LA VIE SUR MARS

Les mystérieuses «araignées» de la planète Mars

Il est presque certain qu'on a découvert l'existence d'une forme de vie sur Mars et pourtant les grands médias ignorent l'information depuis des années. Peut-être parce que la NASA n'y croit pas.
Voici comment la découverte s'est faite. Au début des années 2000, l'analyse de certaines photographies prises de la zone polaire sud de Mars a révélé des phénomènes mystérieux durant le printemps et l'été martien. On distinguait clairement que des millions de ramifications apparaissaient et se développaient en arborescence avant de noircir et disparaître avec la venue de l'hiver martien.
Ce qui a d'abord surpris les scientifiques est que ces « araignées » semblaient développer leurs embranchements selon la « progression de Fibonacci » (vidéo Youtube). Sur Terre, elle s'applique presque essentiellement au vivant, des racines des arbres aux systèmes sanguins des animaux en passant par la géométrie des fleurs et des insectes.
La Nasa refuse absolument d'envisager qu'il puisse s'agir d'organismes vivants. L'Agence spatiale européenne (ESA) n'a pas encore formulé de théorie pour expliquer les « araignées » et les taches noires, mais elle convient qu'aucune des explications « purement physiques », c'est-à-dire non biologiques, avancées jusqu'ici n'est acceptable. Les photos prises de satellites d'observation semblent montrer qu'elles défient les lois de la gravité en remontant des pentes et des collines, contrairement à un liquide comme de l'eau, par exemple.
Les indices de la présence de vie sur Mars s'accumulent depuis des années. On a établi qu'il y a de l'eau à certaines périodes de l'année martienne à la surface de la planète. Depuis 2003 on sait aussi qu'il y a des traces de méthane dans l'atmosphère martienne à un niveau constant. Cela indique qu'il existe des sources actives qui le produisent puisque le méthane est un gaz instable. Les scientifiques ont estimé que pour maintenir le même niveau, il fallait que 270 tonnes de méthane soient générées chaque année. Or, les impacts d'astéroïdes et les sources de méthane géologiques sont insuffisants pour produire ces quantités.
En février 2005, un satellite de l'Agence spatiale européenne a détecté des traces de formaldéhyde sur Mars. C'est un composé organique qui, sur Terre, est notamment généré par le métabolisme des organismes vivants.

Une équipe de scientifiques hongrois et espagnols pense que les taches sombres et les « araignées » pourraient être de gigantesques colonies de micro-organismes provenant de la photosynthèse.
Ces colonies hivernent sous la calotte glaciaire sud de Mars (surtout constituée de CO2) et seraient réactivées dès le début du printemps martien quand la lumière pénètre la glace et déclenche la photosynthèse des organismes végétaux.
Les « araignées » seraient les ramifications et les embranchements que ces organismes développent en se multipliant. Des poches d'eau qui se seraient normalement évaporées instantanément dans l'atmosphère ténue de Mars sont retenues autour d'eux dans la glace. Quand la couche de glace s'amincit, les microorganismes passent au gris. En fin de saison, l'eau s'étant évaporée, ils se dessèchent et deviennent noirs entourés d'une auréole grise.
Le fait que les « araignées » et les taches sombres n'apparaissent que dans des secteurs spécifiques proches du pôle Sud de la planète est une autre indication du caractère singulier du phénomène. S'il ne s'agissait que d'un processus purement physique, on devrait le retrouver ailleurs, notamment dans la région polaire nord.
Je ne m'explique pas le peu d'empressement de la NASA et de l'ESA d'envoyer sur place une sonde pour trouver la solution au mystère en confirmant et en infirmant les hypothèses évoquées ici. Les investissements nécessaires pour y arriver sont négligeables et il s'agit d'une des plus grandes énigmes scientifiques de notre époque. Il va probablement falloir que les Chinois s'y mettent.

DEIMOS

Déimos est le plus petit et le plus éloigné des deux satellites naturels de Mars (l'autre étant Phobos).


Les noms des deux satellites de Mars proviennent de divinités mineures de la mythologie grecque : Phobos (en grec : Φόϐος / Phóbos, la Peur) et Déimos (Δεῖμος / Deĩmos, la Terreur), les deux jumeaux que le dieu Arès (Mars dans la mythologie romaine) eut de la déesse Aphrodite. Ces noms (originellement épellés Phobus et Deimus) furent suggérés par Henry Madan, Science Master à Eton, à partir du livre XV de l'Iliade, lorsqu'Arès appelle la Peur et la Terreur1.
La désignation systématique de Déimos est Mars II2.


Masse et dimensions

Déimos est un petit corps fortement irrégulier, avec des dimensions de 15×12×10 km3 ; comme beaucoup d'objets de cette taille, Déimos possède une forme non-sphérique, n'étant pas suffisamment massif pour prendre une forme plus régulière. Il s'agit de l'un des plus petits satellites naturels d'une planète du système solaire, mais des satellites plus petits sont connus autour de Jupiter, Saturne ou Uranus. Par comparaison, Déimos est trois cents fois plus petit que la Lune, deux fois plus petit que l'autre satellite de Mars, Phobos
La masse de Déimos est également faible : avec 2,384×1015 kg3, il est 5 fois moins massif que Phobos et 32 millions de fois moins que la Lune. Sa masse volumique est de 2,2 g⋅cm-3.
La gravité à la surface de Déimos est très faible (0,004 m⋅s-2) : un homme à sa surface aurait l'impression de ne peser que quelques grammes. Il possède une vitesse de libération de 22 km⋅h-1 (6 m⋅s-1), ce qui permettrait de se mettre en orbite simplement en courant (s'il était possible de courir à sa surface).

PHOBOS

Phobos est le plus grand des deux satellites de Mars, l'autre étant Déimos ; des deux, il est le plus proche de la planète Mars. Les noms de ces deux satellites proviennent de Phobos (peur en grec) et Déimos (terreur), les deux jumeaux que le dieu Arès (Mars pour les Romains) eut de la déesse Aphrodite (Vénus pour les Romains).


Généralités


Photo de la sonde Viking 1 de la surface de Phobos prise en 1977
Phobos est un corps très irrégulier, de dimensions 27×21,6×18,8 km, bien trop peu massif pour être en équilibre hydrostatique et donc pour avoir pris une forme quasi-sphérique ; il s'agit d'ailleurs de l'un des plus petits satellites naturels du système solaire. Du simple fait de sa forme, la gravité à sa surface varie d'environ 210 % suivant l'endroit où elle est mesurée.
Phobos est un corps sombre qui semble être composé de chondrite carbonée, une composition similaire à celle des astéroïdes de type C dans la ceinture d'astéroïdes externe. Cependant, la masse volumique de Phobos est trop faible pour qu'il soit intégralement composé de roche et il possède une porosité significative. Il a été suggéré que Phobos pourrait contenir un réservoir de glace substantiel, mais des observations spectrales ont écarté cette hypothèse.
La sonde soviétique Phobos 2 détecta que des gaz s'échappaient de Phobos en quantité faible mais régulière. Malheureusement la sonde tomba en panne avant d'avoir pu déterminer la nature de ce gaz. Des images provenant de Mars Global Surveyor montrent que Phobos est recouvert d'une couche de régolithe d'au moins 100 m d'épaisseur ; on pense qu'il provient d'impacts avec d'autres corps, mais on ignore comment il a pu adhérer à un objet ne possédant quasiment pas de gravité8.
Au cours de l'été 2008, la sonde Mars Express a permis de préciser quelques caractéristiques de Phobos, dont la masse et la densité.

Cette lune est condamnée. Mars, la planète Rouge baptisée du nom Romain du dieu de la guerre, a deux petites lunes, Phobos et Deimos, dont les noms grecs proviennent des termes désignant la terreur et la peur. Ces lunes martiennes pourraient bien être des astéroïdes capturés issus de la ceinture principale d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter, ou peut-être de lieux encore plus lointains du système solaire. Sur cette image de l'obriter Viking 1 de 1978, la plus grande des deux lunes, on voit que Phobos est un objet ressemblant à un astéroïde fortement cratérisé. Mesurant environ 25 km de diamètre, Phobos fonce réellement à travers le ciel martien. Se levant au-dessus de l'horizon ouest de Mars pour se coucher à l'est, il boucle une orbite en moins de 8 heures. Mais Phobos tourne si près de Mars (environ 5800 km au-dessus de sa surface comparé aux 400 000 km pour notre Lune) que les forces de gravité l'attirent inexorablement. Dans une centaine de millions d'années, il s'écrasera probablement sur la surface de Mars ou sera détruit par les contraintes causées par les implacables forces de marée, les débris formant dans ce cas un anneau autour de Mars.

