Les Phases de la mission Post Réveil
Recette Post Hibernation (Post Hibernation Commissioning : PHC)
Le "Post Hibernation Commissioning" commence après le retour de la sonde dans son mode normal de fonctionnement (référentiel de pointage stable acquis avec les senseurs stellaires).
Jusqu'à la fin du mois de février, tous les sous-systèmes de plateforme de l'orbiteur sont testés pour faire un état des lieux complet.
En mars, commencent les recettes en vol de chaque instrument de l'orbiteur. L'atterrisseur Philae est allumé pour la première fois le 28 mars, après 39 mois d'hibernation (dernière activation le 8 décembre 2010).
En avril, 3 périodes d'essai sont consacrées à la recette en vol de Philae : changement du logiciel de vol central, rafraîchissement, des logiciels de vol des instruments, essais de bon fonctionnement des différents modes des expériences, derniers essais d'interférences entre les instruments, ..., sont au menu.
Étalonnage et Science Pré-Livraison (PreDelivery Calibration and Science : PDCS)
Le "PreDelivery Calibration and Science" est une phase comprise entre fin avril et fin octobre qui permet d'utiliser les instruments dans des conditions proches de celles rencontrées après l'atterrissage. Philae est attaché à l'orbiteur mais réalise des expériences quand la sonde se trouve dans la queue de la comète et s'en rapproche :
- Mesures de magnétisme et plasma, interaction avec le vent solaire,
- Mesure de températures,
- Reniflage des gaz et analyse de leur composition.
Processus de sélection du site d'atterrissage (Landing Site Selection Process : LSSP)
Le processus de sélection du site d'atterrissage (LSSP, Landing Site Selection Process) commence dès que sont obtenues les premières images résolues de la comète au début du mois de jullet.
Ces premières images fournies par l'instrument Osiris vont permettre de reconstruire une forme plus précise du noyau de la comète, ainsi qu'une bonne première approximation de ses paramètres rotationnels : direction de l'axe de rotation, durée de rotation.
Au fur et à mesure que la sonde s'approche de la comète, d'autres données sont fournies par les instruments Virtis, Miro, Alice, Rosina. Elles permettent de calculer l'activité de la comète, les caractéristiques du dégazage et d'émission de poussières.
Dans la deuxième quinzaine d'août, l'influence gravitationnelle de la comète influant sur l'orbite de Rosetta, la masse de la comète peut en être déduite.
L'exploitation de toutes ces données permet la création de différents modèles. Ils peuvent être pris en compte à différents moments dans les logiciels de calcul de trajectoire d'atterrissage. Ceux-ci déterminent les zones possibles d'atterrissage : si la comète est complexe en termes de forme, de dégazage, les zones d'atterrissage peuvent être très limitées.
La planéité des zones, la probabilité d'atterrir sur un rocher sont aussi des paramètres importants. Au final, les scientifiques décident des zones d'atterrissage sur des critères de variété du sol, d'activité ou non de la zone.
Le processus de sélection est prévu en 3 temps : un choix de 5 sites fait sur très peu de données à TL - 90 jours (responsabilité Philae), c'est-à dire 90 jours avant l'atterrissage, puis 2 sites sélectionnés à TL - 60 jours (responsabilité Philae). Enfin à TL - 30 jours, le site final, la date d'atterrissage et la trajectoire d'atterrissage sont déterminés (responsabilité ESA sur propositions du consortium Philae).
Phase de Préparation à l'Atterrissage (Landing Delivery Preparation : LDP)
La phase de préparation à l'atterrissage commence quand l'ensemble des contraintes suivantes sont connues :
- Trajectoire d'observation proche (COP, Close Observation Phase),
- Trajectoire de préparation à la séparation,
- Trajectoire de descente et d'atterrissage de Philae (SDL, Separation, Descent, Landing),
- Trajectoire post-séparation comprenant des manouvres d'orbite pour s'éloigner de la comète.
Ces données permettent de préparer les séquences d'opérations scientifiques pendant la descente et pendant la Première Séquence Scientifique (FSS, First Science Sequence).
Par ailleurs, un grand nombre de sous-systèmes sont testés avant la séparation. La pile est mise sous tension, la batterie secondaire rechargeable est chargée à son maximum.
Séparation, Descente et Atterrissage (Separation, Descent, Landing : SDL)
La phase de séparation, descente et atterrissage (SDL, Separation, Descent, Landing) est la plus complexe et la plus risquée.
La séparation de Philae de l'orbiteur est assurée par le MSS (Mechanical Support System) qui permet d'ajuster la vitesse de séparation. En cas de défaillance, un ressort est activé, mais sa vitesse n'est pas ajustable.
Quelques minutes après la séparation, le train d'atterrissage est déployé, dans le même temps que les antennes de Consert et le rostre de Romap.
En fonction de la durée de descente et de l'incertitude sur l'instant d'atterrissage, le logiciel de vol se met dans un mode d'attente de la détection de l'impact. Des prises de vue des zones survolées sont effectuées par l'instrument Rolis.
Dès que le train d'atterrissage détecte l'impact sur le sol, le propulseur à gaz froid (ADS, Active Descent System) est activé pour empêcher le rebond, ou le renversement du Philae au cas où le sol serait très chaotique. Les 2 harpons sont lancés l'un après l'autre, leur fil d'attache est mis sous tension pour arrimer définitivement l'atterrisseur à la comète.
Dans les minutes qui suivent, les caméras panoramiques sont activées. Elles vont permettre de déterminer le site d'atterrissage et la position de Philae après l'atterrissage.
Toutes ces opérations n'empêchent pas le fonctionnement d'autres instruments, en fonction de la durée de la descente et de la quantité d'activités parallèles générées.
La phase SDL se termine avec le vidage complet de la mémoire de masse de Philae.
Première Séquence Scientifique (First Science Sequence : FSS)
La première séquence scientifique (FSS, First Science Sequence) consiste en l'activation de tous les instruments dans les heures qui suivent l'atterrissage. Seule la pile est utilisée ; sa durée d'utilisation est fonction de la durée de la descente, des temps de vidage mémoire, des durées d'activités scientifiques. Elle est estimée à environ 2,5 jours.
La planification des opérations scientifique est le résultat d'une optimisation obtenue par un logiciel qui tient compte d'un grand nombre de contraintes : températures, rendement des convertisseurs, rendement des batteries primaires, capacité mémoire des instrument, capacité mémoire centrale, vitesse de transfert des données, vitesse de vidage des données, visibilité orbiteur-Philae...
Actuellement, 3 blocs d'opérations sont prévus :
- Bloc 1 : Consert, Romap,
- Bloc 2 : SD2, Cosac, ptolemy,
- Bloc 3 : Mupus, Sesame, Apxs.
La séquence exacte sera déterminée environ 20 jours avant l'atterrissage. Elle doit être robuste à l'incertitude sur le lieu d'atterrissage.
Séquence Scientifique de Long Terme (Long Term Science : LTS)
La séquence scientifique de long terme (LTS, Long Term Science) est une phase de travail de Philae sur sa batterie rechargeable. Il est prévu de pouvoir recharger tous les 2 jours cette batterie et d'activer les instruments en fonction de ses capacités.
