Le 31 juillet 2014, Rosetta avait atteint son approche finale de la comète après son voyage de dix ans. Le vaisseau spatial est arrivé à une distance de 100 km (62 miles) le 6 août, après quoi il s'est approché graduellement de la comète et a volé sur les orbites initiales de cartographie qui étaient nécessaires pour sélectionner un site d'atterrissage pour le lander Philae. Ces observations ont également permis les premières observations scientifiques cométaires de la mission. Les manoeuvres qui ont mené au déploiement du lander le 12 novembre, qui ont eu lieu pendant celui-ci puis après ont eu lieu avant que Rosetta ne s'installe sur ses orbites scientifiques à plus long terme. En février et mars 2015, le satellite a exécuté plusieurs passages et l'ESA a confirmé en juin que la mission serait prolongée jusqu'à la fin de septembre 2016. L'activité accrue de la comète dans les moments qui ont mené puis ont suivi son périhélie d'août 2015 ont fait que Rosetta est restée bien au-delà de 100 km pendant plusieurs mois. Après le périhélie, Rosetta a effectué une éloignement sur le côté exposé au Soleil de la comète, à environ 1500 km (932 miles) de la comète, avant de revenir à des orbites plus rapprochées, ce qui était rendu possible du fait de la réduction d'activité de la comète. En mars-avril 2016, Rosetta a effectué un autre éloignement -cette fois sur le côté dans la nuit- et il a été suivi d'un passage rapproché et d'orbites consacrées à une série d'observations scientifiques. La fin des orbites de la mission a finalement mené, le 30 septembre 2016, à la descente finale à la surface de la comète
Toutes les images haute-résolution de Rosetta et leurs donnés sont disponibles, depuis juin 2018, dans les archives de l'ESA soit au Archive Image Browser ou à la Planetary Science Archive
vers une description du rendez-vous à la comète, le 06/08/2014; vers une description de l'atterrissage du lander Philae
Données à l'arrivée Travail à la comète |
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Dès que la mission Rosetta a acquis les premières images utilisables de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, elle a découvert une forme particulière. La comète 67P est, à l'évidence, différente des autres comètes qui ont reçu la visite d'une mission spatiale. A l'arrivée de la sonde, la comète Churyumov-Gerasimenko dégageait dans l'espace l'équivalent de deux verres d'eau par seconde et elle commençait de développer une coma du fait qu'elle approchait du Soleil. Rosetta avait acquis une première image de la comète en mars 2014. La comète mesure 4km (2,5-mile)
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site 'Amateur Astronomy' sur la base d'une image ESA/Rosetta/NAVCAM | .
Fin août 2014, les données collectées par Rosetta pendant ses orbites des deux premières semaines ont permis d'identifier 5 emplacements possibles pour l'atterrissage du lander Philae à la mi-novembre 2014, lorsque la comète se trouvera à 450 million km (280 millions miles) du Soleil, avant que l'activité ne puisse mettre en danger l'atterrissage. Le site J (légèrement plus bas que là où il est représenté sur l'image ci-dessous) a finalement été choisi le 14/09/2014; il représente un risque minimum pour le lander. Le site C sert de site de secours et l'atterrissage devrait avoir lieu le 12/11/2014. D'après les premières données, la coma de la comète contient de l'hydrogène et de l'oxygène; par contre on n'a pas observé de zones de glace alors que la comète est encore loin du Soleil. Une zone de production de jets dûs au mouvement en direction du Soleil a été observée le 26/09/2014
Alors qu'il a assisté et suivi l'atterrissage du lander à la mi-novembre 2014, l'orbiter Rosetta est remonté sur une orbite de 30km (18,5 miles). Le 06/12/2014, Rosetta redescendra à 20km (12,5 miles) pour continuer sa mission d'observer la comète au fur et à mesure qu'elle va s'approcher du Soleil (le plus proche aura lieu le 13/08/2015). Dans les mois qui viennent, Rosetta volera sur des orbites plus libres et plus distantes tout en venant aussi frôler la comète à moins de 8km (5 miles)