MARS SCIENCE LABORATORY

Mars Science Laboratory (MSL) est une mission d'exploration de la planète Mars à l'aide d'un astromobile (rover) développée par le centre JPL de l'agence spatiale américaine de la NASA. La sonde spatiale doit être lancée en novembre 2011 par une fusée Atlas V. Le site d'atterrissage, que la sonde doit atteindre en août 2012, se situe dans le cratère Gale dont le sol reflète les principales périodes géologiques de la planète et pourrait avoir préservé les traces d'anciens organismes vivants si ceux-ci ont réussi à faire leur apparition. Au cours de sa mission le rover, baptisé Curiosity, va rechercher des traces de vie, analyser la composition minéralogique, étudier la géologie de la zone explorée et collecter des données sur la météorologie et les radiations qui atteignent le sol de la planète. La durée de la mission est fixée initialement à deux années terrestres et le rover est conçu pour parcourir 20 km.
Curiosity est cinq fois plus lourd que ses prédécesseurs, les rovers MER, ce qui lui permet d'emporter 85 kg de matériel scientifique dont deux mini laboratoires permettant d'analyser les composants organiques et minéraux et un système d'analyse à distance de la composition des roches reposant sur l'action d'un laser. Les laboratoires embarqués sont alimentés par un système sophistiqué de prélèvement et de conditionnement d'échantillon comprenant une foreuse. Pour répondre aux besoins accrus d'énergie et s'affranchir des contraintes de l'hiver martien et des périodes nocturnes, le rover utilise un générateur thermoélectrique à radioisotope qui remplace les panneaux solaires utilisés dans les précédentes missions de ce type. Enfin il bénéficie de logiciels évolués pour naviguer sur le sol martien et exécuter les taches complexes qui l'attendent

La sonde spatiale au départ de la Terre a une masse de 3,4 tonnes et comprend un étage de croisière chargé d'amener la sonde jusqu'à proximité de la planète Mars, un véhicule de rentrée qui assure la traversée de l'atmosphère martienne à grande vitesse, un étage de descente chargé de la dernière phase aboutissant à l'atterrissage. Pour parvenir à poser le rover de 900 kg sur le sol martien avec la précision demandée par les objectifs scientifiques, la technique d'atterrissage utilisée par ses prédécesseurs a été profondément modifiée : la phase de rentrée atmosphérique est en partie pilotée et le rover est déposé en douceur sur le sol par un étage de descente fonctionnant à la manière d'un hélicoptère-grue.
MSL constitue la mission interplanétaire la plus ambitieuse de la décennie pour la NASA. La complexité de la sonde et du rover ainsi que la nécessité de mettre au point de nouvelles technologies spatiales ont entrainé des modifications importantes du concept de départ durant la phase de développement : les dépassements de cout qui en ont résulté ont failli entrainer l'annulation de tout le projet. Le lancement prévu initialement en 2009 a du être repoussé à la fenêtre de lancement suivante 26 mois plus tard en 2011. Le coût total du projet est désormais évalué à 2,5 milliards de dollars US.

DE L EAU SUR MARS !

La Nasa évoque l’existence d’eau liquide sur Mars

 (NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona)
La sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a révélé la présence d'eau liquide sur Mars au cours des mois les plus chauds.


Des planétologues de la Nasa et de l’université d’Arizona ont observé de nouveaux éléments «qui suggèrent la présence d’eau liquide sur Mars». À l’aide de la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) lancée en 2005, ils ont constaté la présence d’écoulements de couleur sombre dans le cratère de New Newton situé dans la région sud de la planète rouge.

Cette «eau liquide», saumâtre, suinterait de la terre pendant les saisons chaudes (printemps et étés martiens) puis disparaîtrait pendant les saisons froides, avant de faire à nouveau surface au printemps suivant. Au total, la sonde a comptabilisé des «milliers» d’écoulements au cours des trois dernières années, en sept endroits différents.

La découverte d’eau liquide pourrait s’avérer stratégique pour comprendre une éventuelle vie passée et préparer une future exploration habitée sur Mars, dans la mesure où l’eau est l’une des conditions sine qua non pour que des hommes puissent vivre sur la planète rouge.

PHOBOS GRUNT

Phobos-Grunt (en russe : Фобос-Грунт c'est-à-dire sol de Phobos) est une mission programmée par la Russie qui doit explorer Phobos, une des 2 lunes de Mars. La sonde spatiale lourde (8 tonnes au départ de la Terre) doit étudier les caractéristiques de cette lune et ramener un échantillon de son sol (environ 200 g) sur Terre. Le lancement est prévu en octobre 2011 (initialement octobre 2009) 1. Ce sera la première mission interplanétaire de la Russie depuis l’échec de Mars 96. La sonde spatiale emporte une cinquantaine de kg d'instruments scientifiques dont certains réalisés en collaboration avec plusieurs organismes de pays européens (dont le CNES) et chinois. L'un des objectifs de la sonde Phobos-Grunt est de déterminer si Phobos est un astéroïde capturé par Mars. La sonde emportera le micro-satellite chinois Yinghuo 1 qui doit se mettre en orbite autour de Mars pour faire des études de l'interaction entre l'atmosphère martienne et le vent solaire.

L'origine de Phobos n'est pas connue avec certitude : ce satellite de Mars de petite taille (28 x 20 km) avec une orbite très basse (altitude moyenne d'environ 6 000 km), pourrait être un astéroïde capturé par Mars ou un morceau d'un satellite de Mars plus important qui se serait brisé. La sonde doit tenter de répondre à la question de son origine en analysant son sol. Elle doit également étudier l'évolution du satellite et plus généralement apporter des éléments au rôle des astéroïdes dans la formation des planètes. Les principales expériences effectuées par la sonde sont les suivantes :
Collecte d'un échantillon du sol de Phobos (environ 200 g) qui sera ramené sur Terre.
Analyses physico-chimiques sur place du sol Phobos.
Étude des jets de gaz découverts par Phobos 2 et recherche d'éventuelles poches de glace2,3.
Étude du comportement atmosphérique de Mars et notamment de la dynamique des tempêtes de sable.
Étude de l’environnement ionisé de Mars, et de son interaction avec le vent solaire et l’étude de l’atmosphère martienne.
Le nom de la sonde provient des deux aspects principaux de la mission : sa destination Phobos et Grunt signifiant dans ce contexte sol (dont on espère pouvoir retourner un échantillon vers la Terre).
Déroulement prévu de la mission[modifier]

Maquettede de la sonde avec son étage de croisière.
Lancement en 2011.
Injection sur une orbite de transfert vers Mars d'une durée de 10 à 11 mois, après que la sonde s'est placée sur une orbite intermédiaire excentrique (au lieu d'un tir direct).
Injection sur une orbite autour de Mars parallèle à Phobos. La forme irrégulière de la lune et sa proximité avec Mars interdisent une satellisation stable autour de la lune : la sonde est à la fois sous l'influence du champ gravitationnel de Mars et de Phobos. Pour qu'elle puisse se placer en orbite autour de Phobos et non de Mars, il faut que le rayon de son orbite soit inférieure à une valeur découlant du rapport de masse entre Phobos et Mars et de leur distance respective. Phobos étant très proche de Mars et de masse relativement faible, ce rayon est égal à environ 16 km. Compte tenu de la forme très irrégulière de Phobos, l'orbite à la limite de la sphère de Hill de Phobos n'est pas viable.
Cartographie de Phobos et repérage du site d'atterrissage.
Contact avec la surface de Phobos, le prélèvement de 200 à 300 g d'échantillons se fera à ce moment-là4.
Décollage de la capsule de retour d'échantillons tandis que 50 kg d'équipements restent sur place pour continuer des analyses in situ.
Atterrissage de la capsule sur le territoire russe.


La date de lancement de Phobos Grunt, novembre 2011, approche et les dernières opérations de développement sont en cours. La sonde conçue et réalisée par NPO Lavochkin a été envoyée au centre d’essai de NITs RKP à Peresvet  le 29 mai ; elle a été placée dans la chambre de simulation vide et thermique le 6 juin et en est ressortie le 21 juin.

La sonde Phobos Grunt en cours d’installation dans la chambre à vide le 6 juin. Equipée de toutes ses protections thermiques en mylar doré, elle a maintenant l’aspect « spatial » que l’on ne trouve pas sur les maquettes. On reconnait à peine l’étage Fregat en bas, la structure de liaison octogonale qui contient la sonde chinoise au milieu et la sonde Phobos Grunt proprement dite en haut. Sur celle-ci apparaissent nettement tout en haut la crosse d’arrivée des échantillons dans la capsule de retour elle-même logée au milieu du carré des panneaux solaires du véhicule de retour. En haut à droite se trouve l’antenne de communications avec la Terre. (doc. NPO Lavochkin)

On peut suivre en quelques photos les différentes opérations de cette phase d’essais.

La sonde à l’horizontale.  Sur la photo de gauche on voit bien (à gauche) la structure octogonale de liaison entre Phobos Grunt et l’étage Fregat (pas encore installé). Deux des pieds d’atterrissage sont aussi visibles. A droite la vue montre surtout l’étage de retour, du coté du système de collecte d’échantillon, avec, bien en évidence, la crosse d’introduction dans la capsule récupérable de retour. (doc. NITs RKP)

Préparatifs finaux à gauche et la sonde dans la chambre à vide à droite (doc. NPO Lavochkin)

Le 21 juin la sonde est ressortie de la chambre à vide (doc. NPO Lavochkin)

Pour mémoire Phobos Grunt embarque plusieurs expériences et matériels français.

L’ensemble GAP (Gas Analytic Package) pour caractériser la composition du sol du point de vue moléculaire et comportant :

un Pyrolyseur - Analyseur Thermique Différentiel (TDA)
un spectromètre Laser (TDLAS)
un Spectromètre de Masse (MS)
un Chromatographe en Phase Gazeuse (GC).
Des caméras :

Deux caméras panoramiques (PANCAM) au bout de chacun des deux bras
une paire de caméras stéréoscopiques (STEREO PAIR)

Un microscope visible (MICROMEGA VIS).
Un microscope infra-rouge (MICROMEGA IR) dont la livraison est prévue le 14 juillet

Et la France a participé au développement de l'instrument TIMM 2 et  à la conception du Planetary Ion Sensor.

