Mise à jour le 25 Mai 2017

CONFÉRENCE VEGA de Sonia FORNASIER,

Astrophysicienne au LESIA Observatoire de Paris

Organisée par l'Association d'Astronomie VEGA et la Mairie de Plaisir

Au théâtre Robert Manuel (Château de Plaisir)

«RENCONTRE AVEC UNE COMÈTE
LA MISSION ROSETTA/PHILAE»

Le Samedi 13 Mai 2017 à 20H30

Photos : JPM ou autre pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

La présentation (avec toutes les vidéos) est disponible sur ma liaison ftp , rentrer le mot de passe  puis CONFÉRENCES VEGA ensuite SAISON 2016/2017 ; elle s’appelle : Fornasier-13mai2017-VEGA.pdf

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse :     pas encore disponible

BREF COMPTE RENDU

J’ai déjà relaté l’aventure Rosetta, je ferais donc court. Se reporter aux CR précédents (situés dans les références) pour plus de détails.

Sonia Fornasier est Astrophysicienne au laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA) et maître de conférences à l’université Paris Diderot depuis 2006.

Elle a fait ses études à la prestigieuse université de Padoue se spécialisant en planétologie.

Elle travaille sur la caractérisation des propriétés physiques des petits corps du système solaire via observations multi longueur d’onde obtenues à partir de télescopes au sol et dans l'espace.

Elle est impliquée dans plusieurs missions spatiales de l’ESA et de la NASA dédiées à la planétologie (missions Rosetta, BepiColombo, OSIRIS-REX, JUICE).

Osiris, ce sont les yeux de Rosetta, elle a travaillé sur cette caméra.

LES COMÈTES : TÉMOINS DU SYSTÈME SOLAIRE PRIMORDIAL.

Les comètes portent le secret d’une partie de l’histoire du système solaire.

Formées il y a 4,5 milliards d’années, avant les planètes, certaines sont cependant restées intactes et constituent de véritables « fossiles » de la matière primitive. Elles pourraient nous apprendre comment la vie est arrivée sur Terre.

Ces petits corps sont très primitifs, ils sont les moins altérés du système solaire (avec les astéroïdes) et possèdent toujours les caractéristiques du système solaire à son origine.

La mission Rosetta/Philae de l’ESA devrait nous permettre une étude complète du noyau et de la coma ainsi que la détermination de sa composition et de la présence ou non de certains corps organiques.

Structure d’une comète :

Queue ionisée : 100 millions de km approx

Queue de poussières : 10 millions de km approx

Noyau : quelques km et Coma (halo) 100.000km approx

De nombreuses comètes ont déjà été étudiées par des sondes spatiales :

Une mission plus ambitieuse et de plus logue durée est nécessaire : ce sera Rosetta.

Le but de la mission Rosetta.

Mission très ambitieuse de l’ESA : Atteindre une comète et se poser dessus puis l’étudier.

Pour se poser dessus il ne faut pas que cette comète soit trop « active » donc elle doit être loin du Soleil. La sonde emporte un atterrisseur, Philae qui doit se poser sur la comète.

La trajectoire est étudiée en conséquence: l’assistance gravitationnelle est obligatoire

Après l’échec de la nouvelle Ariane 10t en 2002, le programme prend du retard. La comète cible originelle, 46P/ Wirtanen ne pourra pas être atteinte en 2011, il faut trouver une cible de remplacement.

Ce sera la comète 67P/ Churyumov- Gerasimenko en 2014. Lancement en Mars 2004.

C’est sera un long et compliqué voyage ; les lanceurs sont limités en charge utile, c’est à dire en carburant pouvant être stocké à bord de la sonde ; il faut donc trouver une astuce pour en emporter le moins possible.

La solution s’appelle l’assistance gravitationnelle ; c’est à dire passer relativement près d’une planète pour lui « voler » un peu de son énergie cinétique (effet de fronde) et recevoir ainsi un coup de pied puissant pour l’accélérer (dans la bonne direction).

Les nombreuses premières de la mission.

·         Mise en orbite autour d’une comète (active)

·         Atterrissage sur le noyau et étude

·         Trois dispositifs d’ancrage sur le noyau (faible gravité : évitement des rebonds)

·         Équipé de panneaux solaires spéciaux énormes (32m total pour 32m2) à cause de l’énorme distance (5UA) Ces panneaux sont d'une toute nouvelle technologie : Low Intensity Low Temperature : LILT. C'est la première sonde à utiliser des panneaux solaires au delà de l'orbite de Mars

·         En plus : Visite de 2 astéroïdes: Steins (petit le 5 sept 2008) et Lutetia (beaucoup plus grand avec ses 100 km de diamètre. Rosetta passera à 3000 km le 10 juillet 2010). Ce sera une première visite d’un astéroïde aussi gros.

