En hibernation depuis sept mois, le module Philae recommence à communiquer avec Rosetta, et donc avec la Terre. Entre temps, les scientifiques n'ont pas chômé et les premiers résultats concrets sont tombés. Tour d'horizon de ce qui s'est passé et de ce qu'il faut encore attendre de cette mission spatiale imaginée il y a plus de 30 ans.

Le 12 novembre 2014 était un grand jour pour l'Agence spatiale européenne (ESA) : le module Philae, largué par l'orbiteur Rosetta, se posait sur la surface de la comète 67P/Tchourioumov-Guerassimenko qui se trouvait alors à environ 500 millions de kilomètres de la Terre. Selon les scientifiques, cette dernière aurait été formée il y a 4,5 milliards d'années et très loin de notre système solaire, ce qui la rend justement très intéressante à analyser.

Il s'agit d'une première mondiale, mais aussi d'un « succès médiatique pour l'Europe » pour l'astrophysicien Stéphane Le Mouélic qui travaille au laboratoire de Planétologie et Géodynamique (Université de Nantes, Université d'Angers, CNRS), et qui est aussi membre de l'équipe de la caméra CIVA sur l'atterrisseur Philae. La bonne nouvelle, c'est que cette aventure est loin d'être terminée, que ce soit du côté des retombées scientifiques ou des expériences à venir.

Un long voyage : 6,5 milliards de km, 7 mois en hibernation et c'est loin d'être fini !

Cette mission de 6,5 milliards de kilomètres est un travail de longue haleine puisqu'elle a été approuvée il y a plus de vingt ans, en 1993. Il fallait évidemment présenter un dossier scientifique des plus solides et les premiers travaux avaient débuté 10 ans plus tôt. Au final, il aura donc fallu attendre plus de 30 ans entre la naissance de l'idée de se poser sur une comète et l'aboutissement de la mission Rosetta. Coût estimé : 1,3 milliard d'euros (soit l'équivalent de quatre Airbus A380), dont 250 millions pour la France.

Après s'être posé, et avoir rebondi à plusieurs reprises, le module Philae a commencé ses travaux scientifiques et les premières images sont rapidement arrivées. Les instruments embarqués se sont ensuite relayés afin d'effectuer des mesures durant près de 60 heures, soit la durée de vie de la batterie.

Juste avant son hibernation, Philae avait tenté une manœuvre afin de changer un peu sa position relativement inconfortable. Comme le confirme ROLIS, une caméra orientée vers le sol, cela a fonctionné (voir les deux captures ci-dessous). À 1h46 du matin le 15 novembre 2014, Philae est entré en hibernation avec l'espoir de se réveiller plus tard lorsque la comète se rapprocherait du Soleil, permettant ainsi au module de refaire le plein d'énergie avec ses panneaux solaires.

En effet, que ce soit pour Rosetta ou Philae, notre étoile est indispensable au bon fonctionnement de cette mission. Les deux explorateurs de l'espace disposent de panneaux solaires afin de recharger leurs batteries.

Interrogé sur le choix de cette solution face à un générateur à radioisotope (qui fonctionne par exemple avec du Plutonium enrichi), Stéphane Le Mouélic expliquait récemment que « l'Europe ne fait pas ce genre de source d’énergie ». Il ajoute qu'« on n'a pas la technologie permettant de faire ça [...], on utilise les panneaux solaires qui sont plus limités ». Pour rappel, on retrouve des générateurs à radioisotope sur le rover Curiosity sur Mars, ainsi que sur la sonde New Horizons qui se rapproche de Pluton (nous aurons l'occasion d'y revenir plus en détail d'ici quelques semaines).

Une partie de cache-cache avec la Terre depuis sept mois

Depuis le mois de novembre, une partie de cache-cache entre la Terre et Philae se joue avec une grande question : mais où s'est donc exactement posé le module ? Au cours des derniers mois, Rosetta a fait plusieurs passages à proximité de la comète, dont un à moins de 6 km seulement.

