Sonde de l'Agence Spatiale Européenne (ESA), Rosetta est destinée à développer nos connaissances sur les comètes. Elle devait initialement être lancée en janvier 2003 par une fusée Ariane 5 pour atteindre, en 2011, la comète Wirtanen. Il était prévu qu'elle se place en orbite autour de cette dernière et qu'elle largue un atterrisseur destiné à s'y poser. Cependant, à la suite de l'échec du vol 157 d'Ariane 5 en décembre 2002, l'ESA et Arianespace décidèrent de ne pas procéder au lancement durant la fenêtre de tir prévue. La mission dut dès lors être modifiée.

Selon le site du CNES, il était envisageable de conserver Wirtanen comme objectif mais un autre lanceur (un PROTON russe, selon le CNES) aurait dû être utilisé pour un lancement en janvier 2004. Il était également possible de conserver le même lanceur (Ariane 5), mais il fallait alors changer de comète cible.

C'est cette dernière solution qui fut choisie. Un nouvel objectif fut assigné à Rosetta en mai 2003. Elle serait lancée en février 2004 et devrait exécuter une mission similaire à celle initialement envisagée, mais à destination d'une autre comète, Churyumov-Gerasimenko, qu'elle devrait atteindre en 2014.

Quelques modifications durent être apportées à la sonde : nouveau logiciel, nouveau train d'atterrissage... Il fallut en effet renforcer ce dernier car la vitesse d'atterrissage sera plus élevée, la comète Churyumov-Gerasimenko étant dix fois plus massive que la comète Wirtanen.

D'abord prévu pour le 26 février 2004, le lancement a été une première fois reporté au 27 février en raison de vents d'altitude défavorables. Il a ensuite été reporté une seconde fois suite à la détection de l'absence d'une pièce de protection thermique sur le lanceur. Le lancement a finalement eu lieu, avec succès, le 2 mars 2004.

Le nom « Rosetta » est une référence à la célèbre pierre de Rosette qui mena au déchiffrage des hiéroglyphes égyptiens. Les scientifiques espèrent, de façon similaire, que Rosetta permettra de mieux comprendre nos origines. Les comètes auraient en effet été formées aux débuts du Système Solaire et leur composition n'aurait pas changé depuis lors. De plus, compte tenu justement de la constitution de ces comètes, leurs impacts avec notre planète auraient pu jouer un rôle dans la formation des océans et de l'atmosphère terrestre, voire dans l'apparition de la vie sur Terre.

Masse totale : environ 3000 kg (dont 1670 kg de carburant)
Date de lancement : 2 mars 2004
Lieu de lancement : Kourou (Guyane Française)
Lanceur : Ariane 5 G+ - vol 158

Dimensions :   Partie principale : 2,8 x 2,1 x 2,0 mètres.
  Deux panneaux solaires : 14 mètres de long pour une surface de 32 m² (chacun)
D'un côté de l'orbiteur se trouve l'atterrisseur ; de l'autre côté, une antenne de 2,2 mètres de diamètre.

Coût : La mission Rosetta devrait coûter environ 1 milliard d'euros. Ceci inclut l'engin lui-même, le lancement, la charge scientifique et les opérations. Le coût du report du lancement (mars 2004 au lieu de janvier 2003) est évalué à environ 70 millions d'euros.

Objectif - Comète Churyumov-Gerasimenko : L'objectif de Rosetta est la comète Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G), découverte en 1969 par Klim Churyumov sur un cliché pris par Svetlana Gerasimenko. Longue de 5 km pour une largeur de 3 km, cette comète tournerait sur elle-même en environ 12 heures. Elle met 6,57 ans pour boucler son orbite autour du Soleil, s'approchant jusqu'à 1,29 UA de celui-ci, pour s'en éloigner ensuite jusqu'à 5,74 UA. Cette orbite est inclinée de 7,12 degrés par rapport au plan de l'écliptique.

Lancement : Lancée le 2 mars 2004 lors du "vol 158" par un lanceur européen Ariane 5 G+, la sonde, accompagnée de l'étage supérieur du lanceur, a d'abord été placée en orbite terrestre (4000 x 200 km) durant environ 2 heures. Ensuite, l'étage supérieur d'Ariane a propulsé Rosetta sur sa trajectoire interplanétaire, avant de se séparer de la sonde.