Panneau descriptif de Phobos Grunt et maquette à l’échelle 1/5 au salon du Bourget. La sonde est montée sur l’étage Fregat dont la mission ira jusqu’à la satellisation autour de Mars. Le réservoir torique à la base est utilisé pour les manœuvres initiales d’élancement dans le domaine terrestre. Vide, il est largué au début de la trajectoire vers Mars. Les réservoirs constitués des sphères accolées sont, eux, utilisés pour la ou les corrections de trajectoire et la mise en orbite martienne. Le largage du Fregat permet de libérer la sonde chinoise qui est localisée à l’intérieur de la structure octogonale. (doc. A. Souchier)

La partie supérieure de Phobos Grunt avec les étages de descente et remontée. Compte tenu de la faible pesanteur sur Phobos la sonde n’y pèsera que 400 g ! On voit à gauche le système de collecte d’échantillons et à droite l’étage de remontée vu du dessus avec ses 4 réservoirs d’ergols et la crosse d’arrivée des échantillons dans la capsule de retour maintenant de forme conique après avoir initialement été présentée comme une sphère. Noter la différence d’aspect entre cette maquette et la sonde réelle équipée de ses protections thermiques dorées en mylar. (doc. A. Souchier)

MISSION ODYSSEY

2001 Mars Odyssey est une sonde spatiale de la NASA placée en orbite en 2002 autour de la planète Mars. Cette sonde a pour objectif d'étudier la surface de Mars et en particulier de détecter la présence éventuelle d'eau (passée ou présente) à la surface de Mars à l'aide de spectromètres et d'une caméra. La mission doit aussi permettre de détecter une éventuelle activité volcanique. La mission Mars Odyssey pourrait ainsi nous permettre de savoir si Mars a bénéficié de conditions propices à l'apparition de la vie. La sonde sert aussi de relais de communication entre les robots de la mission Mars Exploration Rover et la Terre.


Le projet a été développé par la NASA, et la sonde construite par Lockheed Martin. Le coût total de la mission est estimé à 297 millions de dollars.

Lancement et mise en orbite

Odyssey est lancée de Cap Canaveral, en Floride, le 7 avril 2001 par une fusée Delta II et elle atteignit Mars le 24 octobre 2001, à 02 heures 30 (heure universelle).
Le moteur principal du vaisseau a été utilisé pour placer la sonde en orbite martienne mais Odyssey profita aussi de la technique dite du freinage atmosphérique pour se placer sur son orbite finale. Cette technique consiste à se « frotter » aux hautes couches de l'atmosphère martienne, afin de rapprocher graduellement le vaisseau de Mars, au fil des orbites. La sonde a pu ainsi économiser plus de 200 kilogrammes de propergol. La phase de freinage atmosphérique s'est achevé en janvier 2002 et la mission scientifique proprement dite a débuté le 19 février 2002.

EXOMARS > Mars Astrobiology Explorer-Cacher

Le Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C) est un projet de mission martienne proposée par la NASA. Cette mission serait remplie par un rover qui serait lancé en 2018, avec le rover de la mission ExoMars de l'Agence spatiale européenne1,2,3.
Si il est approuvé, le rover sera alimenté à l'énergie solaire, avec une masse maximale de 340 kg et serait basé en grande partie sur les composants du rover Mars Science Laboratory (MSL), mais entraînerait un design pour un nouveau système adapté à sa mission spécifique. Le rover MAX-C exécuterait des explorations astrobiologiques in situ, il évaluerait le potentiel d'habitabilité de différents milieux de Mars, recueillerait,(et documenterait) des échantillons potentiellement destinés à un retour sur Terre par une future mission.

Les éléments essentiels pour une vie sur Mars - l'eau, l'énergie et les nutriments - sont aujourd'hui présents sur la planète, et les données géologiques de Mars présentent des nombreux indices qu'il est tentant d'interpréter comme l'existence par la passé de nombreux environnements propices à la vie. Si la vie est apparue et a évolué sur Mars dans les premières phases de son existence, alors il est possible, et même probable, que des biosignatures physiques ou chimiques aient été préservées dans les roches qui étaient à l'époque situées en surface. Ces découvertes et conclusions sont des arguments convaincants pour une mission menée par un rover chargé de rechercher des témoignages de la vie martienne passée.

Durant la plus grande de la dernière décennie, l'objectif du programme d'exploration de Mars mené par la NASA a été la recherche d'indices prouvant la présence d'eau. Bien que cette stratégie ai été couronné de succès dans le cadre des missions sur Mars de 1996-2007, on considère de plus en plus que l'évaluation du potentiel astrobiologique des environnements martiens nécessite d'aller au dela de la simple identification des endroits où l'eau liquide était présente. Ainsi, afin de rechercher des signes de vie passée ou actuelle sur Mars, il est nécessaire de caractériser plus complètement la structure microscopique et macroscopique des matériaux sédimentaires. Pour aborder la question de la vie ce type d'information est essentiel pour sélectionner et recueillir des échantillons destinés à être étudiés dans les laboratoires sophistiqués sur Terre.
L'utilisation de robots pour recueillir des échantillons géologiques qui seraient éventuellement ramenés par une mission ultérieure sur Terre est une stratégie analysée depuis au moins depuis le milieu des années 1990. En 2007, on a recommandé que toutes les missions sur le sol martien postérieures à Mars Science Laboratory prévoient la constitutions de stocks d'échantillon de manière à permettre la réalisation d'une mission de retour d'échantillons sur Terre au plus tôt. Mi-2007, la NASA a demandé qu'un système de stockage d'échantillon soit ajouté au rover MSL. Mais les experts ayant mis en doute la qualité des échantillons recueillis de cette manière, cette fonctionnalité a été abandonnée en novembre 2008 au profit d'outils permettant de nettoyer le système de recueil d'échantillons pour corriger les problèmes rencontrés par l'atterrisseur Phoenix durant ses manipulations d'échantillon.
L'équipe Mars Architecture Tiger Team (MATT), chargée de jeter les bases de la future mission, a développé le concept d'un rover de milieu de gamme. Lorsque le rapport MATT-3 est publié (2009), plusieurs dénominations étaient utilisés dans les groupes de travail, dont « Mid-Range Rover » et « Mars Prospector Rover », et on s'accordait sur le fait que la mission comprendrait un seul rover de classe MER ou MSL qui devait effectuer un atterrissage de précision et disposer de capacités lui permettant de recueillir des échantillons du sol martien. Pour fournir un nom qui corresponde à l'objectif de la mission, le nom générique adopté jusque là Mid-Range Rover (MRR) a été abandonné en août 2009 au profit de Mars Astrobiology Explorer-Cacher (MAX-C).

Objectifs

L'objectif principal de la mission est d'évaluer les conditions paléo-environnementales, caractériser le potentiel de préservation de bio-signatures, et d'accéder à plusieurs séquences géologiques pour rechercher de preuves de vie passée et/ou de chimie prébiotique. Les échantillons nécessaires pour atteindre les objectifs scientifiques de la future mission de retour d'échantillon serait réunis, documentés, et conditionnés de manière à permettre son éventuel retour sur Terre.
L'objectif scientifique principal est donc d'atterrir sur un site ayant un haut potentiel d'habitabilité, et susceptible d'avoir préservé les biosignatures physique et chimique de :
Astrobiologie du début du Noachien - contexte environnemental prébiotique dans lequel la vie pourrait apparaître.
Stratigraphie du Noachien-Hesperien - Test ds conditions de surface avant et après la baisse de l'érosion, l'altération aqueuse, l'activité fluviale, et le champ magnétique étaient habitables.
Astrobiologie - la vie liée à des hypothèses de test dans le cadre d'un autre type particulier de terrain géologique. Prélèvement des échantillons qui pourraient avoir conservé de nombreux témoignages de la chimie prébiotique ou de la vie sur Mars ; caractériser le potentiel pour la préservation de bio-signatures.
Les émissions de méthane à partir du sous-sol.
Datation radiométrique
Carottage profond - carottes prélevées à une profondeur d'environ 2 m,
Couches de dépôts polaires - recherche de témoignages des évolutions récentes du climat de la planète.
Glace à faible profondeurs aux latitudes moyennes - évaluer la capacité de la glace à se conserver à ces latitudes et dans quelle mesure les perchlorates affectent cette capacité. La glace aux latitudes moyennes peut-elle être exploité pour produire des ressources (eau, oxygène,...) sur place (ISRU)?
Un objectif scientifique secondaire est de disposer de données sur le long terme sur la pression atmosphérique à la surface de la planète.

EXOMARS > ROVER > 2018

Le Rover ExoMars est un projet de rover de l'Agence spatiale européenne dont l'objectif principal est la recherche de trace de vie passée à la surface de Mars. Le rover développé dans le cadre du programme ExoMars doit être lancé en 2018 avec le rover MAX-C de la NASA. Tous deux doivent partager le même véhicule durant le transit vers Mars et la descente sur le sol martien. ExoMars Rover emporte plusieurs instruments dont un mini laboratoire capable d'analyser les échantillons extraits du sous-sol martien par une foreuse.

