Les instruments de Rosetta
La sonde Rosetta est sans doute un des engins les plus sophistiqués jamais construits par l’homme, tout ayant dû être prévu pour fonctionner dix ans après le lancement. Onze instruments sont installés, destinés à l’analyse à distance de la surface de la comète, et à l’analyse in situ des produits qu’elle émet.
La sonde Rosetta et ses instruments
Crédit : ESA/ATG medialabLa caméra OSIRIS a deux voies, l’une à grand champ (WAC) et l’autre à petit champ et haute résolution (NAC). C’est cette caméra qui a permis et permet toujours d’obtenir d’inoubliables images du noyau de la comète.
Les spectromètres ont pour objectif l’analyse des gaz de la coma et des propriétés de surface du noyau cométaire. Le spectromètre ultraviolet ALICE est bien placé pour étudier les atomes, les radicaux et les ions produits par la photodissociation des molécules-mères issues du noyau, car leurs émissions caractéristiques se trouvent dans ce domaine spectral. Le spectromètre imageur infrarouge VIRTIS est doté de deux canaux : la voie VIRTIS-M mesure la température et la composition chimique des différents points de la surface du noyau, tandis que la voie VIRTIS-H, dotée d’une meilleure résolution en longueur d’onde mais d’une moindre résolution spatiale, analyse le spectre qu’émettent par fluorescence les molécules-mères issues du noyau dans le domaine de l’infrarouge proche. Un sondeur millimétrique et submillimétrique, MIRO, est embarqué pour la première fois sur une mission spatiale destinée à l’étude du Système solaire. Grâce à sa très haute résolution spectrale, il identifie avec une très grande précision les signatures spectrales de quelques molécules particulièrement abondantes (l’eau, le monoxyde de carbone, l’ammoniac et le méthanol) ; en outre, il est capable de mesurer la température de la surface et ses variations jusqu’à une profondeur de quelques centimètres.
Viennent ensuite les spectromètres de masse, destinés à l’analyse des gaz et des grains depuis l’orbiteur. ROSINA est dédié à l’analyse des gaz de la coma tandis que COSIMA a pour mission l’analyse des poussières cométaires. Dans les deux cas, c’est la composition chimique de l’échantillon (gaz ou grain) qui est mesurée. L’instrument MIDAS collecte les grains cométaires pour les analyser au microscope tandis que GIADA en mesure les impacts sur une petite surface pour déterminer leur nombre, leur masse et leur vitesse.
L’ensemble RPC (Rosetta Plasma Consortium) regroupe cinq instruments destinés à l’analyse de l’environnement ionisé de la comète et de son interaction avec le vent solaire.
Enfin l’instrument CONSERT (Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission), une première sur une mission spatiale, est particulièrement ambitieux. Il s’agit d’un sondeur radiofréquence, placé à la fois sur Rosetta et sur l’atterrisseur Philae, qui a pour mission l’étude de la structure interne du noyau cométaire. Une antenne placée sur l’orbiteur envoie à travers le noyau, à la fréquence de 90 MHz, de brèves impulsions. Celles-ci sont reçues par une antenne sur Philae, lequel renvoie immédiatement une impulsion qui est détectée par l’orbiteur. Celui-ci mesure ainsi le temps de trajet aller-retour, et puisque la géométrie du système, et en particulier la longueur du trajet à travers le noyau, sont connues grâce à la télémétrie locale et aux images fournies par la caméra OSIRIS, on en déduit l’indice de réfraction moyen de la matière sur ce trajet. L’intensité du signal reçu donne une mesure de l’absorption des ondes sur ce même trajet. On fait ces mesures pour toutes les positions possibles de l’orbiteur autour du noyau. Par une analyse tomographique semblable à celle que l’on réalise sur le corps humain avec un scanner à rayons X, on peut ainsi cartographier en trois dimensions la densité locale et l’absorption au sein du noyau et observer son hétérogénéité, ce qui est indispensable pour comprendre les processus de formation de la comète.
