Pour la première fois, on va se poser sur une comète

"Churry" Sept minutes de «terreur». C’est, à l’été 2012, ce qu’avaient dû attendre les ingénieurs de la NASA pour savoir si leur robot Curiosity s’était posé sans encombre sur Mars. Ce 12 novembre, ce sont sept heures durant lesquelles leurs homologues de l’Agence spatiale européenne (ESA) devront croiser les doigts pour savoir si l’une des plus fantastiques missions d’exploration spatiale, imaginée il y a plus de deux décennies déjà, est un succès: larguer un petit laboratoire, nommé Philae, à partir d’une sonde appelée Rosetta, et l’installer sur le noyau d’une comète située à 510 millions de km de la Terre afin d’étudier cette dernière in situ et de percer les mystères de la formation du Système solaire, voire de l’apparition de la vie sur Terre! «C’est sûr, on a besoin de chance», admet Andrea Accomazzo, responsable de la trajectoire de vol de Rosetta. Mais tous les scientifiques s’accordent à dire que si Philae touche son but – et y reste – ils bénéficieront des meilleures chances jamais permises d’«ouvrir» ces «capsules temporelles» que sont les comètes. Milliards de comètes Celles-ci sont des milliards à arpenter le ciel. Ces boules de neige et de glace sale sont issues de deux «réservoirs»: le «nuage d’Oort», localisé 100000 fois plus loin du Soleil que ne l’est la Terre, ou la «ceinture de Kuiper», située derrière l’orbite de Neptune. Surtout, les comètes sont les grumeaux de la «soupe céleste originelle» dans laquelle se sont formées les planètes et le Soleil, il y a 4,6 milliards d’années; elles en contiennent les mêmes ingrédients de base. Dont des molécules organiques, tels les acides aminés (constitutifs des protéines), qui forment les briques de la vie telle qu’on la connaît. «Nombre d’entre nous sont convaincus que la vie sur Terre n’a été possible que parce que des comètes y ont apporté de l’eau et des éléments organiques», dit Jean-Pierre Bibring, professeur d’astrophysique à l’Université Paris-Sud et responsable scientifique de Philae. Un bombardement de ces corps célestes qui aurait eu lieu il y a plus de 4 milliards d’années. Pour étayer cette hypothèse, plusieurs missions ont déjà été envoyées vers diverses comètes (lire ci-contre). Pour la sienne, l’ESA a choisi cette fois 67P/Churyumov-Gerasimenko, ou «Chury». Cette comète de 4 km de diamètre pèse 10 milliards de tonnes, et avait en août une «coma» (ou queue) de 19000 km déjà; elle vogue à une vitesse de 135000 km/h sur son orbite elliptique autour du Soleil, dont elle fait le tour en 2350 jours. Et pour tenter de mieux la connaître, l’ESA s’est dit que la manière la plus «simple» était d’aller voir directement sur place. Une cible et moult défis Lancée le 2 mars 2004, la sonde Rosetta s’est ainsi mise en orbite autour de Chury le 6 août, après plus de 6,5 milliards de km d’un parcours sinueux à travers le Système solaire, effectué au gré des coups de «catapulte gravitationnelle» lorsqu’elle est passée à trois reprises aux abords de la Terre ou de Mars. Une étape qui a déjà constitué un immense succès en soi. Mais déposer sur l’astre chevelu un laboratoire portable gros comme une machine à laver, lourd de 98 kg et bardé de dix instruments, est encore une autre affaire, pour plusieurs raisons. «La première, résume Andrea Accomazzo, est que la sonde doit pointer vers le bon endroit, au bon moment, avec la bonne vitesse, et la bonne altitude», après des passages sur des orbites complexes autour de Chury, tout ceci en tenant compte du fait que la comète, qui possède une forme de canard, tourne sur ­elle-même deux fois par jour. «On peut dire que Chury ne nous aide pas», confiait récemment Francis Rocard, responsable de l’exploration du Système solaire au CNES, l’agence spatiale française. De plus, l’environnement proche de la comète est loin d’être similaire au vide intersidéral: chauffée en permanence par le Soleil, elle émet un flux de gaz et de particules qui, comme le vent dans les voiles, vient notamment buter contre les immenses panneaux solaires de la sonde (64 m2). «A moins qu’il y ait des geysers vraiment imprévus, ce dégazage est aujourd’hui stable et connu», rassure Jean-Pierre Bibring. Ecueil suivant dans la liste: la comète exerce une force de gravité minime (mille fois plus faible que celle de la Terre), si bien qu’il faudra deux harpons à Philae, ainsi que des vis sous ses trois pieds mécaniques, pour s’agripper à sa surface lors de son arrivée. «Nous en avons appris tellement sur ce point durant ces derniers temps que l’incertitude