Au début des années 2000 un projet de rover martien européen sous l'appellation d'ExoMars, est mis à l'étude. Ce projet ambitieux est repoussé à plusieurs reprises car il nécessite à la fois des moyens financiers importants et la maitrise des techniques d'atterrissage sur Mars. Il est inscrit en 2005 comme mission majeure (Flagship mission) du programme Aurora. En octobre 2009 la NASA et l'Agence spatiale européenne associent leurs projets d'exploration de la planète Mars dans le cadre de l'Initiative conjointe d'exploration de Mars. La première matérialisation de cet accord est le programme ExoMars qui regroupe désormais quatre engins spatiaux :
ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) est un orbiteur sous la responsabilité de l'ESA qui a pour mission primaire d'identifier l'origine du méthane et d'autres gaz rares présents dans l'atmosphère martienne. Il doit être lancé en 2016 avec ExoMars EDM.
ExoMars EDM est un atterrisseur développé par l'ESA qui doit se poser en 2016 sur la planète Mars. ExoMars EDM doit permettre de valider les techniques de rentrée atmosphérique et d'atterrissage qui seront mises en œuvre par de futures missions martiennes européennes.
ExoMars Rover
MAX-C est un rover développé par la NASA lancé avec Exomars Rover en 2018 qui doit rechercher des indices de la vie, prélever des carottes dans le sous-sol martien et les stocker pour une future mission de retour d'échantillon sur Terre qui reste à définir.
Objectifs

Exomars rover doit :
Rechercher des indices d'une vie passée ou présente sur la planète Mars
Caractériser la composition du sous-sol martien en fournissant la composition géochimique et les indices de présence d'eau
Caractéristiques techniques

Instruments scientifiques
Les instruments embarqués comprennent1 :
PanCam (Panoramic Camera) : Caméras panoramiques
WISDOM (Water Ice and Subsurface Deposit Observation on Mars) : Radar permettant de détecter la présence de dépôts de glace d'eau dans le sous-sol proche de la surface
CLUPI (CLose-UP Imager on ExoMars) : Système de caméra permettant de faire des gros plans en couleurs des roches, affleurements, carottes de forage
Raman : Spectroscope laser Raman pour l'analyse de la composition des roches à distance
Ma_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies) : Spectromètre pour l'analyse de la matière martienne en surface et sous surface
MOMA (Mars Organic Molecule Analyser) : Chromatographe en phase gazeuse pour analyser la matière organique et inorganique dans l'atmosphère, en surface et dans le sous-sol
MicrOmega : Spectromètre infrarouge pour l'étude des échantillons martiens
Mars-XRD (X-Ray Diffractometer) : Analyse de la structure cristalline par diffraction par rayons X

Foreuse
Le rover dispose d'une foreuse capable de prélever des carottes jusqu'à une profondeur de 2 mètres. Elle est capable de pénétrer dans le sol martien et d'y prélever une carotte d'un cm de diamètre et de 3 cm de long puis de transférer cet échantillon dans le mini laboratoire du rover. Le senseur de l'instrument Ma_MISS, un spectromètre infrarouge miniaturisé, est monté sur la tête de la foreuse pour permettre l'étude du forage. La foreuse est conçue pour permettre de travailler dans les différents sols qui sont envisagés pour la mission. Elle doit pouvoir effectuer 7 forages plus deux d'un profondeur de 2 mètres avec recueil de 4 carottes à chaque sondage profond.
La foreuse comprend 2 :
une tête de forage de 70 cm de long qui inclue le système permettant de recueillir la carotte et la tête de lecture du spectromètre.
trois tiges de 50 cm de long permettant à la tête de forage d'atteindre la profondeur de 2 mètres.
Le moteur qui imprime le mouvement de rotation au système de forage.
Une structure située sur le flanc du rover dans laquelle la foreuse est rangée lorsqu'elle n'est pas utilisée.
Déroulement de la mission[modifier]

Lancement et transit vers Mars
Le rover Exomars et le rover américain MAX-C sont lancés par une fusée américaine Atlas en mai 2018 et doivent arriver sur la planète Mars 9 mois plus tard. Du lancement jusqu'à l'atterrissage, les deux rovers sont installés sur une palette unique installé dans un ensemble formé par l'étage de croisière, le bouclier thermique et l'étage de descente qui reprend l'architecture du rover Mars Science Laboratory (Curiosity) lancé en 2011. Après l'atterrissage les rover mènent des programmes d'exploration indépendants.

L'exploration du sol martien
La durée nominale de la mission est de 180 sols (jours martiens). La mission est constitué de cycle d'expérimentation : chaque cycle comprend le repérage d'un lieu présentant un intérêt scientifique, le déplacement jusqu'à celui-ci, la mise en œuvre des instruments scientifiques et enfin la transmission vers la Terre des données scientifiques. Les instruments optiques, radar et infrarouge permettent d'effectuer des repérages dans un cercle d'environ 20 mètres autour du rover. Celui-ci a la capacité de parcourir plusieurs kilomètres entre deux sites intéressants mais il est probables que la distance entre deux sites sera généralement comprise entre 100 et 500 mètres.

EXOMARS > Trace Gas Orbiter (TGO) > 2016

ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) (autrefois désigné sous l'appellation 2016 Mars Science Orbiter (MSO))1,2 est une sonde interplanétaire développé par l'Agence spatiale européenne avec une participation importante de la NASA qui doit se placer en orbite autour de la planète Mars pour étudier l'origine du méthane et d'autres gaz présents dans l'atmosphère martienne. La sonde doit être lancée en 2016 dans le cadre du programme ExoMars par un lanceur américain Atlas V 421. La sonde doit transporter l'atterrisseur européen ExoMars EDM qui doit permettre aux équipes européennes de roder les techniques d'atterrissage sur Mars.

Contexte

Au début des années 2000 un projet de rover martien européen ExoMars, est mis à l'étude. Ce projet ambitieux est repoussé à plusieurs reprises car il nécessite à la fois des moyens financiers importants et la maitrise des techniques d'atterrissage sur Mars. Il est inscrit en 2005 comme mission majeure (Flagship mission) du programme Aurora. En octobre 2009 la NASA et l'Agence spatiale européenne associent leurs projets d'exploration de la planète Mars dans le cadre de l'Initiative conjointe d'exploration de Mars. La première matérialisation de cet accord est le programme ExoMars qui regroupe désormais quatre engins spatiaux :
ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) est un orbiteur sous la responsabilité de l'ESA qui a pour mission primaire d'identifier l'origine du méthane et d'autres gaz rares présents dans l'atmosphère martienne
ExoMars EDM est un atterrisseur de l'ESA qui doit permettre à celle-ci de valider les techniques de rentrée atmosphérique et d'atterrissage sur Mars en vue de l'envoi d'un rover.
ExoMars Rover est un rover européen qui doit rechercher la présence de vie sur Mars et étudier la surface la planète pour y détecter des indices de présence d'eau
MAX-C est un rover développé par la NASA qui doit pouvoir rechercher des indices de la vie, prélever des carottes dans le sous-sol martien et les stocker pour une future mission de retour d'échantillon sur Terre qui reste à définir.
Les engins ExoMars TGO et ExoEDM doivent être lancés ensemble début 2016 et constituer la première partie du programme ExoMars placée sous la responsabilité de l'Agence spatiale européenne. La seconde partie du programme, lancée en 2018 par une unique fusée et baptisée ExoMars 2018, comprend le lancement des deux rovers qui doivent effectuer l'atterrissage en partageant le même module de descente. Exomars 2018 est placée sous la responsabilité de la NASA.
Le constructeur franco-italien Thales Alenia Space a été retenu pour la construction de ExoMars TGO et ExoMars EDM5.

Objectifs

ExoMars TGM a une mission principale scientifique et une mission secondaire qui est de jouer le rôle de relais de télécommunications avec les autres orbiteurs en activité autour de Mars pour les rovers présents sur le sol martien.
Des observations récentes réalisées par des orbiteurs martiens ainsi que depuis des observatoires terrestres ont indiqué la présence de méthane dans l'atmosphère martienne avec des variations dans le temps de la concentration de ce gaz. Les modèles actuels ne permettent pas d'expliquer la présence de méthane et les rapides changements de sa concentration sur le plan spatial et temporel. L'apparition du méthane comme sa disparition ne sont pas expliquées. Ces observations soulèvent les questions suivantes :
S'agit il d'une manifestation d'une activité souterraine :
Y a-t-il des réservoirs de glace en surface ou proches de la surface (en particulier dans la glace) ? Où sont ces réservoirs
Quelle est l'origine de ce gaz : géochimique ou biochimique ?
Existe-t-il d'autres traces de gaz ? Quels sont les ratios des isotopes ?
Quels sont les processus qui contrôlent le cycle de vie de ces gaz ?
Échelle de temps des emplacements, des activations et des modifications : phénomènes saisonniers, annuels, épisodiques, long terme
rôle de la géochimie hétérogène
Interaction entre la surface et l'atmosphère
Ces questions débouchent sur les objectifs assignés à la mission ExoMars TGM6 :
Identifier les gaz et isotopes présents sous forme de trace dans l'atmosphère martienne
Définir les variations spatiales et temporelles de la distribution du méthane et si possible des gaz les plus importants ainsi que des molécules à l'origine de ces gaz (H²O,...)
Localiser les sources du méthane et des principaux gaz et leurs interactions dont celles avec les aérosols et de quelle manière ces processus sont modifiés par l'état de l'atmosphère (température, distribution des principales sources de gaz comme l'eau)
Prendre des photos des formations de surface qui peuvent être liées aux sources de gaz.



