Après des années de travail de détective, les scientifiques travaillant sur la mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne (ESA) ont maintenant pu localiser l'endroit où l'atterrisseur Philae a établi son deuxième et avant-dernier contact avec la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko le 12 novembre 2014, avant de finalement s'arrêter à 30 mètres. Cet atterrissage a été surveillé depuis le centre de contrôle du centre aérospatial allemand Philae. Philae a laissé des traces; l'atterrisseur a appuyé sur sa face supérieure et le boîtier de son échantillon a percé une crevasse glacée dans une zone rocheuse noire recouverte de poussière carbonée. Par conséquent, Philae a gratté la surface, exposant la glace de la formation de la comète qui avait été protégée du rayonnement solaire depuis lors. Le nu, surface glacée brillante, dont le contour rappelle un peu un crâne, a maintenant révélé le point de contact, les chercheurs écrivent dans la publication scientifique La nature .

Tout ce qui était connu auparavant était l'emplacement du premier contact, qu'il y avait eu un autre impact après le rebond, et l'emplacement du site d'atterrissage final où Philae s'est immobilisé après deux heures et où il a été retrouvé vers la fin de la mission Rosetta en 2016 . "Maintenant, nous connaissons enfin l'endroit exact où Philae a touché la comète pour la deuxième fois. Cela nous permettra de reconstituer entièrement la trajectoire de l'atterrisseur et de tirer des résultats scientifiques importants des données de télémétrie ainsi que des mesures de certains des instruments fonctionnant pendant le processus d'atterrissage, " explique Jean-Baptiste Vincent du DLR Institute of Planetary Research, qui a participé à la recherche publiée aujourd'hui. "Philae nous avait laissé un dernier mystère à résoudre, " déclare Laurence O'Rourke de l'ESA, l'auteur principal de l'étude. L'équipe de scientifiques était motivée pour effectuer une recherche pluriannuelle de « TD2 », point 2 de l'atterrissage :« Il était important de trouver le site d'atterrissage car les capteurs de Philae indiquaient qu'il avait creusé dans la surface, exposant très probablement la glace primitive cachée en dessous." Au cours des dernières années, l'emplacement a été recherché comme une aiguille dans une botte de foin dans les nombreuses images et données de la zone d'atterrissage de Philae.

Le magnétomètre a donné l'indication décisive

Pendant longtemps, et en vain, les scientifiques ont recherché à plusieurs reprises des taches de glace nue dans la région suspectée à l'aide d'images haute résolution acquises par l'Optique, Instrument de système d'imagerie à distance spectroscopique et infrarouge (OSIRIS) développé par l'Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire (MPS) à Göttingen et embarqué à bord de l'orbiteur Rosetta. Mais c'était l'évaluation des mesures effectuées par le ROsetta MAgnetometer and Plasma Monitor (ROMAP), construit pour Philae sous la direction de l'Université technique de Braunschweig, qui a mis les scientifiques sur la bonne voie. Dans les données, l'équipe a enquêté sur les changements survenus lorsque le boom du magnétomètre, dépassant de 48 centimètres de l'atterrisseur, déplacé quand il a heurté la surface, ce qui a montré qu'il s'était plié. Cela a créé un modèle caractéristique dans les données de l'instrument ROMAP de Philae, qui montrait que la bôme se déplaçait par rapport à Philae et permettait d'estimer la durée de pénétration de l'atterrisseur dans la glace. Les données ROMAP ont été corrélées avec les données du magnétomètre RPC de Rosetta pour déterminer l'orientation exacte de Philae.

L'analyse des données a révélé que Philae avait passé près de deux minutes complètes - ce qui n'est pas inhabituel dans cet environnement à très faible gravité - au deuxième point de contact de surface, faisant au moins quatre contacts de surface différents pendant que l'atterrisseur "sillonnait" le paysage accidenté. Une empreinte particulièrement remarquable, qui est devenu visible dans les images, a été fait lorsque le sommet de Philae s'est enfoncé de 25 centimètres dans la glace au bord d'une crevasse ouverte, laissant des traces visibles de l'échantillon de forage et du sommet de l'atterrisseur. Les pics dans les données de champ magnétique résultant du mouvement de la flèche montrent que Philae a mis trois secondes pour faire cette « bosse » particulière.

Une sculpture de glace de comète nue en forme de crâne

Les données ROMAP ont soutenu la découverte de ce site avec la glace remplie, crevasse ouverte lumineuse dans les images OSIRIS. Vu d'en haut, il a rappelé aux chercheurs un crâne, ils ont donc nommé le point de contact « Skull-top Ridge ». L'« œil » droit du crâne s'est formé là où la partie supérieure de Philae a comprimé la poussière de la comète, tandis que Philae grattait l'interstice entre les blocs de glace couverts de poussière comme un moulin à vent, pour finalement décoller à nouveau et parcourir les derniers mètres jusqu'à sa dernière demeure. « À l'époque, les données montraient que Philae avait pris contact à plusieurs reprises avec la surface et avait finalement atterri dans un endroit mal éclairé. Nous connaissions également le site d'atterrissage final approximatif grâce aux mesures du radar CONSERT. Cependant, La trajectoire exacte et les points de contact de Philae n'ont pas pu être interprétés aussi rapidement, " rappelle Stephan Ulamec, chef de projet chez Philae, de DLR.