Déroulement prévu de la mission :

• Pour atteindre sa destination, Rosetta bénéficiera trois fois de l'assistance gravitationnelle de la Terre et une fois de celle de la planète Mars. Durant son trajet vers la comète, la sonde passera également à proximité de deux astéroïdes : Steins et Lutetia.


• Rosetta sera inactive durant la plus grande partie de son voyage, se "réveillant" lors des survols de la Terre, de Mars et des astéroïdes. Durant ses phases d'inactivité (d'hibernation), Rosetta tournera sur elle-même à une vitesse d'un tour/minute, face au Soleil, de manière à ce que ses panneaux solaires reçoivent un maximum d'énergie. La plupart des systèmes seront éteints, à l'exception des récepteurs radio, des décodeurs de commandes et de l'alimentation en énergie.


• Lors des survols de Mars et des astéroïdes, des observations scientifiques seront réalisées. Rosetta nous renseignera ainsi sur la masse, la densité et la température des astéroïdes rencontrés et déterminera s'il y a des gaz et des poussières à proximité.


• Il avait toujours été prévu que Rosetta puisse étudier l'un ou l'autre astéroïde mais ce n'est qu'après le lancement que l'équipe en charge de la mission a pu déterminer quelle était la quantité exacte de carburant disponible pour assurer des survols d'astéroïdes. Ce n'est qu'alors qu'elle a pu annoncer quels astéroïdes pourraient être observés par la sonde : Steins et Lutetia.


• Steins, situé dans la ceinture d'astéroïdes (entre les orbites de Mars et Jupiter), ne mesure que quelques kilomètres de diamètre. Rosetta le survolera le 5 septembre 2008 à une distance d'environ 1700 km. Lutetia, situé également dans cette ceinture d'astéroïdes, est plus gros, avec un diamètre d'environ 100 km. La sonde le survolera le 10 juillet 2010 à une distance d'environ 3000 km.


• Au cours de son voyage, la sonde s'éloignera jusqu'à environ 800 millions de km du Soleil et 1 milliard de km de la Terre. Après avoir rejoint Churyumov-Gerasimenko, Rosetta se mettra en orbite autour de la comète et y larguera son atterrisseur. La sonde étudiera la comète durant sa phase d'approche du Soleil, lors du passage au périhélie, et ensuite, alors qu'elles s'éloigneront à nouveau du Soleil.

Les principales dates de la mission sont les suivantes :
  - 2 mars 2004 : lancement
  - Mars 2005 : première assistance gravitationnelle de la Terre
  - Février 2007 : assistance gravitationnelle de Mars
  - Novembre 2007 : deuxième assistance gravitationnelle de la Terre
  - 5 septembre 2008 : survol de l'astéroïde Steins
  - Novembre 2009 : troisième assistance gravitationnelle de la Terre
  - 10 juillet 2010 : survol de l'astéroïde Lutetia
  - Mai 2014 : rendez-vous avec la comète Churyumov-Gerasimenko
  - Novembre 2014 : atterrissage sur la comète
  - Décembre 2015 : fin de la mission


Atterrissage : Atterrir sur une comète ou se mettre en orbite autour d'elle n'est pas chose facile : la gravité y est extrêmement faible ! Le risque existe donc que l'atterrisseur de Rosetta « rebondisse » sur la comète et échappe définitivement à l'attraction de Churyumov-Gerasimenko. Pour assurer que l'atterrisseur reste sur la comète une fois arrivé à sa surface, différentes techniques seront utilisées. Il disposera ainsi notamment de vis et harpons destinés à l'arrimer à la surface.

Energie solaire : Rosetta sera la première sonde à voyager au-delà de la ceinture d'astéroïdes tout en étant alimentée en énergie par des panneaux solaires plutôt que par une source radio-active. La nouvelle technologie utilisée par les panneaux solaires de la sonde permettra de générer une puissance d'environ 400 Watts à 800 millions de km du Soleil !

