la comète à distance et effectuera, pendant cette phase d'escorte de la comète, une série de survols rapprochés du noyau.


***Les instruments de l’atterrisseur Philae***

APXS
Alpha Proton X-ray Spectrometer
Principal investigateur : Göstar Klingelhöfer, Johannes Gutenberg-Universität (Mainz, Allemagne)
Le but d’APXS est la détermination de la composition chimique du site d’atterrissage et son altération potentielle au cours de l’approche de la comète du Soleil. Les données obtenues seront utilisées pour caractériser la surface de la comète, pour déterminer la composition chimique des constituants de la poussière et pour comparer la poussière aux types de météorites connus. APXS consiste en une spectroscopie alpha en mode rayonnement alpha et une spectroscopie alpha et X en mode rayonnement X.

ÇIVA
Comet Infrared and Visible Analyser
Principal investigateur : Jean-Pierre Bibring, Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris Sud (Orsay, France)
ÇIVA-P se compose de sept caméras miniaturisées identiques pour réaliser des images panoramiques de la surface et reconstruire la structure locale de la surface en 3 dimensions. ÇIVA-M est constitué d’un microscope visible et d’un imageur hyperspectral dans le proche infrarouge pour étudier la composition moléculaire et minéralogique, la texture et l’albédo (réflectivité) des échantillons collectés de la surface.

CONSERT
Comet Nucleus Sounding Experiment by Radio wave Transmission
Principal investigateur : Wlodek Kofman, Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (Grenoble, France)
CONSERT réalisera la tomographie du noyau de la comète. CONSERT fonctionne comme un transpondeur domaine temps entre Philae une fois posé à la surface de la comète et l’orbiteur qui tournera autour de celle-ci. Un signal radio passe du composant de l’instrument en orbite au composant à la surface de la comète et est immédiatement renvoyé à sa source. La variation du délai de propagation lorsque l’onde radio passe à travers les différentes parties du noyau de la comète sera utilisée pour déterminer les propriétés diélectriques du matériau et la structure interne du noyau.

COSAC
COmetary SAmpling and Composition experiment
Principal investigateur : Fred Goesmann, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (Katlenburg-Lindau, Allemagne)
COSAC identifiera et quantifiera les composés cométaires volatils incluant les molécules organiques complexes obtenues à partir des échantillons de sub-surface chauffés dans les fours à température moyenne (180°) et les fours à haute température (600°). COSAC est un chromatographe en phase gazeuse multi-colonnes, couplé à un spectromètre de masse à temps de vol de type réflectron linéaire.

MUPUS
MUlti-PUrpose Sensors for Surface and Sub-Surface Science
Principal investigateur : Tilman Spohn, Institut für Planetenforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Berlin, Allemagne)
Les objectifs scientifiques de MUPUS sont de comprendre les propriétés et la stratification de la matière proche de la surface lorsqu’elle évolue en fonction de la rotation de la comète et de sa distance au Soleil ; de comprendre l’équilibre énergétique à la surface et ses variations avec le temps et la profondeur ; de comprendre l’équilibre de masse à la surface et son évolution dans le temps. MUPUS est principalement composé d’un pénétratreur déployé par un bras, de capteurs de température et d’accélérateurs dans les harpons, de capteurs de profondeur et de température dans le pénétratreur, d’un système pour réaliser la cartographie thermique de surface.

PTOLEMY
Principal investigateur : Ian Wright, Open University (Milton Keynes, Royaume-Uni)
Ptolemy est un analyseur de gaz évolué qui se compose de 3 colonnes chromatographiques en phase gazeuse dont les gaz sont injectés à partir des fours à température moyenne (180°) ou des fours à haute température (800°), et d’un spectromètre de masse. L’objectif scientifique de PTOLEMY est de comprendre la géochimie des éléments légers, tels que l’hydrogène, le carbone, l’azote et l’oxygène, en déterminant leur nature, distribution et composition en isotopes stables.

ROLIS
ROsetta Lander Imaging System
Principal investigateur : Stefano Mottola, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Berlin, Allemagne)
Cette caméra de descente et orientée vers le bas livrera les premières images rapprochées de l’environnement du site d’atterrissage au cours de la descente. Après l’atterrissage, ROLIS fera des études haute-résolution de la structure (morphologie) et de la minéralogie de la surface. ROLIS est une caméra CCD miniature permettant une imagerie multi-spectrale dans 4 bandes spectrales (470, 530, 640 and 870 nm) fournies par un système d’éclairage.

ROMAP
Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor
Principal investigateur : Hans-Ulrich Auster, Technische Universität (Braunschweig, Allemagne) ; István Apáthy, KFKI (Budapest, Hongrie)
ROMAP est une expérience multi-capteurs. Le champ magnétique est mesuré par un magnétomètre à saturation de flux. Un analyseur électrostatique à coupes de Faraday intégrées mesure les ions et électrons. La pression locale est mesurée par des capteurs Pirani et Penning. Les capteurs sont situés sur un mât court. Les objectifs scientifiques sont d’étudier le champ magnétique et les ondes plasma émises par la surface en fonction de la distance de la comète au soleil.

SD2
Sampling, Drilling and Distribution
Principal investigateur : Amalia Ercoli-Finzi, Politecnico di Milano (Milan, Italie)
Le sous-système SD2 est en charge de collecter des échantillons à différentes profondeurs sous la surface de la comète et de les distribuer à 3 instruments pour analyse (Çiva, Cosac, Ptolemy). SD2 peut creuser jusqu’à 250 mm sous la surface de la comète. Il transporte ensuite chaque échantillon à un carrousel qui fournit les échantillons en différentes positions : un spectromètre, une sonde de contrôle de volume, des fours à haute et moyenne température et un point de nettoyage. SD2 est installé sur le balcon de Philae où il est exposé à l’environnement cométaire.

SESAME
Surface Electric Sounding and Acoustic Monitoring Experiment
SESAME est composé de trois instruments qui mesurent les propriétés des couches externes de la comète. Deux mesurent les propriétés mécaniques et électriques des couches externes de la surface cométaire qui sont des indicateurs de l’histoire de l’évolution de la comète. Le troisième étudie la distribution de masse et de vitesse des particules de poussières émises par la surface de la comète. La plupart des capteurs sont montés sur les semelles des pieds du train d’atterrissage.

CASSE
Comet Acoustic Surface Sounding Experiment
Principal investigateur : Klaus Seidensticker (PI for the SESAME consortium), German Aerospace Center, Institute of Planetary Research, Asteroids and Comets (Berlin, Allemagne)
CASSE mesure la façon dont le bruit passe à travers la surface.

DIM
Dust Impact Monitor
Principal investigateur : Harald Krueger Max-Planck-Institute for Solar System Research (Göttingen, Allemagne)
DIM mesure la poussière retombant sur la surface.

PP
Permittivity Probe
Principal investigateur : Walter Schmidt, Finnish Meteorological Institute (Helsinki, Finlande)
PP étudie les caractéristiques électriques.

 
En vidéo ci-dessous --> Thierry Martin nous décrit les meilleurs paramétres pour l'atterissage de Philae.
 

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