Atterrissage sur une comète

Ken Tapping, le 26 novembre 2014

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter se lève autour de 22 heures.
  • Mars est toujours très bas à l’horizon et se perd dans les feux du couchant.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le 29 novembre.

Au cours des dernières semaines, la sonde Rosetta lancée pour étudier la comète 67P a attiré beaucoup d'attention. Après un périple de dix ans dans l'espace, Rosetta a finalement croisé la comète et s'est placée en orbite autour d'elle. La sonde a ensuite largué un atterrisseur, Philae, à sa surface pour prélever des échantillons et regarder de près la comète elle-même et les phénomènes qui s'y produisent. La moisson de données fournies par Philae à ce jour suffira à occuper les scientifiques pendant un bon bout de temps. La mission s'est toutefois heurtée à certaines difficultés, ce à quoi il fallait s'attendre compte tenu de la connaissance imprécise que nous avions de la surface de la comète.

Les comètes ont été décrites comme des boules de neige sale – de gros amas de quelques kilomètres de diamètre de gadoue, ce mélange familier grisâtre ou noirâtre composé de cristaux de glace, de poussières, de fin gravier et de substances pétrochimiques qui s'accumule dans nos rues à la fin de l'hiver. Vu leur petite taille, les comètes ont une force gravitationnelle très faible comparée à la gravité terrestre. De là à penser que leur surface est molle, il n'y a qu'un pas.

Sur notre planète, la gravité est une force inhérente à la réalité qui nous entoure. Sans gravité, il nous serait notamment impossible de marcher. Le fait d'être fermement ancré au sol nous permet d'utiliser facilement des outils comme des clés anglaises, des perceuses et des tournevis, et d'exercer une pression ou une traction sur des objets. Sans gravité, il faudrait repenser les tâches les plus simples que nous effectuons, comme le savent très bien les astronautes. Pour nous, l'état le plus proche de l'apesanteur est le fait de flotter dans l'eau.

Avez-vous déjà essayé de vous tenir assis au fond d'une piscine ou simplement d'effectuer des tâches sous l'eau? Comme la densité de nos tissus est proche de celle de l'eau, nous ne pesons pratiquement rien lorsque nous sommes dans l'eau. Le moindre mouvement suffit à nous propulser vers la surface et tout geste devient alors difficile à exécuter, car il nous pousse dans le sens contraire. Vous comprenez mieux ainsi l'immense défi que représentent l'atterrissage d'un engin sur une comète et les différentes manœuvres subséquentes. La force de gravité sur la comète 67P est environ 100 000 fois plus faible que celle à la surface de la Terre.

La légende veut que Galilée ait un jour lancé deux boules de fer de taille différente du haut de la tour penchée de Pise, en Italie, pour démontrer qu'elles s'écraseraient au sol en même temps. La chute devait durer environ 3,4 secondes, ayant atteint une vitesse de 33 mètres par seconde lors de l'impact. Une chute de la même hauteur sur la comète 67P durerait pratiquement 18 minutes, et l'impact se produirait à une vitesse de 10 centimètres par seconde. La descente à la surface de la comète n'a donc pas été un problème pour Philae ni la vitesse de la chute. La difficulté était de ne pas rebondir à l'impact.

L'atterrisseur devait donc lancer des harpons pour s'ancrer à la surface. Pour contrer l'effet de recul, une petite rétrofusée devait s'allumer pour maintenir au sol ces harpons lors de leur déploiement. Ces harpons étaient également nécessaires pour résister à la poussée vers le haut exercée par l'utilisation d'outils de forage et pour empêcher l'atterrisseur de basculer. Malheureusement, la surface de la comète était plus dure que prévu et les harpons n'ont pas pu y pénétrer. Philae a donc rebondi une fois, puis au moins une seconde fois avant de s'immobiliser à l'ombre d'une crête rocheuse où ses piles ne pouvaient se recharger. Il a donc fallu accélérer les opérations de la mission scientifique avant que les piles ne s'épuisent et que Philae ne replonge en hibernation. Lorsque la comète s'approchera du Soleil, l'intensité des rayons solaires augmentera, ce qui laisse penser que Philae pourrait se ranimer et nous émerveiller encore. Les données collectées jusqu'à présent sont toutefois fabuleuses et ont déjà prouvé la valeur de la mission. Aux dernières nouvelles, des substances organiques auraient été trouvées, ce qui appuie l'hypothèse selon laquelle les composés essentiels à la vie ont été déposés sur la jeune Terre par des comètes il y a plus de trois milliards d'années.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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