Communications :

• Le centre de contrôle de la mission sera le European Space Operations Centre (ESOC) à Darmstadt, Allemagne. Il sera responsable de la planification de la mission, du contrôle de la sonde et de sa trajectoire et de la distribution des données scientifiques. Durant les phases actives de la mission, un centre d'opérations scientifiques sera également mis en place à l'ESOC. Il s'occupera de coordonner les requêtes d'opérations scientifiques. Les opérations de l'atterrisseur seront coordonnées depuis le DLR à Cologne, Allemagne et le CNES à Toulouse, France.


• Les communications seront assurées via l'antenne de 35 mètres de diamètre située à New Norcia (près de Perth), Australie. Le signal qu'elle émet est capable d'atteindre des distances de plus d'un milliard de kilomètres. Les signaux seront transmis et reçus dans deux bandes de fréquences : la bande S (2 GHz) et la bande X (8 GHz). En fonction de la distance de la sonde, ils pourront mettre jusqu'à 50 minutes pour l'atteindre. La sonde dispose donc d'ordinateurs lui assurant une certaine autonomie.


• L'ESA construit une autre antenne parabolique de 35 mètres à Cebreros, Espagne. Elle pourra servir à partir de 2005. La sonde sera "visible" depuis New Norcia en moyenne 12 heures par jour. Il y aura des périodes de "black-out" lorsque la sonde passera derrière le Soleil. Pour que ces périodes ne constituent pas un problème, Rosetta disposera d'une mémoire de 25 Gbits capable de stocker les données scientifiques pour les envoyer à la Terre plus tard.

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Instruments scientifiques
Orbiteur (165 kg d'instruments scientifiques)

ALICE - Ultraviolet Imaging Spectrometer : Analysera les gaz aux environs de la comète et mesurera les taux de production (par la comète) d'eau et de monoxyde ou dioxyde de carbone. Il fournira des informations sur la composition de la surface du noyau de Churyumov-Gerasimenko.
Développement : S. A. Stern, Southwest Research Institute (SwRI), Boulder, Colorado, Etats-Unis.

CONSERT - COmet Nucleus Sounding Experiment by Radio-wave Transmission : Etudiera la structure interne du noyau. Lorsque l'orbiteur et l'atterrisseur se trouveront de part et d'autre de la comète, le premier émettra un signal qui traversera le noyau de la comète et qui sera ensuite répété par l'atterrisseur. Le signal de retour, reçu par l'orbiteur, permettra de déduire des informations sur la composition de la comète. Développement : W. Kofman, Laboratoire de Planétologie (LPG), Grenoble, France.

COSIMA - COmetary Secondary Ion Mass Analyser : Analysera les caractéristiques des grains de poussière émis par la comète, comme leur composition et le fait qu'ils sont organiques ou non. Développement : J. Kissel, Max-Planck-Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau, Allemagne.

GIADA - Grain Impact Analyser and Dust Accumulator : Il mesurera le nombre, la masse, la vitesse des grains de poussière provenant du noyau de la comète et des autres directions. Développement : L. Colangeli, Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Italie.

MIDAS - Micro-Imaging Dust Analysis System : Etudiera les poussières autour de la comète, fournissant des informations sur la taille, le volume, la forme des particules. Développement : W. Riedler, IWF, Graz, Autriche.

MIRO - Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter : Déterminera les abondances des gaz principaux, la vitesse de dégazage de la surface et la température du sous-sol du noyau. Développement : S. Gulkis, NASA-JPL, Pasadena, Californie, Etats-Unis.

OSIRIS - Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System : Cette caméra prendra des images haute résolution du noyau de la comète. Développement : H.U. Keller, Max-Planck-Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau, Allemagne.

ROSINA - Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis : Déterminera la composition de l'atmosphère et de l'ionosphère de la comète, les vitesses des particules gazeuses ionisées et les réactions auxquelles elles prennent part. Développement : H. Balsiger, Université de Berne, Suisse.

