Les techniques spatiales nous permettent maintenant de compléter l'étude des comètes de deux façons :
Notre équipe s'est investie dans un bon nombre de ces aventures.
ISO (Infrared Space Observatory) est un observatoire de l'Agence spatiale européenne qui, de 1995 à 1998, nous a révélé l'émission infrarouge d'un grand nombre d'objects célestes. Nous l'avons utilisé pour observer les spectres, de 2,4 à 195 micromètres de longueur d'onde, des comètes à courtes périodes 22P/Kopff et 103P/Hartley~2 et de la comète exceptionnelle C/1995 O1 (Hale-Bopp). Nous avons pu étudier le spectre infrarouge de l'eau dans ces comètes, mesurer leur production de dioxyde de carbone, et établir la composition des silicates qui composent leurs poussières.
Voir "les campagnes d'observation des comètes Hyakutake et Hale-Bopp".
Odin est un petit télescope spatial submillimétrique à vocation aéronomique et astrophysique. Il a été construit par la Suède avec des collaborations de la France, du Canada et de la Finlande. Notre ancien département ARPEGES (équipe RIR) a fourni, en collaboration avec le LAS et le CESR, une participation scientifique et technique à ce projet. Équipé de plusieurs récepteurs submillimétriques à haute résolution spectrale, Odin devrait pouvoir observer la raie de rotation fondamentale de l'eau à 557 GHz dans les comètes brillantes. Plusieurs comètes périodiques devraient pouvoir être observées, ainsi que des comètes inattendues brillantes sur alerte. Odin a été lancé avec succès le 20 février 2001. Il a commencé ses observations cométaires en juin 2001 sur la comète C/2001 A2 (LINEAR). En avril 2002, il a effectué une importante étude de la comète C/2002 C1 (Ikeya-Zhang) : cartographie de la distribution d'eau dans la coma et détection de la variété isotopique H218O de l'eau (voir informations détaillées).
Rosetta est une mission majeure de l'Agence spatiale européenne. Elle devait être lancée en janvier 2003 vers la comète 46P/Wirtanen, qu'elle devait rejoindre en 2011 et accompagner jusqu'à son périhélie en 2013. En raison de problèmes techniques avec le lanceur Ariane 5, le lancement de Rosetta a été reporté. Rosetta a été lancée le 2 mars 2004 par une fusée Ariane 5 vers la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, qui doit être atteinte en 2014.
Rosetta comporte un orbiteur destiné à observer à distance le noyau et son environnement et à étudier in situ la coma, et un module d'atterrissage qui doit se poser sur le noyau. Nous participons à deux instruments de la charge utile de l'orbiteur :
MIRO (Microwave Instrument for Rosetta Orbiter) est un spectromètre-radiomètre millimétrique et submillimétrique (un petit radiotélescope) à deux voies: 1,6 mm et 0,5 mm de longueur d'onde. Les observations continuum effectueront le sondage thermique de la surface et la sous-surface du noyau. En observant plusieurs raies radio de l'eau, du monoxyde de carbone, de l'ammoniac et du méthanol, le spectromètre permettra l'étude de l'évolution de l'activité cométaire, de la composition et la cinématique de la coma. Le maître d'oeuvre du projet est le Jet Propulsion Laboratory (États-Unis). La contribution technique française, dont le maître d'oeuvre est le LERMA, porte sur la conception générale de l'instrument et la fourniture d'un oscillateur ultra-stable.
VIRTIS (Visible and Infra Red Thermal Imaging Spectrometer) est un spectro-imageur infrarouge, construit par l'Italie en collaboration avec l'IAS et le LESIA qui sont le maître d'oeuvre de la voie haute résolution (VIRTIS-H) de cet instrument. Cette voie couvre le domaine de 2 à 5 micromètres avec une résolution spectrale d'environ 2000. Elle sera donc bien adaptée à l'étude des molécules gazeuses (eau, monoxyde et dioxyde de carbone, hydrocarbures...) : recherches de nouvelles molécules, mesure des variétés isotopiques, et étude des conditions physiques. Notre groupe a la charge de gérer les observations et de modéliser les spectres de ces molécules.
Le Herschel Space Observatory (anciennement nommé FIRST, Far Infrared and Submillimetre Telescope) est un télescope spatial dédié aux domaines sub-millimétrique et infrarouge qui doit être lancé par l'Agence spatiale européenne en 2007. Nous mettons sur pied un programme d'observations cométaires avec l'instrument hétérodyne HIFI et l'instrument bolométrique SPIRE. Ce programme aura pour but 1) de suivre l'évolution de la production d'eau en fonction de la distance héliocentrique de la comète; 2) d'évaluer les conditions physiques de l'eau dans les atmosphères cométaires; 3) de mesurer le rapport D/H dans l'eau de plusieurs comètes; 4) de rechercher de nouvelles molécules cométaires.
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