L'évaluation des images OSIRIS ainsi que celles acquises par l'instrument VIRTIS (Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer) ont confirmé que le matériau brillant est de la glace d'eau pure, qui a été exposé par le contact de surface Philae sur une superficie de 3,5 mètres carrés. Lors de ce contact, la région était encore dans l'ombre. Ce n'est que des mois plus tard que la lumière du soleil est tombée dessus, la glace brillait donc toujours vivement au soleil et était à peine altérée et obscurcie par l'environnement spatial. Seule la glace d'autres substances volatiles telles que le monoxyde de carbone ou le dioxyde de carbone s'est évaporée.

La comète 67P est pleine de vides et sans grande cohésion

Cette reconstitution des événements est, en soi, travail de détective stimulant, mais la première mesure directe de la consistance de la glace cométaire fournit également des informations importantes. Les paramètres de contact de surface ont montré que cet ancien, Un mélange de glace et de poussière vieux de 4,5 milliards d'années est extraordinairement doux - il est plus moelleux que la mousse d'un cappuccino, l'écume dans une baignoire ou les calottes blanches des vagues rencontrant la côte. "La tension mécanique qui maintient la glace cométaire ensemble dans ce morceau de poussière n'est que de 12 pascals. Ce n'est pas beaucoup plus que" rien ", " explique Jean-Baptiste Vincent, qui étudie la résistance à la compression et à la traction de la glace « primitive ». Cette glace est stockée dans les comètes depuis 4,5 milliards d'années comme dans un congélateur cosmique, témoin de la période la plus ancienne du système solaire.

L'enquête a également permis d'estimer la porosité de la 'roche' touchée par Philae. Environ 75 pour cent, les trois quarts de l'intérieur, se compose de vides. Les « rochers » omniprésents dans les images sont ainsi plus comparables à des roches en polystyrène dans un paysage fantastique de studio de cinéma qu'à de vrais, dur, rochers massifs. A un autre endroit, un rocher de six mètres de large, capturé en plusieurs images, même déplacé vers le haut en raison de la pression du gaz de l'évaporation de la glace cométaire.

Ces observations confirment un résultat de la mission de l'orbiteur Rosetta, qui a donné une valeur numérique similaire pour la proportion de vides et a montré que l'intérieur de 67P/Churyumov-Gerasimenko devrait être homogène jusqu'à une taille de bloc d'un mètre. Cela conduit à la conclusion que les « rochers » à la surface de la comète représentent l'état général de son intérieur tel qu'il s'est formé il y a environ 4,5 milliards d'années. Le résultat n'est pas seulement scientifiquement pertinent pour la caractérisation des comètes, qui, avec les astéroïdes, sont les corps les plus primordiaux du système solaire, mais soutient également la planification de futures missions pour visiter les comètes et collecter des échantillons à renvoyer sur Terre. De telles missions sont actuellement à l'étude.

12 novembre 2014, le premier touché sur une comète

Philae s'est doucement séparé de sa sonde mère Rosetta dans l'après-midi (CET) du 12 novembre 2014 et est descendu au pas vers la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Comme les images de la caméra ROsetta Lander Imaging System (ROLIS) du DLR l'ont montré plus tard, l'atterrisseur, avec un volume d'environ un mètre cube, touché presque parfaitement le site d'atterrissage prévu d'Agilkia. Cependant, Philae n'a pas pu s'ancrer sur la comète 67P car les harpons d'ancrage prévus à cet effet ne se sont pas activés. Comme la comète n'a qu'environ un cent millième de la force gravitationnelle à sa surface par rapport à la gravité terrestre, Philae a rebondi sur la comète, s'élevait à une hauteur d'un kilomètre et flottait au-dessus de la région de Hatmehit sur le plus petit des deux demi-corps cométaires. Après plus de deux heures, Philae a de nouveau pris contact avec la comète 67P. Les données transmises à Rosetta pendant les deux heures ont montré que l'atterrisseur s'était immobilisé après son vol rebondissant turbulent, une violente collision avec un bord de falaise et deux autres contacts avec la surface. Un peu plus tard, Philae a également pu transmettre des images du site d'atterrissage, baptisé Abydos, à la Terre via Rosetta.

Ces images ont rapidement montré que l'atterrisseur n'était plus, comme cela avait été prévu, dans un endroit favorable avec un ensoleillement suffisant. Pour l'équipe de la salle de contrôle du DLR, le travail a vraiment commencé après l'atterrissage inattendu :ils ont opéré l'atterrisseur pendant près de 60 heures, commandant ses 10 instruments de bord et enfin le tournant légèrement vers le Soleil. Néanmoins, la puissance de la batterie principale s'est épuisée parce que trop peu d'énergie pouvait être produite. Les batteries n'ont pas pu être suffisamment chargées car le Soleil a brillé sur Philae pendant un peu moins d'une heure et demie par jour de comète de 12,4 heures. En réalité, l'équipe Rosetta de plusieurs centaines de personnes a passé 22 mois à se demander où se trouvait réellement Philae. Seul un gros plan acquis par le système de caméra OSIRIS, prise quelques semaines avant la fin de la mission le 2 septembre 2016, a montré que Philae était coincée debout dans une sorte de crevasse sous un surplomb qui protégeait du soleil. A la fin de la mission, le vaisseau spatial Rosetta a également été déposé sur 67P/Churyumov-Gerasimenko lors d'une dernière manœuvre le 30 septembre 2016.