sur les effets possibles a beaucoup diminué», dit Andrea Accomazzo. Il n’en reste pas moins que le risque que Philae rebondisse sur sa cible et reparte vers l’espace infini n’est pas nul. Ceci d’autant que ladite surface ressemble à tout sauf à un plan lisse. «On a découvert cet été que la surface présente des trous, des falaises, des blocs», dit Francis Rocard. «Les relevés de températures semblent indiquer que le noyau a une surface poreuse, avec moins de glace et plus de poussière que prévu», ajoute Fabrizio Capaccioni, responsable de Virtis, le spectromètre de cartographie embarqué sur Philae. Au final, la nature et le relief de l’endroit où devra se poser le robot conditionneront grandement la réussite de cette phase, et donc de la mission tout entière.

Un site périlleux «Aucun des dix sites présélectionnés ne satisfaisait à 100% à chacun de nos critères», expliquait en septembre Stephan Ulamec, responsable de Philae à l’Agence spatiale allemande DLR. Celui qui semble le meilleur forme une ellipse de 900 m de long sur 600 de large, avec 18% de la zone pourtant jugés impropres à l’atterrissage. Il a été nommé Agilkia à la suite d’un concours public, en référence à l’histoire égyptienne, comme pour Rosetta et Philae. Pour imager la complexité de la manœuvre, celle-ci reviendrait à larguer, depuis un avion de ligne volant à deux fois son altitude de croisière (soit 22,5 km) mais à une vitesse largement supersonique, un frigo sur une aire équivalente à celle de la rade de Genève. Vu le délai de communication de 28 minutes entre la Terre et Rosetta, la sonde a été dotée d’«intelligence» dans ses ordinateurs, pour faire en totale autonomie les derniers réglages en fonction des commandes envoyées dimanche par la DLR. Car une fois Philae largué – le 12 novembre vers 9h35 –, il n’y aura plus aucun moyen de modifier sa trajectoire. Le «colis» de Rosetta devrait se poser à 16h30, à la vitesse de 1 m/s, et le signal de confirmation de son état parvenir vers 17h au Centre européen d’opérations spatiales (ESOC), à Darmstadt (Allemagne). Durant la descente, l’engin prendra des prises de vue grâce à l’instrument CIVA de Jean-Pierre Bibring, une batterie de sept caméras co-développées par l’équipe de Jean-Luc Josset, jadis au Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM) à Neuchâtel, et aujourd’hui directeur du Space Exploration Institute dans la même ville. Simultanément, la sonde Rosetta aura été «poussée» dans le sillage de Philae pour observer aussi longtemps que possible la manœuvre, avant de dévier de cette trajectoire sinon fatale. Dans l’histoire de l’exploration spatiale, «cet événement constitue une première, celle de l’atterrissage d’un engin largué sur un corps céleste sur un site déterminé sur place par la mission qui procède au largage, et non à l’avance», souligne Fred Jansen, directeur de cette mission à 1,4 milliard d’euros qui a impliqué plus de 300 scientifiques. Laboratoire de mesures Mais l’arrivée de Philae sur Chury ne sera qu’une étape. «L’autre défi commencera une heure plus tard, dit Jean-Pierre Bibring: réaliser les travaux de recherche prévus, mais dans des conditions extrêmes.» Le laboratoire robotisé et son hôte de glace se trouveront le 12 novembre à 448 millions de km du Soleil. Autant dire que la température sera très basse (–150 °C). «Or l’électronique de nos instruments fonctionne au mieux à – 50 °C; il faudra les réchauffer de 100 °C avec l’énergie contenue dans les batteries.» Si tout se passe bien, diverses mesures seront effectuées: étude de l’environnement magnétique, forage à 23 cm sous la surface et analyse de la composition chimique des échantillons, étude de la structure interne de la comète à l’aide de la réverbération d’ondes radio émises à travers la surface, imagerie du panorama avec les caméras embarquées, etc. «Nous disposons pour cette première phase au mieux de 64 heures d’autonomie», précise Fred Jansen. Pour la seconde phase, Philae pourra compter sur ses petits panneaux solaires. Pour autant que ceux-ci ne soient pas couverts de trop de poussière et surtout que son point de chute se trouve correctement exposé au soleil et non dans l’ombre projetée par un élément de surface. «On pourra alors accumuler de l’énergie pour travailler environ trois heures tous les deux jours», dit Jean-Pierre Bibring. Et ceci en principe jusqu’en mars 2015. Après, paradoxalement, la comète se rapprochant trop du Soleil, la température à l’intérieur de l’atterrisseur sera trop haute pour permettre à ses instruments de bien fonctionner.