Début 2015, une connaissance accrue de la comète Churyumov-Gerasimenko a commencé de se faire jour. Un jour sur la comète dure 12 heures. On a repéré des jets provenant de puits, qui produisent des zones de dunes ou des rochers (avec des zones sous le vent). La couverture de poussière de la comète pourrait atteindre plusieurs mètres (yards) à certains endroits, jouant un rôle-clé pour protéger l'intérieur cométaire de la chaleur. Les falaises sont couvertes de fractures orientées au hasard, qui sont liées aux cycles diurne ou orbital d'échauffement-refroidissement; l'érosion affecte aussi les falaises car des morceaux de glace tombent des murs et exposent ainsi à l'érosion une couche suivante. L'origine de la forme en diabolo de la comète n'a pas encore été expliquée: elle pourrait résulter de l'érosion d'une grande comète ou de la fusion de deux comètes nées dans le même endroit du système solaire puis fusionnées il y a 4,5 milliards d'années. La partie la plus étroite du diabolo est l'endroit le plus froid de la comète. L'activité cométaire, à moins de 3 UA du Soleil , vient essentiellement de cette région, où on a observé des jets de façon régulière. La densité de la comète, 470kg/km3, est celle du liège ou du bois, ce qui nécessite une structure floconeuse, d'une façon générale, avec porosité de 70 à 80%. Des études d'avril 2015 laissent penser que les grains qui composent la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko se sont formés à des températeurs basses, inférieures à 30° Kelvin. Les scientifiques ont découvert que l'eau et le CO2 qui subliment de la surface d'une comète sont dûs à des électrons proches de la surface et non à des photons du Soleil; les électrons causent une dissociation rapide des molécules
Les scientifiques de la mission ont identifié plus d'une centaine de zone de glace d'eau de quelques mètres de large (quelques yards) à la surface de la comète; il s'agit vraisemblablement de rochers couverts de glace ou de rochers de glace qui ont été détaché des falaises lors d'un précécent passage de la comète au Soleil
Des molécules complexes (qui pourraient être des éléments de base de la vie), le cycle quotidien des températures et une appréciation des propriétés de surface et de l'intérieur de la comète font partie des données que le lander Philae avait pu transmettre en novembre 2014. La température journalière passe de -180 à -145°C au long du cycle de 12,4h que dure la rotation de la comète; d'une façon générale, un mince couche de poussière se trouve au-dessus d'une couche compactée de glace et de poussière. Les astronomes de la mission, ont découvert, en septembre 2015, que la forme distinctive de 67P/Churyumov–Gerasimenko, avec son noyau bi-lobé, trouvait son origine dans deux comètes distinctes et nées séparément, qui se sont heurtées à faible vitesse au début du système solaire. Les deux lobes de la comètes sont similaires pour ce qui est de leur composition, laissant penser qu'ils se sont probablement formés dans un même environnement. L'azote moléculaire, qu'on a trouvé pour la première fois sur une comète, était commun au moment de la formation du système solaire; mais il nécessitait des températures très basses pour pouvoir être figé dans de la glace et, donc, les quantités vues par Rosetta viennent conforter l'idée que les comètes viennent de la Kuiper Belt, cette zone froide et distante. Des sels d'ammonium découverts à la surface de la comète 67P /Churyumov-Gerasimenko pourrait augmenter considérablement la quantité d'azote que l'on s'attendait à trouver sur la comète. En 2015, on a trouvé beaucoup d'oxygène moléculaire dans la coma de 67P/Churyumov–Gerasimenko. Les comas, de gaz neutre, de la plupart des comètes, sont largement composées d'eau, de monoxyde de carbone et de CO2. L'oxygène moléculaire devrait avoir réagi avec l'hydrogène et disparu du système polaire primitif (ce qui laisse penser que la comète pourrait être un corps peu modifié). L'oxygène moléculaire a également été détecté sur les corps glacés du système solaire, les satellites de Jupiter et de Saturne compris
67P/Churyumov–Gerasimenko a atteint son périhélie (le plus proche du Soleil) le 13/08/2015 à 2h 03 GMT, à 186 million de kilomètres du Soleil. Rosetta avait alors parcouru 745 millions de kilomètres en direction du Soleil avec la comète. On s'attend à ce que l'activité de la comète atteigne un pic au moment du périhélie et dans les semaines qui suivront. Les ingénieurs de vol ont été obligé de hausser l'orbite de Rosetta, jusqu'à 325-340 km de sorte à ce que le vaisseau soit éloigné des matériaux éjectés. On a observé, au début de la rencontre, des températures de -70°C alors qu'on s'attend, pour le mois prochain, à quelques dizaines de degrés. Au périhélie, la queue de la comète atteignait 120 000 km. Au cours des mois qui ont mené au périhélie, des changements de surface rapides et spectaculaires ont eu lieu dans la région d'Imhotep. La rapidité de ces changements pourrait laisser penser que le matériau de surface est très faible, qu'il y a cristallisation de glace amorphe ou qu'il y a eu déstabilisation des "clathrates", ces treillages de molécules en contenant d'autres. Ces caractéristiques pourraient libérer de