Comet Interceptor, future mission de l'ESA

[jackbauer 2 13 729]

Concept de mission très intéressant puisqu'il s'agit d'essayer d'intercepter un objet non détecté au moment du lancement, comme par exemple Oumuamua.

 

Traduction automatique du communiqué de l'ESA :

 

https://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/ESA_s_new_mission_to_intercept_a_comet

 

«Comet Interceptor» a été sélectionnée comme nouvelle "mission de classe rapide" de l’ESA dans le cadre de son programme Cosmic Vision. Composé de trois vaisseaux spatiaux, il sera le premier à visiter une comète primitive ou un  objet interstellaire venant tout juste de commencer son voyage dans le système solaire interne.
La mission rejoindra une comète non encore découverte, survolant la cible choisie à l’approche de son orbite terrestre. Ses trois engins spatiaux effectueront des observations simultanées à partir de plusieurs points autour de la comète, créant ainsi le profil 3D d’un objet «dynamiquement nouveau» contenant du matériel primitif ayant survécu à l’aube du Système solaire.
«Les comètes primitives ou nouvelles dynamiquement sont totalement inexplorées et constituent des cibles incontournables pour l’exploration d’engins spatiaux à courte portée afin de mieux comprendre la diversité et l’évolution des comètes», déclare Günther Hasinger, directeur scientifique de l’ESA.
"Les énormes réalisations scientifiques de Giotto et de Rosetta - nos missions héritées des comètes - sont sans égal, mais il est maintenant temps de tirer parti de leurs succès et de visiter une comète primitive ou d'être prêts pour le prochain objet interstellaire de type" Oumuamua "."

Qu'est-ce qu'une "mission rapide" ?
Comet Interceptor est une mission "rapide" ou de classe F. Le «rapide» fait référence au temps de mise en œuvre, avec une durée totale de développement allant de la sélection à la préparation au lancement d’environ huit ans. Les missions de classe F, dont la masse au lancement est inférieure à 1 000 kg, partageront le trajet dans l’espace avec une mission de classe moyenne, tirant parti de l’espace supplémentaire dans le lanceur et du point L2 de Lagrange Sun-Earth, qui se trouve à 1,5 million de kilomètres derrière la Terre vue du Soleil.
 
L2
Comet Interceptor devrait être lancé en 2028 en tant que co-passager avec le satellite dédié aux exoplanètes ARIEL. Les deux missions seront envoyées au point L2 et à partir de là, Comet Interceptor se dirigera vers la cible choisie à l'aide de son propre système de propulsion.
Le processus de sélection a également été rapide. À la suite d'un appel  lancé en juillet 2018, la communauté des sciences spatiales a soumis 23 sujets, et six équipes ont ensuite été invitées à présenter des propositions plus détaillées. Parmi eux, Comet Interceptor a été choisi par le Comité du programme scientifique d’aujourd’hui pour passer à une phase de définition plus détaillée.
"Nous remercions la communauté des sciences spatiales pour leurs excellentes propositions, qui couvraient un large éventail de sujets novateurs qui pourraient être explorés dans le respect des directives de la classe F", a déclaré le Directeur Hasinger.
 "Ce type de mission innovante jouera un rôle important en complétant le programme scientifique de l'ESA dans la planification des prochaines décennies d'exploration scientifique de notre univers.
"Nous sommes également heureux de maintenir la philosophie de la mission" rapide "en sélectionnant Comet Interceptor dans un délai d'un an à compter du lancement du premier appel à propositions.