Problème, même à cette distance, Philae ne représente qu'une poignée de pixels sur les photos, pas facile donc de le retrouver, à condition en plus de photographier la bonne zone. Mais, il y a quelques jours, le CNES publiait un billet de blog où il est expliqué que « les équipes du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, celles du SONC et plusieurs scientifiques impliqués dans les instruments CONSERT et ROMAP pensent avoir retrouvé l’atterrisseur ».

Prudente, l'ESA indique que « seules de nouvelles images à haute résolution de la zone avec un bon éclairage permettraient de trancher ». Problème, « les survols rapprochés du noyau sont à présent proscrits à cause de l’accroissement de son activité à l’approche du Soleil ». Il faudra donc probablement attendre l'automne pour en savoir plus, à condition que l'activité de la comète ne soit pas trop chargée lors de son passage à proximité du Soleil.

Stéphane Le Mouélic précise en effet que, lors de son passage à proximité de notre étoile, la comète « va perdre de la matière, entre quelques centimètres et vingt mètres ». De plus, les jets de matières seront de plus en plus importants, ce qui risque de malmener le petit module qui ne pèse que l'équivalent d'un gramme sur la surface de la comète 67P. Par chance, il semble être installé dans une zone relativement tranquille, du moins pour le moment.

Déjà des résultats scientifiques sur l'eau, les molécules et les forces magnétiques

Le temps que Philae se repose en attendant de faire le plein d'énergie, les scientifiques ont évidemment commencé à exploiter les données envoyées durant les deux jours et demi d'analyse. Et, même si cela prendra des années pour bien analyser en profondeur le tout, les premiers résultats sont d'ores et déjà tombés.

Au mois de février, Philippe Gaudon, chef de projet Rosetta au CNES, expliquait que « l'ensemble de la surface de la comète est très homogène et composé de macro-molécules organiques, c'est-à-dire composées de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, un peu moins d'azote, mais d'azote. C'est en fait les quatre atomes qui forment la vie ».

Sur le même sujet, l'astronaute Stéphane Le Mouélic détaille un peu plus les tenants et les aboutissants de cette analyse : « les comètes sont des résidus de la formation des planètes, c'est de la matière très primitive qui a très peu évolué avec le temps ». Elles permettent donc d'en apprendre plus sur la formation de l'Univers et tout ce qui le compose.

Il donne un exemple afin de mieux cerner les enjeux : « En chimie, plus vous chauffez, plus vous facilitez les réactions chimiques. Si vous laissez le temps faire son œuvre, est-ce que la chimie peut quand même évoluer suffisamment pour créer des molécules très complexes ou pas ? ». Si la Terre est grandement aidée par le Soleil pour ses réactions chimiques, ce n'est pas le cas de la comète 67P. Malgré tout, « on trouve déjà des chaines à plusieurs atomes de carbones. [...] On trouve une chimie qui est déjà très avancée » indique l'astrophysicien.

Dans un autre registre, Philippe Gaudon ajoute que « Rosetta a découvert que l'eau de la comète est différente de l'eau sur Terre. L'hydrogène qui la compose n'est pas pareil. Cette découverte suggère un lien entre l'eau sur Terre et sur les astéroïdes plutôt qu'avec les comètes ». Et il indique enfin que les Rosetta et Philae « ont trouvé que la comète n'était pas magnétisée, suggérant que les forces magnétiques n'ont vraisemblablement joué aucun rôle dans l'agrégation de blocs lors de la formation des planètes ». Pour le planétologie, tout cela a des « implications sur la formation du système solaire » tel que l'imaginaient certains. 

Philae a rechargé ses batteries et recommence à parler

Mais l'aventure spatiale de Philae vient de reprendre puisque le module s'est réveillé le 13 juin à 22h28 précisément. Depuis hier, il a même recommencé à tweeter. Dans un communiqué de presse, l'ESA indique que « Philae se porte très bien : Il a une température de fonctionnement de - 35 °C et dispose de 24 Watts disponibles ». Selon certains scientifiques en charge du projet, il est prévu pour être opérationnel dans une plage de températures comprise entre - 50 et + 50 °C, avec 5 à 17 watts, autant dire que les voyants sont au vert pour le moment. Pour l'Agence spatiale, « l'atterrisseur est prêt pour les opérations ».