Instruments scientifiques

ExoMars TGM embarque cinq instruments scientifiques développés par des équipes internationales. Quatre de ces instruments sont développés sous la responsabilité américaine et un instrument sous la responsabilité de la Belgique6 :
Le spectromètre infrarouge MATMOS effectue des mesures dans la bande des 2,3-11,8 microns. Il doit détecter les traces de gaz présents dans l'atmosphère et de leurs isotopes.
Le spectromètre ultraviolet NOMAD fonctionne dans les bandes 0,2-0,65 et 2,2-4,3 microns. Il doit détecter les gaz et les isotopes présents dans l'atmosphère. L'instrument est très proche de celui embarqué sur la sonde Venus Express.
Le radiomètre infrarouge EMCS utilise 9 canaux entre 12 et 45 microns pour mesurer la température, la pression, la concentration de poussière, la vapeur d'eau, la glace dans l'atmosphère avec une résolution verticale de 5 km sur une épaisseur de 90 km. L'instrument est pratiquement une copie de l'instrument Mars Climate Sounder de la sonde martienne Mars Reconnaissance Orbiter.
L'imageur MAGIE fournit des images en lumière visible et dans l'ultraviolet destinées à fournir le contexte météorologique. Il doit délivrer 50 cartes par jour de l'atmosphère avec une définition de 4 à 6,4 km par pixel pour les cartes d'ensemble et de 400 mètres par pixel pour des cartes de détail.
L'imageur HiSCI doit fournir des images en couleur. La caméra a une focale de 6,4 mètres.
Déroulement de la mission[modifier]

ExoMars TGO doit être lancé début janvier 2016 par une fusée Atlas V 421 et atteindre Mars environ 9 mois plus tard vers octobre 2016. Trois à cinq jours avant les manœuvres d'insertion en orbite autour de Mars, la sonde doit libérer l'atterrisseur qui effectue une rentrée directe dans l'atmosphère martienne dans le prolongement de la trajectoire hyperbolique de la sonde. Les manœuvres d'insertion en orbite qui suivent sont dans la mesure du possible conçues pour permettre de maintenir la liaison UHF avec l'atterrisseur. La sonde doit s'insérer sur une orbite elliptique autour de Mars d'une période de 4 sols et s'y maintenir durant 8 sols après l'atterrissage pour que l'orbiteur puisse effectuer un passage supplémentaire au-dessus du lieu d'atterrissage. Par la suite ExoMars TGO entame une série de manœuvres à l'aide de sa propulsion pour réduire son apogée et faire passer son inclinaison à 74° et sa période à 1 sol. Les réductions consécutives de son apogée sont effectuées en utilisation la technique de l'aérofreinage c'est à dire en manœuvrant de manière à faire passer l'orbiteur dans les couches denses de l'atmosphère martienne et ainsi ralentir la sonde et réduire son orbite. Cette deuxième phase doit durer de 6 à 9 mois et doit amener la sonde sur une orbite circulaire comprise entre 350 et 420 km optimale pour le recueil des données scientifiques 7.
Le recueil des données scientifiques devrait débuter vers mai 2017 mais cette date dépend de l'efficacité de l'aérofreinage. La durée nominale de la mission scientifique est de une année martienne. A l'issue de cette phase les deux rovers de la mission ExoMars 2018 devraient arriver (début janvier 2019) : la mission prioritaire de l'orbiteur sera, à compter de cette date, de jouer le rôle de relais de télécommunications entre les rovers et la Terre7.

SONDE MAVEN

Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN ou MAVEN est une sonde spatiale d'exploration de la planète Mars développée dans le cadre du programme Mars Scout de l'agence spatiale américaine de la NASA. Son objectif est de déterminer quels sont les mécanismes à l'origine de la disparition de l’atmosphère de la planète et notamment d'étudier les interactions entre l'atmosphère résiduelle et le vent solaire. Le lancement de la sonde est planifié pour fin 2013.



Article principal : Atmosphère de Mars.
Mars perd lentement son atmosphère qui s'échappe dans l'espace. Par le passé Mars a eu une atmosphère dense et était suffisamment chaude pour que de l'eau circule à sa surface sous forme liquide. Mais depuis plusieurs milliards d'années celle-ci s'est échappée et la surface de Mars s'est refroidie et asséchée tandis que le rayonnement ultraviolet, qui n'est plus filtré par l'atmosphère, a stérilisé son sol. Il est probable que le vent solaire est à l'origine de cette quasi disparition. Celui-ci est constitué de particules chargées électriquement émises par le Soleil qui bombardent constamment les planètes du système solaire. Sur la planète Terre, le champ magnétique est suffisamment puissant pour repousser l'essentiel des ions et des électrons. Mais Mars a perdu son champ magnétique il y a plusieurs milliards d'années1.
Plusieurs mécanismes peuvent être simultanément à l'origine de la fuite de l'atmosphère martienne. Le rayonnement ultraviolet et le vent solaire transforment les atomes et les molécules de la haute atmosphère martienne, à l'origine électriquement neutres, en particules chargées (ions). Le champ électrique généré par le vent solaire peut alors agir sur celles-ci et les chasser dans l'espace. Le vent solaire peut également réchauffer les molécules de la haute atmosphère qui échappent alors à la gravité martienne. Le sol de Mars a conservé les traces d'impact d'énormes astéroïdes qui ont créé près de 20 cratères de plus de 1 000 km de diamètre. Le choc aurait pu chasser une grande partie de l'atmosphère martienne. Mais des éruptions volcaniques ont eu lieu par la suite et auraient du reconstituer l'atmosphère. La disparition de celle-ci résulte peut-être de la combinaison de tous ces mécanismes1.
Les instruments des sondes spatiales Mars Global Surveyor et Mars Express ont permis de vérifier que des ions des couches supérieures de l'atmosphère martienne s'échappaient en continu dans l'espace. MAVEN a pour mission d'évaluer le rôle des différents mécanismes déjà identifiés et, éventuellement, d'en détecter de nouveaux. Il doit mesurer le taux de perte sur une année et l'incidence des variations de l'activité solaire sur ce taux. La mesure du ratio deutérium sur hydrogène doit permettre d'évaluer la quantité d'hydrogène perdu par Mars depuis sa création : le deutérium est un isotope lourd de l'hydrogène qui s'échappe donc plus difficilement de l'atmosphère martienne. Les mécanismes à l'œuvre ont modifié ce ratio par rapport à la proportion d'origine établie à partir de mesures effectuées sur les comètes et astéroïdes qui sont le reflet de la composition originelle du système solaire1.
Objectifs de la mission[modifier]

La sonde Maven doit remplir quatre objectifs :
Mesurer l'incidence de la perte des composés volatiles de l'atmosphère martienne (dixoxyde de carbone, dixoxyde d'azote, eau,...) sur l'histoire de Mars, de son climat, de la présence de l'eau,
Déterminer les caractéristiques actuelles de la couche atmosphérique supérieure de Mars, de l'ionosphère et les interactions avec le vent solaire,
Évaluer la vitesse d'échappement actuelle des gaz non ionisés et des ions dans l'espace et les processus qui en sont responsables,
Déterminer la proportion d'isotopes stables dans l'atmosphère martienne.
Déroulement de la mission

La durée de la mission est de une année terrestre et pourra être allongée à une année martienne (668 jours terrestres). La sonde doit se placer sur une orbite de 150 km avec une inclinaison de 75° et une période de révolution de 4,5 heures. Au cours de sa mission, la sonde effectuera 5 plongées de 5 jours dans l'atmosphère martienne en abaissant son altitude à 125 km2.
Caractéristiques de la sonde

Maven est un orbiteur qui reprend les caractéristiques de Mars Reconnaissance Orbiter. Les panneaux solaires peuvent fournir jusqu'à 1 231 Watts d'énergie qui est stockée dans 2 batteries NiH2 de 55 Ampères-heures. Les données sont transmises aux stations au sol à l'aide d'une antenne parabolique grand gain de 2 mètres de diamètre avec un débit de 418 kilobits par seconde. Ses moteurs-fusée lui fournissent un delta-v de 2029 m/s. Les caractéristiques de MAVEN sont compatibles avec un lancement par Atlas V et Delta IV2.
La sonde emporte huit instruments scientifiques3 :
Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer (NGIMS) est un spectromètre de masse qui doit permettre d'étudier les gaz neutres et les ions.
Imaging Ultraviolet Spectrometer (IUVS) est spectromètre imageur ultraviolet
Les six instruments suivants forment l'Instrumental Particle and Field Package (PFP), destinés à étudier le plasma :
Magnetometer (MAG), est un magnétomètre
Solar Wind Electron Analyzer (SWEA) est un analyseur d'électrons du vent solaire dont le développement est assuré essentiellement par le laboratoire français du Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR),
Solar Wind Ion Analyzer (SWIA) est un analyseur d'ions du vent solaire
Solar Energetic Particles (SEP) est un instrument de mesure des particules énergétiques solaires
SupraThermal And Thermal Ion Composition (STATIC) analyse la composition des ions thermiques et suprathermiques
Langmuir Probe and Waves antenna (LPW) regroupe une sonde de Langmuir et des antennes de mesures des ondes




ExoMars EDM ou ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module est un atterrisseur développé par l'Agence spatiale européenne (ESA), qui doit se poser sur la planète Mars. ExoMars EDM doit permettre valider les techniques de rentrée atmosphérique et d'atterrissage qui seront mises en œuvre par de futures missions martiennes européennes. L'engin spatial doit être lancé par une fusée américaine Atlas V 421 avec l'orbiteur martien ExoMars Trace Gas Orbiter qui fait partie comme lui du programme ExoMars commun à l'ESA et à la NASA et qui est chargé de transporter ExoMars EDM jusqu'à Mars.
Contexte

