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How has the CONSERT instrument measured the distance of Philae and its rotation during the descent?

During the descent of Philae on the comet, the CONSERT instrument has measured the distance between the orbiter and Philae by measuring the signal exchanged between the antennas located on both the orbiter and the lander (see the animation below). The maximum amplitude of the signal, as may be seen below, periodically varied while decreasing with time.

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Amplitude maximale du signal mesuré par CONSERT au cours de la descente. ©ESA/ROSETTA/Philae/Conser

La décroissance globale de l’intensité du signal est du à l’éloignement de Philae au cours de sa progression vers la Chury. Les variations périodiques quant à elles, sont dues à la rotation de Philae sur lui-même. En effet, le gain des antennes, l’accord entre elles, dépend de leur orientation.
Pourquoi Philae était-il en rotation ? Afin de descendre de manière stabilisée, l’atterrisseur Philae est doté de ce qu’on appelle une roue inertielle située à l’intérieur de l’engin. Lorsqu’elle est en fonctionnement, cette roue tourne et par réaction l’appareil tourne en sens inverse. Cette rotation permanente de la roue inertielle a permis de le stabiliser et maintenir l’assiette  de Philae tout au long de la descente.
Philae tournait de moins en moins vite. On peut le deviner sur le diagramme ci-dessus : la période du signal a augmenté légèrement durant la descente, ce qui signifie que le Philae tournait sur lui-même de plus en plus lentement. Ce qui n’était pas censé se produire. Les scientifiques essayent donc maintenant de comprendre ce qui a pu entrainer ce ralentissement. S’il s’agit de raisons internes où liées à l’environnement de Philae qui a pu évoluer au cours de la descente.

Ressources complémentaires

  • L’instrument CONSERT : Comet Nucleus Sounding Experiment by Radiowave Transmission
. L'expérience consiste à faire propager un signal radio (90 MHz) depuis l'atterrisseur posé sur la comète, à travers le noyau cométaire et à le réceptionner sur la sonde en orbite. À la manière d’une radiographie, le signal ainsi propagé contient des informations sur le milieu qu'il a traversé et permettra d'obtenir des connaissances sur les propriétés physiques et électriques du noyau de la comète, une première et une expérience unique sur Rosetta. Avec plusieurs orbites d'observation, il sera possible d’imager la structure interne dans sa globalité. L’analyse détaillée du signal radio qui a traversé le noyau de la comète donnera des contraintes fortes sur les matériaux, les inhomogénéités et permettra d’identifier des blocs, des lacunes ou des vides. 
Avec ces informations nous essaierons de répondre à certaines questions sur la constitution des comètes. Les réponses à ces questions devraient permettre de mieux cerner le problème essentiel de la formation des comètes. Se sont-elles formées à partir de grains interstellaires non transformés ou à partir de grains condensés dans la nébuleuse présolaire ? Comment a opéré l’accrétion ? En formant d’abord les cometésimaux et puis par collisions formant des corps kilométriques ?...
  • Principal Investigator : Wlodek Kofman, chercheur CNRS à l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fournier)
.
  • Laboratoires CNRS impliqués :
    • IPAG (CNRS/Université Joseph Fourier),
    • LATMOS (CNRS/Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/ Université Pierre et Marie Curie),
    • IRAP (CNRS/Université Paul Sabatier).
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