Quoi de neuf avec Comet Interceptor?
Comet Interceptor comprend trois engins spatiaux. Le vaisseau spatial composite attendra à L2 une cible appropriée, puis voyagera ensemble avant que les trois modules ne se séparent quelques semaines avant l’interception de la comète. Chaque module sera équipé d’une charge scientifique complémentaire, offrant différentes perspectives du noyau de la comète et de son environnement de gaz, de poussières et de plasma. De telles mesures «multipoints» amélioreront considérablement les informations 3D nécessaires pour comprendre la nature dynamique d’une comète vierge alors qu’elle interagit avec l’environnement de vent solaire en constante évolution.
La suite d'instruments de la mission s'appuiera sur le patrimoine d'autres missions, notamment une caméra basée sur celle qui vole actuellement sur l'ExoMars Trace Gas Orbiter, des instruments à poussière, des champs et à plasma, ainsi qu'un spectromètre de masse, comme ceux utilisés par Rosetta
Les précédentes missions cométaires, notamment les vaisseaux spatiaux pionniers de l’ESA, Giotto et Rosetta, ont rencontré des comètes à courte période. Ce sont des comètes avec des périodes orbitales de moins de 200 ans qui ont approché le Soleil de nombreuses fois le long de leur orbite dans une période relativement récente et qui ont subi des changements importants: la comète de Rosetta, 67P / Churyumov-Gerasimenko, tourne autour du Soleil tous les 6 ans et demi. La comète 1P / Halley, visitée par Giotto et d'autres engins spatiaux en 1986, revient dans notre ciel tous les 76 ans.
Comet Interceptor est différent car il vise une comète visitant le système solaire interne pour la première fois - peut-être du vaste nuage de Oort censé entourer les confins du royaume du Soleil. En tant que telle, la comète contiendra du matériel qui n'a pas subi beaucoup de transformation depuis la naissance du système solaire. La mission offrira donc un nouvel aperçu de l'évolution des comètes lors de leur migration vers l'intérieur, à partir de la périphérie du système solaire.
Bien que beaucoup plus rare, un autre exemple de cible potentielle est l'intrus provenant d'un autre système stellaire, comme le célèbre 'Oumuamua qui a survolé notre Soleil sur une orbite fortement inclinée en 2017. L'étude d'un objet interstellaire offrirait la possibilité d'explorer comment des corps semblables se forment et évoluent dans d'autres systèmes stellaires.
Dans le passé, de «nouvelles» comètes n’ont été découvertes que quelques mois, voire plusieurs années, avant de passer par leur approche la plus proche du Soleil, délai trop court pour planifier, construire et lancer une mission spatiale et pour pouvoir la rejoindre. objet spécifique avant qu’il ne s’éloigne à nouveau du Soleil.
Les avancées récentes en matière d’études au sol permettent de scruter le ciel plus en profondeur et d’avertir plus tôt. Pan-STARRS est actuellement la machine de découverte de comètes la plus répandue, avec plus de la moitié des nouvelles comètes par an non répertoriées. Le LSST, actuellement en construction au Chili, augmentera considérablement le catalogue de nouvelles comètes.
Dans tous les cas, la destination de Comet Interceptor n’a pas besoin d’être connue pendant la préparation de la mission ; l’engin spatial peut être prêt et attend dans l’espace pour une rencontre adéquate avec une comète, et devrait terminer sa mission dans les cinq ans suivant son lancement.

 

 

[Huitzilopochtli 6 587]

Premier pas timide vers une réalisation lointaine.

Il va nous falloir encore beaucoup de patience  mais l'objectif final pourrait vraiment en valoir la peine :

 

https://sci.esa.int/web/future-missions-department/-/esa-starts-definition-phase-for-comet-interceptor
 

 

[jackbauer 2 13 729]

Un gros document qui présente la mission et la sonde. On a le temps d'en reparler, le lancement c'est 2028/2029...

La sonde ira se positionner au point L2 et pourra attendre jusqu'à 5 ans qu'une proie passe à sa portée...

 

https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-023-01035-0

 

 

 

 

 

 

Modifié 24 janvier par jackbauer 2

[Huitzilopochtli 6 587]

Bonsoir,

Les cinq principales questions auxquelles Comet Interceptor aidera à répondre

Comet Interceptor ciblera pour la première fois une comète intacte entrant dans le système solaire interne. De tels objets sont difficiles à approcher car nous ne pouvons les détecter que lorsqu'ils approche près du Soleil, ce qui nous laisse peu de temps pour planifier et lancer une mission. C'est pourquoi Comet Interceptor sera stationné dans l'espace, s'activant pour intercepter une comète le moment venu.

Alors, quels mystères Comet Interceptor résoudra-t-il ?

1. À quoi ressemble de près une comète ou un objet interstellaire immaculé ?

Observer un objet à distance signifie que nous ne pouvons obtenir que des informations approximatives sur sa forme et sa structure. C'est encore pire pour les comètes, car leur surface est enveloppée par un nuage de gaz appelé coma. Les gaz proviennent des glaces qui se vaporisent lorsque la comète se rapproche du Soleil. Le même processus crée les queues spectaculaires qui donnent aux comètes leur apparence distinctive.