Article détaillé : ExoMars.
Au début des années 2000 un projet de rover martien européen ExoMars, est mis à l'étude. Ce projet ambitieux est repoussé à plusieurs reprises car il nécessite à la fois des moyens financiers importants et la maitrise des techniques d'atterrissage sur Mars. Il est inscrit en 2005 comme mission majeure (Flagship mission) du programme Aurora. En octobre 2009 la NASA et l'Agence spatiale européenne associent leurs projets d'exploration de la planète Mars dans le cadre de l'Initiative conjointe d'exploration de Mars. La première matérialisation de cet accord est le programme ExoMars qui regroupe désormais quatre engins spatiaux :
ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) est un orbiteur sous la responsabilité de l'ESA qui a pour mission primaire d'identifier l'origine du méthane et d'autres gaz rares présents dans l'atmosphère martienne
ExoMars EDM
ExoMars Rover est un rover européen qui doit rechercher la présence de vie sur Mars et étudier la surface la planète pour y détecter des indices de présence d'eau
MAX-C est un rover développé par la NASA qui doit pouvoir rechercher des indices de la vie, prélever des carottes dans le sous-sol martien et les stocker pour une future mission de retour d'échantillon sur Terre qui reste à définir.
Les engins ExoMars TGO et ExoMars EDM doivent être lancés ensemble début 2016 et constituer la première partie du programme ExoMars placée sous la responsabilité de l'Agence spatiale européenne. La seconde partie du programme, lancée en 2018 par une unique fusée et baptisée ExoMars 2018, comprend le lancement des deux rovers qui doivent effectuer l'atterrissage en partageant le même module de descente. Exomars 2018 est placée sous la responsabilité de la NASA.
Le constructeur franco-italien Thales Alenia Space a été retenu pour la construction de ExoMars TGO et ExoMars EDM1.
La mise au point des techniques d'atterrissage sur Mars

L'un des principaux objectifs assignés aux missions spatiales à destination de la planète Mars est la recherche de traces de vie passée ou actuelle. L'approche la plus pertinente pour cette recherche est d'effectuer des investigations sur le sol martien. Mais la réalisation d'un atterrissage contrôlé sur la planète rouge est un exercice difficile comme l'ont prouvé les nombreux échecs de missions martiennes. L'Agence spatiale européenne, qui n'a jusqu'à présent jamais posé une mission sur le sol martien veut acquérir cette expertise à l'aide de ExoMars EDM. Cet engin doit permettre de valider les différentes techniques mises en œuvre durant la rentrée atmosphérique, la descente puis l'atterrissage2.
Caractéristiques techniques

ExoMars EDM a la forme d'une soucoupe d'un diamètre de 2,4 mètres d'une masse de 600 kg. La sonde arrive durant la saison des tempêtes de sable sur Mars et est conçue pour pouvoir y faire face. Il comprend un bouclier thermique avant, un bouclier arrière, un parachute, un ensemble de moteurs-fusées destinés à assurer le freinage final, un radar altimètre Doppler. Un ensemble de capteurs doit effectuer des mesures durant la descente qui sont transmises vers la Terre pour permettre de contrôler le comportement de l'atterrisseur. Celui-ci ne dispose pas de panneaux solaires et a une durée de vie de 8 sols (jour martien) limitée par la capacité de ses batteries. ExoMars EDM emporte une petite charge utile qui doit permettre d'étudier son environnement après l'atterrissage. La partie de la sonde qui se pose sur le sol martien ne pèse plus que 300 kg à l'atterrissage après séparation des boucliers, parachute et compte tenu de la consommation de carburant1.
Le bouclier arrière en forme de cône avec un angle de 47° est réalisé en nid d'abeilles d'aluminium de 25 mm d'épaisseur recouvert par une peau en carbone de 0,3 mm d'épaisseur avec des renforts atteignant 1,2 mm. Le bouclier avant a la forme d'un cône beaucoup plus ouvert (70°) et est réalisé en nid d'abeilles de 20 mm d'épaisseur recouvert d'une peau de carbone. L'isolant thermique est constitué par des tuiles en matériau ablatif utilisant du Norcoat Liège, une poudre de liège et de résine phénolique utilisée pour Beagle 2 et ARD. L'épaisseur est au maximum de 16,8 sur le bouclier avant et va de 7,9 à 9 mm sur le bouclier arrière. Il est conçu pour résister à un flux de 2,1 kW par m².
Le bouclier thermique est équipé d'une batterie de senseurs qui doivent permettre de reconstituer le déroulement des opérations1  :
Surveillance du comportement de la structure par des senseurs thermiques, des thermistors (7 sur le bouclier avant, 3 sur le bouclier arrière),
Mesure de la performance aérodynamique et de la densité atmosphérique à l'aide de capteurs de pression(5 sur le bouclier avant)
Contrôle des flux thermiques par des calorimètres et un radiomètre (sous réserve)
Contrôle des sous-systèmes : accéléromètres permettant de mesurer l'impact à l'atterrissage, jauges de contrainte sur les sustentes du parachute, capteurs de pression et de température sur les conduites de carburant
Contrôle visuel (sous réserve) : caméra filmant les événements cruciaux comme la séparation et le déploiement du parachute.
Le parachute qui est déployé grâce à un mortier alors que le module de descente a une vitesse de Mach 2,1 à un diamètre de 12 mètres et comporte une fente. Il constitue une évolution de l'engin mis au point pour la sonde Huygens. La propulsion, utilisée durant la dernière phase de la descente pour ralentir l'atterrisseur, est assurée par 9 moteurs-fusées de type CHT-400 regroupés par groupes de 3. Chaque moteur a une poussée unitaire de 400 Newton et brûle de l'hydrazine stockée dans 3 réservoirs d'une capacité maximum de 45 kg. Le carburant est mis sous pression par de l'hélium et est injecté à 24 bars dans les chambres de combustion.
L'électronique embarquée comprend deux centrales à inertie, un radar altimètre Doppler qui permet de connaître à la fois la vitesse et la distance du sol, deux senseurs solaires utilisés immédiatement après la séparation avec ExoMars TGO pour déterminer l'orientation du module de descente, deux ordinateurs de bord et 4 antennes. Ces équipements sont installés sur une plateforme qui comporte une structure qui absorbe le choc de l'atterrissage en s'écrasant. L'électronique assure le guidage permettre de connaitre l'altitude de l'engin avec une précision de 1,5 m à l'atterrissage. Au moment où les propulseurs sont coupés juste avant l'atterrissage, la vitesse verticale est inférieure ou égale 1 mètre par seconde et la vitesse verticale est inférieure à 2 m/s.

MISSION SPIRIT

la Nasa rend hommage à Spirit, le vaillant robot martien

Par Jean-Baptiste Feldmann, Futura-Sciences
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Il y a quelques semaines la Nasa renonçait définitivement à ranimer son robot martien Spirit, un peu plus d'un an après sa mise en hibernation forcée. Les planétologues américains ont choisi de lui dire adieu en image.

Découvrez toutes les images de Mars
Six années d'activité sur la planète Mars, 8 kilomètres parcourus et 124.000 images enregistrées, sans parler des découvertes : le robot américain Spirit aura été l'un des acteurs majeurs de l'exploration de la Planète rouge en ce début de XXIe siècle. Retour sur une extraordinaire aventure.


La Nasa rend hommage au rover martien Spirit. © Nasa/YouTube


Une odyssée martienne de six ans

Lancé le 9 juin 2003 à bord d'une fusée Delta II, Spirit arrive dans le voisinage de Mars au mois de décembre de la même année alors qu'une tempête de poussière fait rage. Spirit touche le sol martien le 4 janvier 2004 à plus de 80 kilomètres à l'heure protégé par ses airbags et s'immobilise dans le cratère de Gusev après une quinzaine de rebonds. Il commence alors à envoyer vers la Terre ses premières images relayées par l'orbiteur Mars Odyssey. Le 16 janvier le rover quitte sa plateforme d'atterrissage pour effectuer ses premiers tours de roues. Parmi les ingénieurs de la Nasa qui admirent ses déplacements depuis la salle de contrôle du Jet Propulsion Laboratory, aucun n'oserait imaginer que Spirit est parti pour six années d'aventures martiennes jalonnées de belles émotions et de sourdes angoisses.

Le rover commence son aventure avec l'étude de différentes roches vers lesquelles le dirigent à distance les géologues, comme ils le font pour son jumeau Opportunity qui l'a rejoint depuis le 25 janvier dans Meridiani Planum. Par ses observations, Spirit confirme que de l'eau a bien coulé jadis dans le cratère de Gusev, une découverte renforcée à Noël 2004 quand le spectromètre du rover analyse des minéraux hydratés dans les collines Columbia. En mars 2006 Spirit ne roule plus que sur cinq roues au lieu de six mais il passe l'hiver martien sans encombre et fête son millième jour martien le 25 octobre.

L'année 2007 est marquée pour le rover par l'étude d'une tornade en gros plan et la découverte de silice pratiquement pure que Spirit met à jour avec sa roue bloquée qui creuse le sol malgré lui ! Mais le robot commence à vieillir : il s'enlise à plusieurs reprises en 2009, perd de temps en temps la mémoire et termine l'année avec plus que quatre roues en état de marche. Définitivement immobilisé, il est reconverti en station d'observation immobile début 2010. Mais ses panneaux solaires sont alors mal orientés : l'hiver martien arrive et Spirit met fin définitivement à ses communications avec la Terre le 22 mars 2010. Après de multiples tentatives pour renouer le dialogue avec son rover, la Nasa annonce sa perte définitive en mai 2011.

OPPORTUNITY où en es-tu ?

Opportunity

Opportunity est le deuxième astromobile de la mission Mars Exploration Rover de la NASA. Il a atterri sur la planète Mars le 25 janvier 2004 (05:05 UTC) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, soit 21 jours après la sonde Spirit qui est située de l'autre côté de la planète.
Ce robot a pour fonction principale l'analyse géologique de la surface martienne. Il était initialement conçu pour fonctionner 90 sols et est toujours opérationnel – il a atteint 2600 sols le 18 mai 20111. À cette date il a parcouru 29,71 km sur la surface de Mars, plus de sept ans après son atterrissage. La sonde a notamment achevé sa première mission de 90 sols, découvert la première météorite sur une autre planète, Heat Shield Rock (Meridiani Planum), et a passé plus de deux ans à étudier le cratère Victoria. Le robot a réchappé à des tempêtes de poussière en 2007 et a quitté le cratère Victoria en 2008 pour tenter de rejoindre le cratère Endeavour.
Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) qui est une division du California Institute of Technology situé à Pasadena, gère le programme Mars Exploration Rover pour la NASA.