Vivre avec une comète La mission Rosetta ne s’arrêtera pas pour autant. Car la sonde, équipée de ses onze instruments, aura alors regagné une position idéale pour scruter la comète et passera avec elle à son périhélie, le point de son orbite se trouvant le plus proche du Soleil, à 185 millions de km. L’occasion d’assister au dégazage croissant de l’astre qui gagnera ainsi une chevelure de plus en plus imposante. «Nous allons voir des morceaux de Chury se fendiller et de la glace vive s’échapper en panache face au Soleil. Du moins selon nos modèles», explique à SciencesetAvenir François Colas, astronome à l’institut de mécanique céleste à Paris. «Nous allons – autre première – voir en continu, durant un an, comment évolue une comète, comment elle interagit avec le vent solaire», piaffe Matt Taylor, responsable scientifique de la mission Rosetta à l’ESA. «Molécules mères» Au Center for Space Habitability de l’Université de Berne, on se réjouit aussi des mois à venir. C’est là qu’a été conçu, avec l’aide de diverses entreprises et institutions suisses (APCO, Empa, RUAGSpace, Montena, Ecole d’ingénieurs de Fribourg, etc.) le spectromètre Rosina embarqué à bord de la sonde, qui peut déterminer la composition chimique des éléments de cette coma. En guise de hors-d’œuvre scientifique, l’équipe de Kathrin Alt­wegg a déjà reniflé son «odeur»: un mélange d’œufs pourris, de relents d’écurie et de vapeurs d’alcool. «Que Chury, qui est encore loin, émette déjà maintenant ces molécules nous a surpris», glisse-t-elle. Comme elle, le physicien de 77 ans Hans Balsiger, concepteur de l’instrument bernois, espère bien davantage, autant des prélèvements de Philae sur Chury que des mesures faites à distance par Rosetta: «Montrer que cette comète véhicule une eau compatible avec celle que nous buvons serait un élément très fort en faveur de la théorie du bombardement terrestre par les comètes, les autres vecteurs de vie pouvant être les astéroïdes, confiait-il au Temps en février. Mais ce que nous attendons surtout, c’est détecter des molécules organiques complexes, les «molécules mères», composant les acides aminés, qui sont les briques de base à l’origine de la vie.» Cette eau originelle, Kathrin Alt­wegg dit en avoir pris le goût avec Rosina, mais s’excuse de ne pouvoir en dire plus: «Nous avons soumis ces résultats à la revue Science, nous ne pouvons communiquer avant leur publication. Europe courageuse Pour la physicienne, Rosetta a déjà été «au-delà de ses attentes et en termes d’avancées scientifiques. Si Philae se pose correctement, «ce serait la cerise sur le gâteau». Et de louer encore une fois cette folle entreprise européenne: «Lors de la mission Giotto en 1985, la NASA, qui devait être partenaire, s’est retirée au dernier moment. Et sur Rosetta aussi, les premiers plans contenaient deux atterrisseurs, dont l’un cogéré par l’agence spatiale américaine. Mais à nouveau, elle a abandonné le projet, estimant peut-être les risques trop grands. L’Europe, elle, a eu le courage de se lancer dans une mission si périlleuse.»