Comet Interceptor est la première mission visant à examiner de près une nouvelle comète vierge, qui n’est jamais ou rarement entrée dans le système solaire interne auparavant. Il pourrait s'agir d'une comète dite à longue période venant des confins du système solaire, ou peut-être même d'un objet interstellaire venant de l'extérieur.

Les mesures effectuées par Comet Interceptor nous en apprendront sur les cratères et les dépressions de la comète cible, à quel point sa surface est poussiéreuse ou rocheuse, quels sont ses composés  et plus encore.

 

2. En quoi les comètes vierges sont-elles différentes des comètes que nous connaissons ?

Les précédentes missions scientifiques sur les comètes ciblaient les comètes à courte période qui orbitent autour du Soleil en moins de 200 ans. Cependant, le fait de survoler le Soleil à plusieurs reprises ne laisse pas une comète indemne. Le rayonnement du Soleil fait chauffer la comète et la rend active, crachant des gaz et de la poussière et effaçant son apparence et sa composition d'origine.

En étudiant un type de comète dont la surface est demeurée intact, Comet Interceptor nous apprendra comment les comètes sont affectées par leur historique. Surtout, en comparant les nouvelles données aux mesures de comètes à courte période, nous pourrons voir ce qui est différent. Ces différences sont importantes, car nous basons une grande partie de notre compréhension du système solaire sur les comètes à courte période que nous avons étudiées dans le passé.

 

3. À quoi ressemblait le début du système solaire ?

On pense que les comètes sont les restes de glace (et de poussières) laissés par la formation des planètes extérieures il y a des milliards d’années. Ainsi, la structure et la composition des comètes nous renseignent sur ce qu’était le système solaire au moment de la formation des planètes.

L'étude approfondie de Rosetta sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko a montré que les comètes se développaient lentement au cours des premières années poussiéreuses de notre système solaire, prenant parfois une forme bombée lorsque plusieurs embryons cométaires entraient lentement en collision et fusionnaient. Les comètes restent légères, poreuses et glacées car contrairement aux planètes, leur noyau ne s'est jamais compacté ni chauffé.

Après leur formation, les planétésimaux et les planètes environnantes, beaucoup plus grandes, ont projeté les comètes vers l'extérieur dans un « jeu de billard » gravitationnel. La plupart des comètes orbitent actuellement à des centaines de milliards de kilomètres dans le nuage d’Oort.

Réservoirs de comètes et d'astéroïdes

En tant que telles, les comètes sont des capsules temporelles gelées, leur composition reflétant les débuts du système solaire. Dans le nuage d'Oort, elles sont restées figées et inchangées pendant des milliards d'années. Parfois, elles sont perturbées par l’attraction gravitationnelle d’une étoile qui passe, comme si on secouait des pommes d’un arbre, les faisant tomber vers le Soleil. Ce n’est que lorsqu’elles rentrent dans le système solaire interne qu’elles se réchauffent, sont bombardées par les particules du vent solaire, subissent l'influence du champ magnétique solaire et entrent potentiellement en collision avec des planètes, des lunes et des astéroïdes.

Surtout, l’étude des comètes entrant dans le système solaire interne est le seul moyen pour nous de sonder directement le nuage d’Oort et, à travers lui, le système solaire primitif. L'existence de ce « réservoir pour comètes » est suspectée et étayée par des modèles théoriques depuis des décennies, mais elle est trop faible et trop lointaine pour que nous puissions l'observer directement.

 

4. Quel est le rôle des comètes dans l’apparition de la vie sur Terre ?

Les comètes sont célèbres pour leurs queues brillantes. Ceux-ci apparaissent parce que les comètes sont riches en substances volatiles : des éléments ou des composés qui passent d’un état solide ou liquide à un état gazeux à des températures relativement basses. Cela comprend l'eau et d'autres composés contenant les six éléments les plus courants de la vie sur Terre : le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le soufre et le phosphore. En tant que tel, les comètes s’écrasant sur Terre pourraient avoir joué un rôle important dans l’émergence de la vie.

Une question clé est celle de l’origine de l’eau sur Terre. Nous en avons beaucoup : 71 % de notre planète bleue est recouverte d’eau. Pendant longtemps, on a cru que la Terre était formée comme une planète chaude et sèche et que la majeure partie de l’eau provenait des comètes et des astéroïdes qui s’écrasaient dessus.

