Mai 2014. La comète Churymov-Gerasimenko flotte quelque part entre Mars et Jupiter. Elle est de couleur sombre et mesure environ cinq kilomètres sur trois. Comme elle se trouve à quelques 600 millions de kilomètres du soleil, ce n'est qu'un corps froid, à peu près inerte. Elle est dépourvue de cette formidable queue fluorescente faite de gaz et de poussières qui ne se forme que lorsque son orbite elliptique la rapproche de la chaleur de notre étoile. Mais voici qu'un drôle d'engin s'approche d'elle : un parallélépipède d'environ deux mètres de côté muni de larges panneaux solaires qui forment deux longues ailes de quatorze mètres. C'est la sonde Rosetta qui vient la rejoindre et faire avec elle un bout de chemin. Quelques mois après cette rencontre, un petit robot d'une centaine de kilos s'éjectera de l'engin pour aller atterrir sur le noyau cométaire. Une première dans l'histoire de l'exploration spatiale.

Rosetta, qui devrait être lancée entre le 26 février et le 17 mars 2004 par une fusée Ariane 5, est l'une des missions les plus ambitieuses de l'Esa, l'Agence spatiale européenne. Son enjeu scientifique est conséquent. Car l'étude des comètes nous renseigne sur les origines du  système solaire. Ces astres, qui se sont formés en même temps que les planètes, n'ont probablement jamais évolué. Ils peuvent donc témoigner de l'état de l'environnement de la Terre d'il y a quelques 4,5 milliards d'années. On comprend mieux alors le nom donné à la mission, allusion à la pierre de Rosette qui contribua au déchiffrage des hiéroglyphes égyptiens.
Le petit robot – l'atterrisseur – de Rosetta qui se posera sur le noyau de la comète est un des éléments capitaux de la mission. Parmi ses objectifs, l'analyse de la composition chimique de la surface cométaire et l'identification des molécules organiques présentes. On sait en effet que les comètes sont riches en composés carbonés : CO2, acétylène, méthanol... notamment. Ont-elles participé à l'émergence de la vie sur Terre en y disséminant ces éléments ? C'est l'une des hypothèses que la sonde Rosetta pourrait vérifier.

La sonde et le petit atterrisseur portent un total de vingt-deux instruments scientifiques – un record pour un engin spatial – conçus et réalisés par un groupement de laboratoires et d'instituts européens et américains où les Français occupent une place importante¹.  Caméras infrarouges, spectromètres pour toutes les longueurs d'onde, détecteurs sismiques, microscopes… Aucun angle d'étude n'a été négligé ! L'IAS, Institut d'astrophysique spatiale basé à Orsay² a participé à la réalisation de trois instruments :
1 – Civa, un appareil d'imagerie panoramique et de microscopie infrarouge placé à bord de l'atterrisseur pourra révéler la composition, la texture et l'albédo³ des échantillons recueillis sur le noyau.
2 – Cosima (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer), un spectromètre de masse qui restera sur le module en orbite, analysera des matériaux éjectés du noyau : des grains minéraux (silicates, carbonates…) ou organiques. La résolution de Cosima devrait permettre d'identifier leur composition (élémentaire, isotopique, moléculaire et minéralogique).
3 – Virtis (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer), lui aussi placé sur l'orbiteur, cartographiera le noyau et identifiera les constituants de la surface (glaces, minéraux, molécules organiques) et les molécules présentes dans l'atmosphère cométaire, le coma. Il suivra avec attention l'activité de la comète tout au long de la mission et permettra aussi de définir le meilleur endroit où poser l'atterrisseur.

L'épopée de Rosetta a été semée d'embûches. Elle aurait dû décoller en janvier 2003 et aller à la rencontre de la comète Wirtanen. Malheureusement, son lancement fut reporté en raison de l'échec d'une Ariane 5 un mois plus tôt. Du coup, les scientifiques ont dû définir une nouvelle cible (Churymov-Gerasimenko) et mettre au point un nouveau plan de vol. Aucune fusée n'est assez puissante pour propulser Rosetta jusqu'à sa cible. Pour y arriver, la sonde devra subir un complexe jeu d'assistances gravitationnelles entre la Terre et Mars (schéma p. 9) qui s'étalera sur plus de dix ans. Une belle odyssée où l'engin automatique passera par des phases d'hibernation et d'activité. Pendant les longs trajets dans le vide interplanétaire, la plupart de ses instruments seront mis hors tension afin d'économiser de l'énergie. Cependant, la sonde croisera sur son chemin plusieurs astéroïdes que les scientifiques veulent mieux connaître. Elle se réveillera lors de ces rendez-vous et ses instruments entreront en service avant de s'assoupir à nouveau. Les responsables du vol se réuniront après le lancement afin de décider des cibles secondaires : entre un et trois petits corps qui, eux aussi, sont une mémoire pétrifiée de la formation du système solaire.  Rosetta restera en orbite autour de Churymov-Gerasimenko pendant environ dix-huit mois, jusqu'à ce que celle-ci atteigne son périhélie, qui est son point le plus proche du Soleil, à 194 millions de km de celui-ci. Ainsi, les scientifiques verront la comète entrer en activité.
Elle commencera, à l'approche de l'étoile solaire, à perdre des gaz, de la vapeur et des poussières. On estime que quelques centaines de kilos de matière s'échappent du noyau à chaque seconde durant la phase d'activité. Rosetta enregistrera chacune de ces petites éruptions ! Mai 2014, enfin : nous assisterons en direct à la naissance d'une queue de comète. D'ici là, nous risquons certainement de trouver le temps long !

Sebastián Escalón