Il ne faut pour autant pas crier victoire trop vite : la première communication entre Philae et Rosetta, l'orbiteur qui suit la trajectoire de la comète, n'a duré que 75 secondes. Le module était par contre déjà éveillé depuis quelque temps (sans plus de précision) ajoute l'ESA, mais il n'avait pas été en mesure de prendre contact avec Rosetta. De son côté, l'orbiteur n'est pas toujours en position pour envoyer des données vers la Terre, ce qui explique au moins en partie qu'il ne se passe plus grand-chose depuis.

#Philae s'est réveillé ! Premier signal depuis novembre, reçu dans la nuit de samedi à dimanche pic.twitter.com/Us0zxuW4Y5

— CNES (@CNES) June 15, 2015

Les scientifiques attendent désormais la suite des événements : « Il y a encore plus de 8 000 paquets de données dans la mémoire de Philae [NDLR : seulement 300 reçus lors de la dernière communication] qui donneront à l'équipe des informations sur ce qui est arrivé à l'atterrisseur durant ses derniers jours sur la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko ».

Et maintenant ? 

Vous l'aurez compris, Philae a besoin du Soleil pour se réchauffer et recharger ses batteries afin de continuer ses opérations en activant ses instruments de mesure (et ses transmissions de données). Sur ce point, les choses devraient aller en s'améliorant dans les semaines qui arrivent puisque la comète se rapproche de plus en plus du Soleil. Elle sera à son périhélie, c'est-à-dire au plus proche de notre étoile, le 13 août 2015. Pour Jean-Yves le Gall, président du CNES, « Philae peut encore fonctionner pendant quelques mois si tout va bien ».

Mais avec la date du 13 août qui se rapproche, la situation deviendra aussi plus complexe pour le petit module puisque la température pourrait grimper en flèche et endommager ses circuits électroniques. Par contre, sa position à l'ombre de la falaise pourrait l'aider à ne pas « griller » trop vite, mais rien n'est garanti de ce côté-là. Stéphane Le Mouélic rappelle qu'il était prévu que Philae s'éteigne définitivement en mars, justement à cause de la chaleur trop importante. Mais son nouveau lieu de résidence a complètement changé la donne.

Par la suite, la comète 67P repartira faire son « petit » tour dans le système solaire (jusqu'à 850 millions de kilomètres du Soleil) avant de revenir dans six ans et demi. Rien ne dit que Rosetta sera encore en mesure de la suivre et de continuer à émettre à ce moment-là. Non seulement l'orbiteur devra affronter des températures extrêmement basses, mais l'astrophysicien pense même qu'il ne sera « pas possible de le réactiver si jamais il revient ».

De nombreux challenges attendent encore Philae et les scientifiques

Maintenant que Philae est de retour, la mission tentera d'en « savoir un maximum sur la composition du sol » ainsi que sur l'analyse des isotopes, comme ce fut le cas pour l'eau qui s'avère finalement être différente de celle de la Terre. Une importante question reste aussi en suspens : est-ce qu'on peut trouver des acides aminés sur la comète ? Sur son site, le CNES explique qu'il s'agit des « molécules incontournables dès qu’il s’agit de comprendre l’apparition de la vie puisqu’elles sont les briques élémentaires de toutes les protéines dont on a dû mal à imaginer qu’un organisme vivant puisse se passer ». 

Il y a un peu plus d'un mois, Stéphane Le Mouélic indiquait qu'il y a encore « beaucoup d'articles scientifiques qui sont en cours de publication » et qui arriveront dans les semaines et les mois qui viennent une fois qu'ils seront validés. Il n'en précise par contre le contenu.

Si cette aventure scientifique vous intéresse, l'Espace des sciences de Rennes a mis en ligne une vidéo d'une conférence Les mardis de l'espace sur ce sujet. De près d'une centaine de minutes, elle retrace toute l'histoire de la mission Rosetta, mais s'arrête quelques semaines avant le réveil de Philae (elle date du 28 avril 2015) :