l'énergie et donc amener ces modifications. L'érosion pourrait être accompagnée de flux accrus de gas, dont de l'eau, du CO2 ou du CO. Pendant le passage au plus près du Soleil, on a observé des débris détachés sur toute la surface et on a même quelquefois observé de gros rochers en train d'être éjectés dans l'espace ou roulant sur la surface. Les gros rochers, sur une comète, par ailleurs, ont une densité 100 fois plus faible que celle de la neige fraîchement compactée. Des effondrements de falaises ont aussi été observés le long de lignes de fragilité. Du fait des caractéristiques de l'orbite de la comète, l'hémisphère nord connaît un très long été (plus de 5,5 ans) alors que l'hémisphère sud connaît un hiver long, sombre et froid. Cette situation change quand la comète atteint son périhélie: l'hémisphère sud connaît un bref et très chaud été. La "face cachée" pourrait ainsi posséder de plus grandes quantités de glace d'eau et de CO2. Des observations faites peu après l'arrivée de Rosetta à sa cible en 2014 fournissent la preuve définitive de la présence de glace d'eau sur la comète. La vapeur d'eau est le gaz essentiel qui s'écoule de la comète mais l'essentiel de la glace vient, pense-t'on- d'en-dessous la croûte et on n'a trouvé que peu d'exemples de glace exposée en surface. Cependant, la couche supérieure de la comète est surtout recouverte d'un matériau sombre, sec et riche en éléments organiques mais dans lequel une petite quantité d'eau seulement est mélangée. On a observé des populations variées de grains de glace sur la surface des comètes, ce qui implique des mécanismes différents de formation et des échelles de temps différentes. Les grains de très petite taille, par exemple, ne sont associés qu'à une fine couche de "givre" qui se forme du fait du cycle journalier de la glace. Les grains de plus grande taille ont une histoire plus complexe car ils se sont vraisemblablement formés lentement et qu'ils ne sont exposés qu'occasionnellement par l'érosion. Ces grains de grande taille peuvent aussi s'expliquer par la croissance de "cristaux secondaires", qu'il s'agisse de grains de glace compactés ensemble (processus dit, en anglais, "sintering") ou de grains soumis à sublimation, la chaleur du Soleil pénétrant la surface et déclenchant l'évaporation de la glace souterraine. Par ailleurs, une fraction significative de la glace, se recondense en couches en-dessous de la surface. Des couches sous-surface, riches en glace, de plusieurs mètres (yards) d'épaisseur, peuvent affecter la structure, la porosité et les propriétés thermiques du noyau des comètes
Rosetta a montré que la porosité de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko n'apporte pas de grandes cavernes en son sein et a donc réglé un mystère de longue date. L'étude s'est fondée sur une carte de gravité de la comète. En septembre 2016, Rosetta sera dirigée sur une trajectoire qui la fera s'écraser -de manière contrôlée- sur la surface (lorsque le vaisseau s'approchera, le champ gravitationnel complexe de la comète rendra la navigation de plus en plus difficile). La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko a changé de couleur et de luminosité depuis l'arrivée de la sonde Rosetta: la chaleur solaire a décapé l'ancienne surface et révélé du matériau nouveau. Alors qu'au début, la comète était un corps extrêmement sombre -avec un albédo de 6%- puisque la surface était couverte d'une couche de poussière sombre, sèche, fait d'un mélange de minéraux et de matière organique, ces couches anciennes ont été peu à peu éjecté du fait de l'activité gazeuse et ont laissé la place à des couches plus fraîches, exposant des matériaux neufs et plus réflectifs; la conséquence en a été une comète plus brillante et plus riche en glaces. L'albédo de la région Imhotep s'est accru de 6,4 à 9,7% en trois mois
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Des ingrédients considérés comme cruciaux pour l'origine de la vie, dont la glycine, un acide aminé (qu'on trouve habituellement dans les protéines) ainsi que le phosphore (composant-clé de l'ADN et des membranes des cellues) ont été découverts sans ambiguité sur la comète 67P/Churyumov–Gerasimenko; on en a détecté à plusieurs reprises dans la coma. Ceci constitue une première en termes d'exploration cométaire; on a également détecté d'autres molécules organiques qui pourraient être des précurseurs de la glycine -ce qui laisse penser à différentes façons dont cette dernière se serait formée. Des études récentes à partir des données de Rosetta ont amené a dire que les comètes sont des restes anciens, agrégés de la formation primitive du système solaire et qu'elles ne sont