Avec l'arrivée historique du vaisseau spatial Rosetta de l'Agence spatiale européenne (ESA) à destination de la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko, parfaitement achevée le 6 août 2014 après un voyage de dix ans, les travaux scientifiques de fond dans ce monde bizarre ont commencé alors que l'équipe travaille avec diligence et recherche simultanément un site d'atterrissage pour l'atterrisseur de comète Philae attaché.
Rosetta a commencé à collecter la poussière cométaire du coma encerclant le noyau de la comète avec l'instrument COSIMA à bord le dimanche 10 août 2014 alors que le vaisseau spatial orbite autour et devant le vagabond glacé à une distance d'environ 100 kilomètres (62 miles). Voir l'image coma ci-dessous.
Les espoirs sont grands que des découvertes scientifiques sans précédent attendent ce monde extraterrestre décrit comme un «Disneyland scientifique» par Mark McCaughrean, conseiller scientifique principal de la Direction des sciences de l'ESA, lors de la webdiffusion en direct de l'ESA. "C'est juste étonnant."
COSIMA est l'abréviation de Cometary Secondary Ion Mass Analyzer et fait partie de la suite de Rosetta de 11 instruments scientifiques de pointe avec une masse combinée de 165 kg.
Son objectif est de mener la première analyse «in situ» des grains de particules de poussière émises par le noyau des comètes et de déterminer leurs caractéristiques physiques et chimiques, y compris si elles sont organiques ou inorganiques - en substance de quoi sont constituées les poussières cométaires et comment il diffère de la composition de la surface.
COSIMA collectera la poussière de coma à l'aide de 24 «porte-cibles» spécialement conçus - dont le premier a été ouvert pour étudier l'environnement des comètes le 10 août. Étant donné que la comète n'est pas particulièrement active en ce moment, l'équipe prévoit de garder le porte-cible ouvert pendant au moins un mois et vérifier la progression de toute collecte de particules sur une base hebdomadaire.
En fait, l'équipe affirme que l'environnement de coma «est toujours comparable à une salle blanche de haute qualité» à l'heure actuelle.
Mais tout le monde s'attend à ce que cela change radicalement alors que Rosetta continue d'escorter la comète 67P alors qu'elle boucle autour du soleil, se rapprochant et réchauffant la surface tous les jours et jusqu'à atteindre le périhélie en août 2015.
COSIMA est géré par l'Institut Max Planck pour la recherche sur les systèmes solaires (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung) à Katlenburg-Lindau, Allemagne, avec le chercheur principal Martin Hilchenbach.
Il existe également des contributions importantes de l'Institut d’astrophysique spatiale en France, de l’Institut météorologique finlandais, d’Osterreichisches Forschungszentrum Seibersdorf et bien plus encore.
Les porte-cibles mesurent environ un centimètre carré et ont été développés par l'Universität der Bundeswehr en Allemagne.
Chacune de ces cibles mesure un centimètre carré et se compose d'une plaque d'or recouverte d'une fine couche de nanoparticules d'or de 30 µm («noir d'or») qui, selon l'équipe, devrait «décélérer et capturer les particules de poussière cométaires impactant à des vitesses de ~ 100 m / s. "
La cible sera éclairée par une paire de LED pour trouver les particules de poussière. Les particules seront analysées par le spectromètre de masse intégré de COSIMA après avoir été localisées sur le porte-cible par la caméra microscopique COSISCOPE fournie par les Français et ionisées par un faisceau d'ions indium.
L'équipe s'attend à ce que tous les grains trouvés sur la première cible soient analysés d'ici la mi-septembre 2014.
«COSIMA utilise la méthode de la spectrométrie de masse ionique secondaire. Ils seront tirés avec un faisceau d'ions indium. Cela déclenchera des ions individuels (nous disons des ions secondaires) de leurs surfaces, qui seront ensuite analysés avec le spectromètre de masse de COSIMA », selon une description de l'équipe COSIMA.
La spécification de masse a la capacité d'analyser la composition élémentaire dans une gamme de masse atomique de 1 à 4000 unités de masse atomique, de déterminer les abondances isotopiques de certains éléments clés, de caractériser les composants organiques et les groupes fonctionnels, et d'effectuer la caractérisation minérale et pétrographique des phases inorganiques, tout cela informera comme jamais auparavant de la chimie du système solaire.
Les comètes sont des restes de la formation du système solaire. Les scientifiques pensent qu'ils ont livré une grande quantité d'eau sur Terre. Ils ont peut-être également semé la Terre de molécules organiques - les éléments constitutifs de la vie telle que nous la connaissons.
Toute découverte de molécules organiques et leur identification par COSIMA sera une découverte majeure pour Rosetta et l'ESA et nous renseignera sur l'origine de la vie sur Terre.
Les données obtenues jusqu'ici à partir de l'instrument VIRTIS de Rosetta indiquent que la surface des comètes est trop chaude pour être recouverte de glace et doit plutôt avoir une croûte sombre et poussiéreuse.
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