Objectifs de la mission

L'eau est souvent synonyme de vie, la compréhension de l'activité passée de l'eau sur Mars et son évolution au cours du temps est un sujet fondamental. Les observations n'indiquent pas de présence d'eau liquide sur la planète mais l'analyse directe des roches et de la surface martienne peuvent apporter des solutions. La présence de rovers spécialisés sur le sol martien est indispensable pour accomplir cette tâche. Dans cette perspective la mission Mars Exploration Rover s'est vue attribuée plusieurs objectifs importants2.
Une première approche consiste à rechercher une grande variété de roches et de sols avec des indices de l'activité passée de l'eau et la caractérisation de leurs textures. Les échantillons recherchés doivent révéler la présence de minéraux déposés par des procédés liés à l'eau comme les précipitations, l'évaporation, la cimentation sédimentaire ou l'activité hydrothermale. Le programme inclut également la recherche de minéraux contenant du fer, d'identifier et d'évaluer la quantité de types de minéraux spécifiques qui contiennent de l'eau ou se sont formés dans l'eau, tels que les carbonates ferrifères. Les rovers doivent aussi déterminer la répartition et la composition des minéraux, des roches et des sols entourant les sites d'atterrissage.

Une autre approche doit permettre grâce à l'étude de terrain d'étalonner et de valider les instruments d'observations des orbiteurs autour de Mars. Cela doit permettre de fournir davantage de précision et d'efficacité aux instruments qui équipent les sondes en orbite martienne. Les observations et analyses du terrain donneront des indications sur les processus géologiques qui ont façonné le relief de ces régions et influencé leur chimie. Ces processus peuvent inclure l'eau, l'érosion éolienne, la sédimentation, des mécanismes hydrothermaux, le volcanisme et la formation de cratères. Les rovers rechercheront des indices géologiques sur les conditions environnementales qui existaient lorsque l'eau liquide était présente sur la planète afin d'évaluer si les environnements ont été propices à la vie.
Caractéristiques de la sonde

Article détaillé : Mars Exploration Rover.
Voyage vers Mars

Fusée Delta II Heavy transportant le rover Opportunity.
Le rover Opportunity est lancé avec succès le 8 juillet 2003 par une fusée Delta II (7925H)3 et atterri le 25 janvier 2004 (6:05 GMT) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, une plaine de Mars. A la différence des missions précédentes, la sonde n'a pas dévié de son orbite et a conservé sa trajectoire de vol vers la planète, variant de seulement quelques kilomètres.
La sonde protégée par son bouclier thermique arrive directement dans l'atmosphère de Mars sans se mettre en orbite et commence a décélérer grâce principalement aux forces de traînée. Lorsque la sonde atteint une vitesse se rapprochant de celle du son un parachute est déployé, le bouclier thermique est largué, l'atterrisseur quitte ensuite le module de descente en venant pendre au bout d'un câble. Des coussins gonflables ou « airbags » se mettent en place autour de l'atterrisseur et des rétrofusées se déclenchent ensuite pour réduire davantage la vitesse avant l'impact au sol4. Les coussins amortissent grandement le choc faisant rebondir l'atterrisseur et le robot Opportunity (~544 kg à eux deux) de nombreuses fois avant de s'immobiliser. La structure de l'atterrisseur met plusieurs dizaines de minutes à se déployer, écarte les coussins gonflables, développe ses panneaux solaires et met en place son appareil photographique5.


Brève synthèse de la mission

Site d'atterrissage d'Opportunity (photographié par Mars Global Surveyor.


Parcours d’Opportunity de l'atterrissage à novembre 2009 (sol 2055).
Opportunity a atterri par chance dans un cratère d'impact de 22 m de diamètre, le cratère Eagle, au milieu d'une large plaine située sur l'équateur de Mars, Meridiani Planum. De cet endroit le robot a pu examiner de nombreux échantillons de roches et de sols et prendre des photos panoramiques de son site d'atterrissage. Les résultats obtenus suite à ces analyses du terrain ont permis aux scientifiques de faire des hypothèses concernant la présence d'hématite et de la présence passée d'eau à la surface de Mars. L'engin mobile a ensuite été programmé pour étudier un autre cratère, Endurance, qu'il a exploré entre juin et décembre 2004. Par la suite, il a notamment examiné le lieu où s'est produit l'impact au sol de son bouclier thermique et par la même occasion découvert une météorite en très bon état, nommée Heat Shield Rock.
Du 25 avril au 4 juin juin 2005, Opportunity s'est empêtré dans une dune de sable de 30 cm avec plusieurs roues ensablées. Plus de six semaines de simulations physiques sur Terre ont été nécessaires afin de déterminer la meilleure manœuvre à effectuer pour extraire le robot de sa position sans risquer son immobilisation permanente. En déplaçant le véhicule centimètre par centimètre l'opération est réussie et le robot peut poursuivre son itinéraire dans la direction du sud. Lors d'une escale Opportunity est dirigé près du large cratère Erebus avec un diamètre de 350 m mais peu profond et partiellement enterré. Il continue ensuite sa route vers le sud entre octobre 2005 et mars 2006, en direction du cratère Victoria. Il rencontrera aussi quelques problèmes mécaniques avec son bras robotisé.
Après un périple de près de 21 mois, Opportunity atteint le cratère Victoria fin septembre 2006 (sol 951) dont il commence par explorer les bords6. En juin 2007, il revient à « Duck Bay » à l'endroit du cratère où il est arrivé. Il entre dans le cratère en septembre 2007 et commence une étude détaillée. En août 2008 (sol 1634), Opportunity sort du cratère Victoria. Depuis cette date il se dirige en direction du cratère Endeavour.
Le 24 mars 2010 (Sol 2191), traçant rapidement sa route vers le cratère Endeavour grâce à l'expérience accumulée et la cartographie raffinée, il dépassait les 20 kilomètres7, malgré de nombreux et fructueux arrêts8 auprès des divers rochers, cratères et formations géologiques rencontrés en chemin.
Le 12 mai 2010, le rover Opportunity est présent sur Mars depuis 2239 sols et a parcouru plus de 20,6 km, ce qui représente plus de 32 fois la distance fixée pour sa mission initiale de 90 sols9.
La durée de la mission d'Opportunity, initialement prévue pour durer 90 sols a été dépassée et renouvelée plusieurs fois. Actuellement la mission est toujours en cours10.
Le rover est actuellement en route vers le cratère Endeavour qui mesure 21 km de diamètre et se trouve au 18 mai 2011 à moins de 4 km de celui-ci1.

OPPORTUNITY

Opportunity



Opportunity est le deuxième astromobile de la mission Mars Exploration Rover de la NASA. Il a atterri sur la planète Mars le 25 janvier 2004 (05:05 UTC) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, soit 21 jours après la sonde Spirit qui est située de l'autre côté de la planète.
Ce robot a pour fonction principale l'analyse géologique de la surface martienne. Il était initialement conçu pour fonctionner 90 sols et est toujours opérationnel – il a atteint 2600 sols le 18 mai 20111. À cette date il a parcouru 29,71 km sur la surface de Mars, plus de sept ans après son atterrissage. La sonde a notamment achevé sa première mission de 90 sols, découvert la première météorite sur une autre planète, Heat Shield Rock (Meridiani Planum), et a passé plus de deux ans à étudier le cratère Victoria. Le robot a réchappé à des tempêtes de poussière en 2007 et a quitté le cratère Victoria en 2008 pour tenter de rejoindre le cratère Endeavour.
Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) qui est une division du California Institute of Technology situé à Pasadena, gère le programme Mars Exploration Rover pour la NASA.

Objectifs de la mission

L'eau est souvent synonyme de vie, la compréhension de l'activité passée de l'eau sur Mars et son évolution au cours du temps est un sujet fondamental. Les observations n'indiquent pas de présence d'eau liquide sur la planète mais l'analyse directe des roches et de la surface martienne peuvent apporter des solutions. La présence de rovers spécialisés sur le sol martien est indispensable pour accomplir cette tâche. Dans cette perspective la mission Mars Exploration Rover s'est vue attribuée plusieurs objectifs importants2.
Une première approche consiste à rechercher une grande variété de roches et de sols avec des indices de l'activité passée de l'eau et la caractérisation de leurs textures. Les échantillons recherchés doivent révéler la présence de minéraux déposés par des procédés liés à l'eau comme les précipitations, l'évaporation, la cimentation sédimentaire ou l'activité hydrothermale. Le programme inclut également la recherche de minéraux contenant du fer, d'identifier et d'évaluer la quantité de types de minéraux spécifiques qui contiennent de l'eau ou se sont formés dans l'eau, tels que les carbonates ferrifères. Les rovers doivent aussi déterminer la répartition et la composition des minéraux, des roches et des sols entourant les sites d'atterrissage.