RPC - Rosetta Plasma Consortium : Mesurera les propriétés physiques du noyau, examinera la structure de la coma interne de la comète, surveillera l'activité cométaire et étudiera l'interaction de la comète avec le vent solaire. Développement : A. Eriksson, Swedish Institute of Space Physics, Uppsala, Suède; J. Burch, SwRI, San Antonio, Texas, Etats-Unis; K-H Glassmeier, TU Braunschweig, Allemagne; R. Lundin, Swedish Institute of Space Physics, Kiruna, Suède; J. G. Trotignon, LPCE/CNRS, Orléans, France; C. Carr, Imperial College, Royaume-Uni.

RSI - Radio Science Investigation : Mesurera la masse, la densité et la gravité du noyau, définira l'orbite de la comète et étudiera la coma interne. Développement : M. Pätzold, Université de Cologne, Cologne, Allemagne.

VIRTIS : Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer : Cartographiera et étudiera la nature des solides et la température à la surface du noyau. Il identifiera les gaz, caractérisera les conditions physiques de la coma et aidera à identifier les meilleurs sites d'atterrissage. Développement : A. Coradini, IFSI, Rome, Italie.

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Instruments scientifiques
Atterrisseur

APXS - Alpha Proton X-ray Spectrometer : A 4 cm du sol, APXS détectera les particules alpha et les rayons X. Ceci fournira des informations sur la composition de la surface. Développement : R. Rieder, Max-Planck-Institut für Chemie, Mayence, Allemagne.

ROLIS - ROsetta Lander Imaging System : Caméra permettant d'obtenir des images haute résolution durant la descente et des images panoramiques stéréo. Développement : S. Mottola, DLR, Berlin, Allemagne.

ÇIVA : Cet instrument consiste en six micro-caméras qui prendront des photos panoramiques de la surface. Un spectromètre étudiera la composition, la texture et l'albédo d'échantillons collectés à la surface. Développement : J. P. Bibring, Institut d'Astrophysique Spatiale, Université Paris Sud, Orsay, France.

CONSERT - COmet Nucleus Sounding Experiment by Radio-wave Transmission : Etudiera la structure interne du noyau. Lorsque l'orbiteur et l'atterrisseur se trouveront de part et d'autre de la comète, le premier émettra un signal qui traversera le noyau de la comète et qui sera ensuite répété par l'atterrisseur. L'orbiteur recevra le signal et pourra en déduire des informations sur la composition de la comète. Développement : W. Kofman, Laboratoire de Planétologie (LPG), Grenoble, France.

COSAC - COmetary SAmpling and Composition experiment : Cet analyseur de gaz détectera et identifiera des molécules organiques complexes. Développement : H. Rosenbauer, Max-Planck-Institut für Aeronomie, Katlenburg-Lindau, Allemagne.

MODULUS PTOLEMY : Analyseur de gaz pour mesurer les proportions des isotopes d'éléments légers. Développement : I. Wright, Open University, Royaume-Uni.

MUPUS - MUlti-PUrpose Sensor for surface and subsurface science : Utilisera des senseurs pour mesurer la densité ainsi que les propriétés thermiques et mécaniques de la surface. Développement : T. Spohn, Université de Münster, Allemagne.

ROMAP - ROsetta lander MAgnetometer and Plasma monitor : Cet instrument étudiera le champ magnétique local et l'interaction entre la comète et le vent solaire. Développement : U. Auster, DLR, Berlin, Allemagne et I. Apathy, KFKI, Budapest, Hongrie.

SD2 - Sample and Distribution Device : Forera plus de 20 centimètres dans la surface, collectera des échantillons et les placera dans différents fours pour une inspection microscopique. Développement : A. Ercoli Finzi, Polytecnico, Milan, Italie.

SESAME - Surface Electrical, Seismic and Acoustic Monitoring Experiments : Trois instruments mesureront les propriétés des couches externes de la comète :
- Le Cometary Acoustic Sounding Surface Experiment mesurera la façon dont le son se propage à travers la surface.
- La Permittivity Probe étudiera ses caractéristiques électriques.
- Le Dust Impact Monitor mesurera la poussière retombant à la surface.
Développement : D. Möhlmann, DLR, Cologne, Allemagne, W. Schmidt, FMI, Helsinki, Finlande, I. Apathy, KFKI, Budapest, Hongrie.


Source : Astrocosmos (Vincent Mollet)