·         Mise en sommeil prolongée de la sonde dans sa partie la plus éloignée de nous

Les instruments :

L’orbiteur :

·                    ALICE : Spectro imageur UV (NASA)

·                    CONSERT : étude de l’intérieur de la comète par radar (LPG Grenoble)

·                    COSIMA : composition des grains de poussières de la comète.

·                    GIADA : vitesse et direction des grains de poussières émis.

·                    MIDAS : forme et volume des particules émises par la comète.

·                    MIRO : température du noyau mesures isotopiques (NASA/LESIA)

·                    OSIRIS (WAC et NAC) : Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System , la caméra grand angle et télé de la mission (MPI)

·                    ROSINA : composition de l’atmosphère de la comète (Université de Berne)

·                    RPC : analyse du plasma et son interaction avec le vent solaire.

·                    VIRTIS : spectro IR et visible (LESIA)

L’atterrisseur :

·         CIVA : 6 micro caméras + spectro (IAS Orsay)

·         CONSERT : sondeur radar pour étudier la structure interne.

·         COSAC & PTOLEMY : analyseurs des gaz contenus dans les échantillons du noyau (MPS)

·         MUPUS : analyseur mécanique de la surface (densité, résistance etc..) (DLR)

·         ROLIS : caméra HR du lander (DLR)

·         ROMAP : étude du champ magnétique de la comète.

·         SD2 : perce la surface de la comète (agence spatiale italienne).

·         SESAME : étude de la propagation des ondes sonores à travers la surface.

Notre conférencière a travaillé activement sur la caméra Osiris.

Et les premières vraies images de la comète avec Osiris datent de Mars 2014. On commence à apercevoir la forme étrange de la comète.

C’est une comète à deux lobes !

En Août 2014 on commence la mise en orbite autour de la comète.

C’est bien un objet binaire, probablement issu de la collision à faible vitesse de 2 corps différents dans le Système solaire primordial 

On remarque une grande diversité de structures : des terrains lisses, des terrains couverts de poussières, des grandes dépressions, des dunes, etc..

Le noyau de cette comète se fracture à cause des variations thermiques, c’est particulièrement visible sur cette photo.

Les dernières mesures basées sur les images de la caméra OSIRIS ont montré un étrange phénomène : on a repéré près d’une vingtaine de cavités (appelées puits d’effondrement ou pits en anglais) parfaitement circulaires d’où un dégazage de poussières et de gaz s’opère et ceci principalement sur l’hémisphère Nord de 67P.

Ces dégazages sont de plus en plus importants alors que l’on s’approche du Soleil. Ces puits sont de l’ordre de la dizaine à la centaine de mètres de diamètre et de profondeur, certains même atteignent 200m.

La plupart sont actifs et laissent échapper de la matière.

Au cours du long séjour de Rosetta en orbite, on a mis au jour des changements morphologiques de la structure du noyau.

Ce n’est pas uniquement un mécanisme simple de sublimation de la glace, car ce serait beaucoup plus lent, sans doute près de 10 fois plus lent que ce que nous observons.

Il y a donc nécessairement d’autres mécanismes en jeu. La sublimation de la glace peut déstabiliser de grands pans de la surface, ce qui peut accélérer le processus, mais on peut aussi imaginer qu’il y ait de la glace amorphe sous la surface.

C’est un état particulier de la glace d’eau à très basse température ; lorsqu’elle se réchauffe, cette glace amorphe devient cristalline ce qui libère de l’énergie, c’est une réaction exothermique, une réaction qui produit de la chaleur et peut donc entretenir et accélérer le processus.

Une autre possibilité proviendrait de la présence de clathrates formés de molécules de monoxyde et de dioxyde de carbone piégées dans une matrice de glace d’eau.

Si ces clathrates sont déstabilisés par une augmentation de la température, ils peuvent libérer les molécules piégées, ajouter de l’énergie au système et contribuer à l’accélération des processus de changement de la surface.

Les poussières.

C’est l’émission des jets de poussières qui créé la coma, cette longue queue visible de la comète.