Elon Musk, fondateur de SpaceX, et Jeff Bezos, créateur d'Amazon et de Blue Origin, deux milliardaires d'internet rivaux mais fans d'espace viennent de sceller chacun d'importants contrats qui vont bouleverser le paysage spatial et le faire dépendre davantage du secteur privé. Jusqu'à la fin des navettes en 2011, l'agence spatiale américaine était le seul maître du jeu aux Etats-Unis dans le transport spatial pour accéder à l'orbite terrestre basse. Or la Nasa vient de sélectionner cette semaine SpaceX et Boeing pour construire les deux premiers vaisseaux privés de transport de personnes à la Station spatiale internationale (ISS) à partir de 2017 avec un contrat total de 6,8 milliards de dollars. Quant au marché juteux des lancements de satellites militaires et de sécurité nationale, il revient jusqu'à présent exclusivement à United Launch Alliance (ULA), société conjointe entre Boeing et Lokcheed Martin, un quasi-monopole que SpaceX entend briser, affirmant pouvoir offrir des prix nettement inférieurs. Or mercredi Blue Origin et ULA ont dévoilé un partenariat pour développer un nouveau moteur de fusée basé sur les technologies de Blue Origin censées réduire nettement les coûts de lancement. Il doit aussi mettre fin à la dépendance du moteur russe RD-180 qui équipe la fusée Atlas V, un des deux lanceurs de UAL qu'utilisera Boeing pour lancer son futur vaisseau spatial habité. Depuis le dernier vol de la navette, les Etats-Unis dépendent exclusivement des Soyouz russes à 70 millions de dollars le siège pour transporter leurs astronautes à l'ISS, une situation délicate vu la très forte détérioration des relations américano-russes en raison de la crise en Ukraine. SpaceX et Orbital Sciences ont ainsi obtenu dès 2011 des contrats de respectivement 1,6 et 1,9 milliard pour des missions de livraison à l'ISS. Ces premiers contrats ont sonné l'avènement de vols privés orbitaux et dopé les ambitions de sociétés cherchant à développer le tourisme spatial, comme Virgin Galactic du milliardaire britannique Richard Branson ou l'américain Begalow. Virgin va offrir des vols suborbitaux à la frontière de l'espace et Begalow des séjours dans des hôtels orbitaux formés de modules gonflables pour lesquels il aura besoin des vaisseaux de SpaceX ou de Boeing. Avec la commande de la Nasa à SpaceX et Boeing et l'investissement de Blue Origin dans un nouveau moteur de fusée et probablement un nouveau lanceur, l'espace relève de plus en plus du secteur privé, notent des analystes. "Nous avons vécu une semaine remarquable dans l'histoire spatiale avec l'émergence de deux fournisseurs de vaisseaux commerciaux de transport spatial, Boeing et SpaceX, et la création d'un partenariat privé bien financé (ULA/Blue Horizon) pour développer la prochaine génération de lanceurs", relève John Logsdon, ancien directeur du Space Policy Institute à Washington. Pour lui, l'accord entre Jeff Bezos et ULA "est très sérieux car Bezos qui dispose de beaucoup de moyens --il pèse plus de 30 milliards de dollars-- parie sur le marché des vols spatiaux pour gagner de l'argent". Selon John Logsdon, il ne s'agit pas seulement de remplacer le moteur russe RD-180 mais aussi de développer un nouveau lanceur qui succédera aux deux lanceurs américains actuels. "C'est très significatif de voir quelqu'un comme Jeff Bezos qui a eu un tel succès en affaires croire en la rentabilité de ce marché", a-t-il ajouté. Bien que Elon Musk et Jeff Bezos soient des rivaux, "ils partagent une grande passion de l'espace, un bon sens des affaires et des ressources financières importantes et tout cela bouleverse le secteur spatial", résume cet expert. "La privatisation de l'espace s'accroît avec une concurrence accrue, ce qui fait baisser les prix et permettra aux Etats-Unis d'être compétitifs sur le marché du lancement de satellites face aux lanceurs européen Ariane et russe Proton", affirme à l'AFP Michael Lopez Alegria, président de la Commercial Spaceflight Federation, groupement professionnel de promotion des vols spatiaux commerciaux.