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Les instruments français de la mission Comet Interceptor viennent d’être livrés à l’Agence spatiale européenne. À Nice, le laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la Côte d’Azur porte la co-responsabilité scientifique de l’un des instruments et reconstitue, sur supercalculateur, la comète que la sonde ira visiter.

Cet été, les instruments français COMPLIMENT et LEES, réalisés à Orléans et à Toulouse, ont été livrés pour intégration à la mission Comet Interceptor de l’Agence spatiale européenne. À Nice, le laboratoire Lagrange (Observatoire de la Côte d’Azur / Université Côte d’Azur / CNRS) porte la co-responsabilité scientifique de l’instrument COMPLIMENT. Une autre contribution essentielle se joue à l’Observatoire : l’équipe fabrique des comètes numériques pour préparer les futures observations d’une mission dont la cible n’est pas encore connue.

Ce que l’instrument mesurera

COMPLIMENT (COMetary Plasma Light InstruMENT) mesurera en continu, pendant le futur survol de la comète, les propriétés du gaz électrisé, appelé plasma, dans lequel la sonde sera plongée, telle une mini sonde météo :

• la quantité d’électrons et d’ions présents ;
• leur température, et la charge électrique accumulée par le satellite lui-même ;
• le champ électrique et les ondes qui parcourent ce milieu, ainsi que le rayonnement ultraviolet du Soleil ;
• les impacts des poussières cométaires les plus fines, plus petites que le millième de millimètre, résidus de la formation du système solaire.

Une mission qui part sans connaître sa cible

Comet Interceptor sera lancée avant que sa cible ne soit connue. Elle vise une comète dite dynamiquement nouvelle, venue des confins du Système solaire et entrant pour la première fois dans sa région interne : un échantillon quasi intact de la matière qui l’a formé il y a 4,6 milliards d’années. Or ces comètes ne sont repérées que quelques mois avant leur passage près du Soleil, trop tard pour construire une sonde spatiale. Comet Interceptor attendra donc à 1,5 million de kilomètres de la Terre, au point de Lagrange L2, que la bonne comète se présente. 

Impossible, donc, de régler les instruments sur un objet déjà observé. Il faut anticiper. C’est précisément là que le travail mené à Nice prend tout son sens : les modèles numériques permettent d’évaluer que les instruments mesureront les bonnes grandeurs et de préparer l’interprétation de données acquises en une poignée d’heures, lors d’un survol sans seconde chance.

Menura, une comète virtuelle sur cartes graphiques

À l’Observatoire de la Côte d’Azur, cette anticipation passe par Menura, un code développé au laboratoire Lagrange qui reconstitue la rencontre entre un corps du Système solaire et le milieu interplanétaire, appelé le vent solaire, un flot de particules électrisées émis en permanence par le Soleil. Sa particularité est d’être le seul modèle à tenir compte de la dynamique du milieu interplanétaire. Le premier résultat obtenu sur une comète, publié en 2023, montre que la dynamique du vent solaire érode la queue cométaire par à-coups, en détache périodiquement des bulles de matière ionisée et laisse la partie la plus interne de l’ionosphère cométaire moitié moins dense que prévu jusqu’alors. Menura a ainsi montré qu’ignorer cette dynamique revenait à surestimer du double la matière qui sera mesurée par la sonde Comet Interceptor. À Nice, la comète virtuelle devient ainsi un laboratoire de préparation de la rencontre réelle.

De Nice aux supercalculateurs européens

Cette expertise niçoise prend une nouvelle dimension avec Plasma-PEPSC 2, centre d’excellence européen de simulation des plasmas sur supercalculateur, coordonné par l’Institut royal de technologie KTH à Stockholm et soutenu par l’initiative européenne EuroHPC. Le projet réunit dix-huit partenaires sur trois ans. Son seul partenaire français est le laboratoire Lagrange. L’équipe niçoise y apporte son expertise sur deux codes numériques et fait le lien entre la communauté du calcul haute performance et les missions d’exploration européennes, notamment BepiColombo, JUICE et Comet Interceptor.

Le centre d’excellence européen de simulation des plasmas Plasma-PEPSC 2 rassemble aussi des équipes travaillant sur la fusion nucléaire et sur les accélérateurs de particules : gaz électrisé d’une comète, d’un réacteur ou d’un accélérateur, ce sont les mêmes équations, les mêmes algorithmes et les mêmes machines.

L’enjeu dépasse le cas cométaire. Les mêmes mécanismes opèrent autour des planètes Mars et de Vénus dont l’atmosphère s’échappe lentement sous l’effet du vent solaire. Et Menura a déjà quitté les comètes : des simulations numériques publiées en 2024 puis en 2026 montrent comment la turbulence déforme le choc qui se forme en amont de la Terre comme de la planète Mercure.

Le lancement de la mission spatiale Comet Interceptor est prévu fin 2028 ou début 2029. D’ici là, puis pendant l’attente au point de Lagrange L2, le travail se poursuivra à l’Observatoire de la Côte d’Azur : à Nice, les comètes numériques continueront de précéder la vraie.

A N N E X E S   A U   C O M M U N I Q U É

Le rôle du laboratoire Lagrange dans la mission

• Co-responsabilité scientifique de l’instrument COMPLIMENT (COMetary Plasma Light InstruMENT) de la mission Comet Interceptor.
• Développement et exploitation du code Menura, en accès libre et conçu pour les processeurs graphiques : premier code capable de simuler globalement l’interaction d’un vent solaire pleinement turbulent avec un corps du Système solaire. 
• Participation au centre d’excellence européen Plasma-PEPSC 2, coordonné par KTH à Stockholm : apport des codes Menura et iPIC3D au pilier plasma spatial, rôle de lien avec les missions d’exploration européennes (BepiColombo, JUICE, Comet Interceptor), pilotage de la tâche consacrée aux versions communautaires des codes et au modèle de contribution.

Comet Interceptor en bref

Visuels disponibles

Vue d’artiste des trois véhicules de Comet Interceptor traversant la coma. Crédit : ESA

Schéma de l’interaction entre le vent solaire et l’environnement ionisé d’une comète que traverserait Comet Interceptor. Simulations numériques Menura. Crédit : Lagrange / Observatoire de la Côte d’Azur / CNRS / Université Côte d’Azur / Étienne Béhar

Contacts

Contact scientifique

• Pierre HENRI, CNRS, Laboratoire Lagrange (Nice) et LPC2E (Orléans) : pierre.henri@cnrs-orleans.fr

Contacts presse

• CNRS Côte d’Azur (DR20) : communication@dr20.cnrs.fr
• Observatoire de la Côte d’Azur : Margaux ARAV, margaux.arav@oca.eu
• Université Côte d’Azur, service communication : SANFILIPPO@univ-cotedazur.fr