Rosetta grâce à ses observations rapprochées nous permet de déterminer l’origine de ces poussières.

Il y a une grande diversité dans l’apparition des jets de poussières, qui nous donne un spectacle assez éblouissant comme sur cette photo composite.

Mais l’essentiel est invisible, à savoir, les glaces qui se subliment !

La comète a comme moteur les glaces et comme carburant l’énergie solaire.

Il y a de nombreux grains en orbite autour de la comète, causés par le dernier passage au périhélie. Lors d’éruptions, ces grains de poussières « faussent » le capteur de la navigation stellaire, ce qui a failli occasionner une perte de la sonde.

Des morceaux de comète, des roches, se sont même échappés comme on le voit sur cette photo.

Le noyau.

Détection de composés organiques de différentes natures.

Rosetta a détecté directement et sans ambiguïté la glycine dans la coma de la comète, ceci notamment grâce à l’instrument ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), essentiellement un spectromètre de masse.

Détection de glace d’eau grâce à Virtis.

Son abondance a été chiffrée entre 0,1 et 7,2%. Des zones blanches brillantes de glace se forment qui peuvent durer quelques jours ou quelques mois.

Le noyau devient de plus en plus bleu au fur et à mesure que la comète se rapproche du Soleil, indiquant une composition de surface enrichie en glace d’eau.  On le voit particulièrement bien sur ces deux images prises à des moments différents.

Philae se pose (plusieurs fois !!).

Le 12 Novembre 2014, Philae se pose et rebondit mais finalement se bloque dans un coin rocheux de la comète. On mettra des mois à la trouver.

On apprendra que les cartouches de gaz devant appuyer sur la sonde au moment de l’atterrissage n’ont pas fonctionnées et que les harpons ne se sont pas déclenchés !

Bref on a eu beaucoup de chance de ne pas repartir dans l’espace.

Néanmoins on a pu faire des mesures : la texture granulaire de la surface est de l’ordre du cm, et on estime l’épaisseur du régolithe à quelques 20cm. La surface serait plus dure que de la neige.

L’atterrissage vous a été conté de nombreuses fois sur ce site.

Philae a quand même pu nous donner des indications sur la comète :

·         Pas de champ magnétique

·         La température serait comprise entre -145°C et -180°C.

·         La porosité est élevée : 80%

·         Le marteau (Mupus) s’il a fonctionné semble indiquer une surface plus compacte que prévue

Merci pour cette formidable aventure !

POUR ALLER PLUS LOIN :

Le point sur Rosetta : CR de la conf SAF (Planétologie) de N Biver du 19 Déc 2015

Le point sur Rosetta : CR de la conférence SAF de F Rocard du 10 Sept 2014

La mission Rosetta/Philae : CR de la conférence IAP de JP Bibring du 3 Mars 2015

Rosetta, mission vers les comètes et les astéroïdes : CR de la conf VEGA de JP Martin du 4 Oct 2014

Colloque Rosetta : CR de ce colloque à l’Académie des Sciences du 24 Janv 2017

Rosetta, la dernière séance : CR évènement SAF du 30 Sept 2016 direct à la Cité des Sciences

Les comètes et l'origine du Syst. Solaire : CR de la conf SAF de N Biver le 9 Avril 2014

 la conquête des astéroïdes et comètes : CR de la conf IAP de P Michel le 8 Nov 2011

Toute l’actualité Rosetta sur votre site préféré.

Icy surprises at Rosetta's comet par la NASA

PROCHAINE CONFÉRENCE VEGA : SAMEDI 7 Octobre 2017 20H30 (vérifier la date)

TRM COMMUNS DU CHÂTEAU DE PLAISIR

À LA RECHERCHE DE TERRES HABITABLES PARMI LES EXOPLANÈTES

par Jean Pierre MARTIN, Physicien, membre de VEGA et de la SAF

Résumé:

On découvre des milliers de planètes extra solaires, certaines sont situées dans la zone habitable de leurs étoiles, cette zone qui permet une température modérée et la présence d’eau sous ses trois formes. L’eau essentielle à la vie, mais aussi le Carbone etc.

Mais il ne faut peut être pas aller si loin pour trouver la vie. Y en a-t-il dans notre propre système solaire ? Mars a-t-elle abrité la vie ? Et les lunes glacées de Jupiter et de Saturne ? D’ailleurs qu’est ce que c’est la vie ?

Bon ciel à tous

Jean Pierre Martin 

www.planetastronomy.com

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