pas des fragments, plus jeunes, résultat de collisions plus tardives. Il semble que ce sont les objets trans-neptuniens (en anglais, "trans-Neptunian objects", TNO), corps glacés, qui se sont d'abord formés sur un mode doux (et certains d'entre eux ont même fini par se transformer en des corps comme Triton ou Pluton. Une fois les TNO formés, il restait encore des grains et des "cailloux" de glace et ils continué de s'agréger à basse vitesse; c'est ce processus qui a produit les comètes (d'une taille d'environ 5km (3,1 miles)) et, comme il a eu lieu à basse vitesse, la conséquence en a été que les comètes présentent un noyau fragile, de haute porosité et de basse densité. Ensuite, les TNO ont perturbé les orbites cométaires amenant, pendant encore 25 millions d'années, plus de matériau à s'accréter mais, cette fois, à plus haute vitesse; ce sont alors les couches externes des comètes qui se sont formées. Pour ce qui est de la comète 67P/Churyumov–Gerasimenko, certaines comètes sont même entrées lentement en collision, produisant cette structure bilobée. La faible masse des comètes a aussi vraisemblablement fait que la chaleur générée par la radioactivité a été produite sans engendrer une chaleur trop forte. Une telle croissance lente a permis, ainsi, aux comètes de préserver certains des plus anciens minéraux riches en éléments volatils de la nébuleuse primitive
A l'été 2016, Rosetta, de façon inattendue, à imagé une émission spectaculaire de poussière, laquelle pourrait avoir été déclenchée par un glissement de terrain qui a exposé directement à la radiation solaire de l'eau de glace récente; la glace a immédiatement sublimé, emportant avec elle la poussière environnante. Au cours des trois mois de la plus proche approche de la comète du Soleil, Rosetta a observé 34 jets. Ces jets ont eu lieu par dessus les jets "réguliers" et ont été déclenché par la rotation "journalière" de la comète. Ces jets sont nettement plus brillants et ont une durée plus courte, un jet typique relâchant 60 à 260 tonnes de matériau pendant quelques minutes; en moyenne, les jets au moment du plus proche du Soleil avaient lieu toutes les 30 heures soit 2,4 rotations. Trois types de jets ont été repérés: des jets longs et étroits s'étendant loin du noyau, des jets larges partant d'une base large elle aussi et s'étendant plus latéralement, des jets complexes, hybrides des deux précédents types. On ne peut cependant pas dire si ces trois types d'émission correspondent à des mécanismes différents ou ne sont que les étapes d'un seul processus (qui commencerait par un jet étroit qui, ensuite, s'élargirait lorsque son point d'émission se modifie). Les jets sont également fonction du moment du "jour": un stress thermique a lieu au lever du Soleil et déclenche des évènements explosifs après plusieurs heures d'obscurité alors que, vers "midi", le cumul de chaleur fait exploser des poches d'éléments volatils. Certains jets, de plus, sont vraisemblablement dûs aux frontières régionales où ont lieu des changements en matière de texture ou de topographie du terrain, ainsi des falaises abruptes, des puits ou des "balcons" (comme on y trouve aussi des rochers et autres débris, ceci démontre des régions particulièrement sensibles à l'érosion, ainsi des falaises)
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La descente finale vers la surface de la comète, le 30/09/2016, a permis à Rosetta d'étudier les gaz de la comète, l'environnement de poussière et de plasma très près de la surface et de prendre des images à très haute résolution. Les dernières images ont été acquises à 20m au-dessus du sol; on a observé une augmentation de la densité en très petits grains de poussière près de la surface et les observations ont confirmé que la comète n'était pas un corps magnétique
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Au cours de sa trajectoire dans le système solaire interne, la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko s'est révélée être un endroit très actif, empli de fractures en extension, de falaises s'effondrant ou de rochers massifs se déplaçant. La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko a vu sa rotation accélérer de 2 minutes lorsqu'elle s'est approchée du Soleil puis ralentir de 20mn lorsqu'elle s'en est éloignée; ces variations ont été occasionnées par l'interaction entre la forme de la comète et l'emplacement et l'activité des jets. L'échauffement de 67P a également augementé la vitesse de rotation de la comète ce qui, à son tour, a entraîné l'accroissement de taille d'une fracture -ce qui, un jour, pourrait amener la comète à se briser
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