Ce rôle des comètes a été remis en question de manière inattendue lorsque la mission Rosetta de l'ESA a montré que l'eau de la comète 67P/Churyumov - Gerasimenko avait une composition différente de celle de la Terre. Autrement dit, le rapport entre le deutérium – une forme inhabituelle (isotope) de l’hydrogène avec un neutron supplémentaire – et l’hydrogène normal dans l’eau de la comète est très différent de celui de notre planète.

Rosetta a également détecté des matières organiques cruciales pour le développement de la vie. Cela inclut l'acide aminé glycine, que l'on trouve couramment dans les protéines, et le phosphore, un composant clé de l'ADN et des membranes cellulaires.

 

Les comètes transportent les ingrédients de la vie

Comet Interceptor déterminera quelles molécules organiques et autres ingrédients pertinents pour la vie sont présents sur son objet cible, y compris les ratios des différents isotopes des éléments. Pour de nombreux composés et rapports isotopiques, la mission sera la première à les mesurer dans une comète à longue période ou un objet interstellaire. Cela aidera à répondre aux questions sur la façon dont les comètes ont pu contribuer à l’émergence étonnamment rapide de la vie sur Terre.

5. Devons-nous nous inquiéter d’une comète frappant la Terre ?

Le film de 2022 Don't Look Up raconte l'histoire de scientifiques détectant une grande comète de longue période se dirigeant vers la Terre, et notre échec tragiquement comique qui a suivi à nous sauver d'une catastrophe imminente. Cela soulève la question suivante : devrions-nous nous inquiéter de l’impact d’une comète ou d’un objet interstellaire sur Terre ?

Des astéroïdes et des comètes passent (et frappent) régulièrement la Terre, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles le Bureau de défense planétaire de l'ESA a créé le Centre de coordination des objets géocroiseurs pour calculer les orbites des astéroïdes et des comètes ainsi que leurs probabilités de heurter la Terre. En collaboration avec d'autres agences spatiales, l'ESA étudie également comment dévier les objets entrants.

En septembre 2022, la mission DART de la NASA a touché Dimorphos, la lune de l'astéroïde Didymos, modifiant son orbite lors de la première démonstration technologique au monde de déviation d'un astéroïde. En 2024, la mission Hera de l'ESA sera lancée pour étudier l'état des astéroïdes jumeaux après l'impact.

Hubble image les débris de l'impact d'un astéroïde (DART)

Heureusement, on estime que la probabilité d’un impact catastrophique d’une comète dans un avenir proche est extrêmement faible. Toutefois, si une comète devait entrer en collision avec la Terre, le délai d'avertissement serait actuellement trop court dans la plupart des cas. Nous ne pouvons généralement les voir arriver que quelques mois à l’avance, et une mission de déviation nécessite plusieurs années, voire plusieurs décennies.

Le temps entre la détection d'un objet dangereux et sa déviation par un vaisseau spatial peut être réduit grâce à une « mission de réponse rapide ». Il s’agit d’une mission qui est construite et lancée à l’avance et qui attend dans l’espace jusqu’à ce qu’une cible dangereuse apparaisse. 

Bien qu’il ne s’agisse pas encore d’une mission de défense planétaire, Comet Interceptor est la première mission de réponse rapide jamais réalisée, validant cette nouvelle façon d’effectuer une mission spatiale.

 

Petit retour historique avec les missions GIOTTO et ROSETTA

Comet Interceptor suit les traces de missions cométaires antérieures, notamment les missions Giotto et Rosetta de l'ESA, qui ont révolutionné la science cométaire. Giotto a fourni les premières images avec une bonne résolution d'un noyau cométaire, tandis que Rosetta a été la première mission à surveiller l'activité évolutive d'un noyau cométaire avant et après son survol du Soleil.

Giotto : la première rencontre rapprochée avec une comète

Lancée le 2 juillet 1985, Giotto était la première mission dans l'espace lointain de l'ESA. Elle faisait partie d’une ambitieuse flotte internationale de cinq sondes spatiales – deux soviétiques, deux japonaises et une européenne – dont le but était de résoudre les mystères entourant la comète Halley. Dans la semaine précédant l'arrivée de Giotto sur la comète, le vaisseau spatial japonais a effectué des mesures à longue distance tandis que le vaisseau spatial soviétique s'est approché à moins de 9 000 km du noyau de la comète. Les informations qu'ils renvoyèrent permirent à Giotto de frôler avec une grande précision le cœur solide de Halley.

