Plus près des comètes
Après son échec dans l’exploration de la comète de Halley, la NASA décide de reprendre l’étude des comètes, tandis que l’Agence Spatiale Européenne conçoit le projet Rosetta. Après la sonde technologique Deep Space 1, lancée en 1998 pour tester la propulsion ionique et qui donnera 15 ans après Giotto une nouvelle image d’un noyau cométaire, celui de la comète 19P/Borrelly, la NASA lance en 1999 une mission ambitieuse : Stardust.
La sonde Stardust s’approche à moins de 250 km du noyau de la comète 81P/Wild 2, qu’elle photographie, et prélève dans sa queue environ 10 000 grains de poussière, piégées dans un collecteur rempli de gel destiné à les freiner. L’opération terminée, le collecteur est scellé et placé dans une capsule étanche. Puis la sonde entreprend son voyage de retour vers la Terre : à 110 km, la capsule se détache, rentre dans l’atmosphère, freinée par deux parachutes, et atterrit en douceur. Nous sommes le 15 janvier 2006, 7 ans après le lancement. Après plusieurs années de recherches, les résultats de l’analyse des grains sont publiés. Ils montrent une grande variété de minéraux et d’éléments organiques extrêmement hétérogènes : ce sont les vestiges du matériau interstellaire à partir duquel les comètes se sont formées, il y a 4,6 milliards d’années, dans le disque protoplanétaire qui entourait le tout jeune Soleil. Une partie de ce matériau a subi des transformations importantes : certains grains, formés de matériaux réfractaires, ont dû être soumis à des températures élevées dans les parties intérieures du disque protoplanétaire. D’autres grains, formés de matériaux plus volatils, ont été maintenus à des températures basses dans les zones les plus externes du disque, et contiennent donc de la matière interstellaire peu ou pas altérée. La coexistence de ces différentes sortes de grains dans une même comète montre qu’il y a eu un mélange vigoureux de la matière à l’intérieur du disque protoplanétaire primitif.
Quelques grains cométaires capturés dans l’aérogel du collecteur de Stardust. En impactant le gel à grande vitesse (6 km/s), ils y creusent un sillon en forme de cône, à la pointe duquel se trouve le grain (visible par exemple comme un point noir en bas de la deuxième image en partant de la gauche).
Crédit : NASALa matière organique est abondante dans les grains cométaires non altérés. On y trouve des composés aromatiques (contenant des anneaux benzéniques) ou non aromatiques, comme des chaînes hydrocarbonées. Et surtout, un acide aminé, la glycine, a été découvert dans la poussière cométaire, ce qui ouvre de nouvelles perspectives à l’exobiologie : cette découverte, confirmée en 2015 par la sonde Rosetta dans la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, suggère en effet que les comètes auraient pu apporter sur Terre des molécules organiques déjà complexes.
Certains grains de la comète 81P/Wild 2 sont très semblables à des grains collectés dans l’atmosphère terrestre par des avions volant à très haute altitude. Il s’agit sans doute de grains d’origine interstellaire ; mais comment ont-ils été incorporés dans les noyaux cométaires ?
Le noyau de la comète Wild 2, cible de la mission Stardust. Son diamètre est de 5 km, et il présente des cratères d’impact dû à des astéroïdes rencontrés au cours de son trajet.
Crédit : NASA
La sonde Stardust de la NASA. Elle se déplace vers l’avant gauche par rapport à la comète, et les panneaux solaires sont protégés de l’impact des poussières cométaires par les boucliers parallélépipédiques, dont le principe est dû à Fred Whipple.
Crédit : NASAEn janvier 2005, la NASA lance une autre sonde originale, destinée à survoler le noyau de la comète 9P/Tempel 1 et de percuter sa surface, de façon à pouvoir observer la nature des matériaux éjectés au moment de l’impact. C’est la sonde Deep Impact, qui emporte un impacteur de 372 kilogrammes nommé Smart. Largué le 3 juillet 2005, Smart s’écrase sur la comète un jour plus tard, alors que la sonde observe l’impact à 500 km de distance. L’impact provoque une très importante éjection de poussière : le noyau est probablement recouvert de grains très fins. Il est cependant difficile d’en déduire sans ambiguïté les propriétés de cette surface : de nouvelles explorations seront nécessaires pour comprendre vraiment la nature du noyau des comètes.
La sonde Deep Impact. Elle embarque deux caméras et un spectromètre infrarouge pour l’analyse des produits éjectés. L’impacteur Smart est doté de sa propre caméra, qui a fonctionné jusqu’à l’impact. La sonde communique grâce à son antenne orientable.
Le noyau de la comète Tempel 1 photographié par la sonde Deep Impact juste après la collision, le 4 juillet 2005. Sa taille est d’environ 7 km. Les jets de poussières partant de la région touchée diffusent la lumière du Soleil
Crédit : NASA