Le noyau de la comète Halley vu par Giotto

Le 13 mars 1986, Giotto a volé à moins de 600 km du noyau de la comète Halley, prenant des images en cours de route. La sonde a montré que Halley avait à peu près la forme d'une pomme de terre, sa surface sombre parsemée de régions actives projetant des jets brillants de gaz et de poussière dans l'espace.

Des années plus tard, le 10 juillet 1992, Giotto est devenu le premier vaisseau spatial à visiter une deuxième comète. Il est passé à seulement 200 km de la comète Grigg-Skjellerup. Cela a fourni une occasion unique de comparer la taille, la composition et la vitesse des particules de poussière provenant des deux comètes. Giotto a également étudié l'interaction entre la comète, le flux de particules dans le vent solaire et le champ magnétique du Soleil et des planètes.

Rosetta : deux années à suivre une comète

Rosetta de l'ESA a été lancée le 2 mars 2004. Elle a atteint la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko le 6 août 2014, puis a volé à ses côtés pendant deux années entières. En plus de prendre des images de la surface de la comète à différentes distances et sous tous les angles, Rosetta a montré pour la première fois comment une comète se transforme en passant près du Soleil le long de son orbite elliptique.

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2017/09/Rosetta_s_ever-changing_view_of_a_comet

Vision perpétuellement changeante d'une comète par Rosetta

Les images haute résolution prises par Rosetta ont montré que lorsque le vaisseau spatial passait devant le Soleil, des rochers se déplaçaient, s'élevaient de sa surface, des fractures apparaissaient, des falaises s'effondraient, de nouvelles régions de glace étaient exposées, de la poussière était emportée par le vent et retombait parfois. Il est intéressant de noter que la couleur de la surface est passée du rouge au bleu et inversement pendant que Rosetta la suivait.

Dans une autre première, Rosetta transportait un atterrisseur appelé Philae, qui a atterri acrobatiquement (après avoir rebondi ) sur le noyau de la comète. Les empreintes laissées par Philae ont donné un aperçu inestimable de la densité de la surface et de sa composition. Elle s’est avérée extrêmement douce, plus moelleuse que la mousse d’un cappuccino !

Rosetta a également étudié le « zoo cométaire » des gaz émanant de la comète. Cela comprend de nombreux composés organiques importants pour la vie, ainsi que des gaz nobles semblables à ceux de l'atmosphère terrestre. D'un autre côté, la composition de l'eau sur la comète est différente de celle sur Terre, ce qui laisse planer un doute sur le rôle des comètes dans l'apport d'eau sur Terre.

 

Comet Interceptor : cartographier en 3D un nouveau type de comète

Une question clé qui reste sans réponse après Rosetta est de savoir quelles propriétés ont été préservé de la formation de la comète et quelles caractéristiques sont apparues plus tard. Une autre énigme est de savoir ce qui détermine exactement l’activité des comètes. Comet Interceptor répondra à ces questions en approchant un type de comète vierge et en prenant des mesures à partir de plusieurs endroits en même temps.

Plus important encore, cette mission espère étudier une comète ou un objet interstellaire à longue période qui n’est jamais (ou rarement) passé près du Soleil auparavant. C'est la première fois qu'un tel objet sera vu de près. Toutes les comètes visitées jusqu'à présent, comme par Giotto et Rosetta, étaient des comètes à courte période qui traversaient fréquemment le système solaire interne.

En atteignant sa cible, Comet Interceptor lâchera deux sondes. Le vaisseau spatial principal passera à environ 1 000 km de la surface de la comète, tandis que les sondes se rapprocheront encore plus, chacune empruntant un chemin différent à travers la coma (le nuage de poussière et de gaz entourant le noyau de la comète). Cela permettra ainsi de cartographier les gaz, les poussières et le plasma en trois dimensions. Cela n'était pas possible avec les missions précédentes qui n'échantillonnaient qu'un seul endroit à la fois.

Comet Interceptor ne survolera sa comète cible qu'une seule fois, donc contrairement à Rosetta, il ne sera pas en mesure de surveiller les changements d'activité sur de longues périodes de temps. Cependant, en combinant des observations détaillées et simultanées du noyau et de la coma, les nouvelles données peuvent révéler comment les caractéristiques et l'activité à la surface de la comète sont liées à la structure de sa coma.