Une autre approche doit permettre grâce à l'étude de terrain d'étalonner et de valider les instruments d'observations des orbiteurs autour de Mars. Cela doit permettre de fournir davantage de précision et d'efficacité aux instruments qui équipent les sondes en orbite martienne. Les observations et analyses du terrain donneront des indications sur les processus géologiques qui ont façonné le relief de ces régions et influencé leur chimie. Ces processus peuvent inclure l'eau, l'érosion éolienne, la sédimentation, des mécanismes hydrothermaux, le volcanisme et la formation de cratères. Les rovers rechercheront des indices géologiques sur les conditions environnementales qui existaient lorsque l'eau liquide était présente sur la planète afin d'évaluer si les environnements ont été propices à la vie.
Caractéristiques de la sonde[modifier]



Fusée Delta II Heavy transportant le rover Opportunity.
Le rover Opportunity est lancé avec succès le 8 juillet 2003 par une fusée Delta II (7925H)3 et atterri le 25 janvier 2004 (6:05 GMT) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, une plaine de Mars. A la différence des missions précédentes, la sonde n'a pas dévié de son orbite et a conservé sa trajectoire de vol vers la planète, variant de seulement quelques kilomètres.
La sonde protégée par son bouclier thermique arrive directement dans l'atmosphère de Mars sans se mettre en orbite et commence a décélérer grâce principalement aux forces de traînée. Lorsque la sonde atteint une vitesse se rapprochant de celle du son un parachute est déployé, le bouclier thermique est largué, l'atterrisseur quitte ensuite le module de descente en venant pendre au bout d'un câble. Des coussins gonflables ou « airbags » se mettent en place autour de l'atterrisseur et des rétrofusées se déclenchent ensuite pour réduire davantage la vitesse avant l'impact au sol4. Les coussins amortissent grandement le choc faisant rebondir l'atterrisseur et le robot Opportunity (~544 kg à eux deux) de nombreuses fois avant de s'immobiliser. La structure de l'atterrisseur met plusieurs dizaines de minutes à se déployer, écarte les coussins gonflables, développe ses panneaux solaires et met en place son appareil photographique5.
Activité de la sonde[modifier]

Brève synthèse de la mission


Parcours d’Opportunity de l'atterrissage à novembre 2009 (sol 2055).
Opportunity a atterri par chance dans un cratère d'impact de 22 m de diamètre, le cratère Eagle, au milieu d'une large plaine située sur l'équateur de Mars, Meridiani Planum. De cet endroit le robot a pu examiner de nombreux échantillons de roches et de sols et prendre des photos panoramiques de son site d'atterrissage. Les résultats obtenus suite à ces analyses du terrain ont permis aux scientifiques de faire des hypothèses concernant la présence d'hématite et de la présence passée d'eau à la surface de Mars. L'engin mobile a ensuite été programmé pour étudier un autre cratère, Endurance, qu'il a exploré entre juin et décembre 2004. Par la suite, il a notamment examiné le lieu où s'est produit l'impact au sol de son bouclier thermique et par la même occasion découvert une météorite en très bon état, nommée Heat Shield Rock.
Du 25 avril au 4 juin juin 2005, Opportunity s'est empêtré dans une dune de sable de 30 cm avec plusieurs roues ensablées. Plus de six semaines de simulations physiques sur Terre ont été nécessaires afin de déterminer la meilleure manœuvre à effectuer pour extraire le robot de sa position sans risquer son immobilisation permanente. En déplaçant le véhicule centimètre par centimètre l'opération est réussie et le robot peut poursuivre son itinéraire dans la direction du sud. Lors d'une escale Opportunity est dirigé près du large cratère Erebus avec un diamètre de 350 m mais peu profond et partiellement enterré. Il continue ensuite sa route vers le sud entre octobre 2005 et mars 2006, en direction du cratère Victoria. Il rencontrera aussi quelques problèmes mécaniques avec son bras robotisé.

Après un périple de près de 21 mois, Opportunity atteint le cratère Victoria fin septembre 2006 (sol 951) dont il commence par explorer les bords6. En juin 2007, il revient à « Duck Bay » à l'endroit du cratère où il est arrivé. Il entre dans le cratère en septembre 2007 et commence une étude détaillée. En août 2008 (sol 1634), Opportunity sort du cratère Victoria. Depuis cette date il se dirige en direction du cratère Endeavour.
Le 24 mars 2010 (Sol 2191), traçant rapidement sa route vers le cratère Endeavour grâce à l'expérience accumulée et la cartographie raffinée, il dépassait les 20 kilomètres7, malgré de nombreux et fructueux arrêts8 auprès des divers rochers, cratères et formations géologiques rencontrés en chemin.
Le 12 mai 2010, le rover Opportunity est présent sur Mars depuis 2239 sols et a parcouru plus de 20,6 km, ce qui représente plus de 32 fois la distance fixée pour sa mission initiale de 90 sols9.
La durée de la mission d'Opportunity, initialement prévue pour durer 90 sols a été dépassée et renouvelée plusieurs fois. Actuellement la mission est toujours en cours10.
Le rover est actuellement en route vers le cratère Endeavour qui mesure 21 km de diamètre et se trouve au 18 mai 2011 à moins de 4 km de celui-ci1.

Programme Viking

Le programme Viking était composé de deux missions distinctes de sondes spatiales de la NASA, Viking 1 et Viking 2. L'équipement de ces deux sondes était identique. Ces missions avaient toutes deux pour but de placer en orbite autour de Mars un satellite d'observation et d'y faire atterrir un module chargé, entre autres, de détecter la présence de vie sur le sol martien. Le programme Viking fut l'une des plus ambitieuses et des plus coûteuses missions envoyées vers Mars. On considère aujourd'hui qu'elle fut un grand succès, et qu'elle permit de constituer une base de données sur la planète Mars qui est restée la plus riche jusqu'à la fin des années 1990.

Le programme Viking a remplacé le programme Voyager vers Mars qui avait été programmé dans le cadre du programme Apollo, et qui, finalement, fut abandonné. Viking 1 fut lancé le 20 août 1975, et Viking 2 le 9 septembre 1975. Les deux sondes furent lancées par une fusée Titan, équipée d'un dernier étage Centaur. Les deux sondes parvinrent sur Mars en quelques mois et se posèrent. Le programme est considéré comme une réussite.

PROGRAMME VOYAGER

Le programme Voyager est un programme d'exploration robotique de l'agence spatiale américaine de la NASA dont l'objectif est d'étudier les planètes extérieures du système solaire. Il comprend deux sondes spatiales identiques Voyager 1 et Voyager 2 lancées en 1977 qui ont survolé les planètes Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune ainsi que 48 de leurs lunes. Les données collectées par les 9 instruments portés par chaque sonde en font sans doute la mission d'exploration du système solaire la plus fructueuse sur le plan scientifique de toute l'histoire spatiale. Les sondes Voyager sont les premières à effectuer un survol de Uranus et Neptune et les secondes à étudier Jupiter et Saturne. Voyager 1 et 2 ont permis d'obtenir des informations détaillées sur l'atmosphère de Jupiter, Saturne et Uranus et ont amélioré notre compréhension de la composition de l'atmosphère de Jupiter. Les sondes Voyager ont révélé de nombreux détails sur les anneaux de Saturne, permis de découvrir les anneaux de Jupiter et ont fourni les premières images détaillées des anneaux d'Uranus et de Neptune. Les sondes ont découvert en tout 33 nouvelles lunes. Elles ont révélé l'activité volcanique de Io et la structure étrange d'Europe.

La NASA met sur pied en 1972 le programme Voyager pour exploiter une conjonction des planètes extérieures exceptionnelle qui doit permettre aux sondes de survoler plusieurs des planètes pratiquement sans dépense en carburant, en utilisant l'assistance gravitationnelle. Malgré les contraintes budgétaires liées à un climat économique et politique peu favorable à l'espace, la NASA après avoir renoncé à un projet plus ambitieux, parvient à construire deux engins parfaitement adaptés à ce programme complexe comme vont le prouver la longévité et la qualité du matériel scientifique récolté par les deux sondes. Voyager 1 et 2 sont dans leur catégorie des engins lourds, 800 kg à comparer aux 235 kg des sondes Pioneer chargées de jouer le rôle d'éclaireur, car elles emportent plus de 100 kg d'instrumentation scientifique.
Les sondes Voyager sont, en 2010, toujours en état de fonctionnement ; plusieurs de leurs instruments continuent à transmettre des informations sur le milieu environnant. Ayant dépassé l'orbite de Pluton, elles doivent franchir les différentes limites qui séparent le système solaire du milieu interstellaire. Voyager 1 a quitté l'héliosphère en décembre 2004 et se dirige désormais vers l'héliopause qui marque la limite de l'influence du vent solaire. Se déplaçant à plus de 17 km/s par rapport au Soleil, Voyager 1, porteur d'un message symbolique de l'Humanité, devrait être la première à passer à proximité d'une étoile dans 40 000 ans. Bien avant, vers 2020, la sonde se sera arrêtée de fonctionner du fait de la défaillance des générateurs thermoélectriques à radioisotope qui lui fournissent son énergie.

VOYAGER 2


Voyager 2 est la seconde des deux sondes spatiales du programme Voyager. Son lancement a eu lieu de 20 août 1977. Comme Voyager 1, elle a été conçue et réalisée au Jet Propulsion Laboratory près de Pasadena en Californie. Techniquement identique à Voyager 1, Voyager 2 a été lancée sur une trajectoire plus lente et plus courbée, ce qui a permis de la maintenir dans le plan de l’écliptique (où se trouvent les planètes du système solaire). Ainsi, elle a pu être dirigée vers Uranus et Neptune en utilisant l’assistance gravitationnelle lors des survols de Saturne en 1981 et d’Uranus en 1986. En raison de la trajectoire choisie, Voyager 2 n’a pas pu se rapprocher autant que Voyager 1 de Titan, le plus grand satellite de Saturne. Cependant, c’est aujourd’hui le seul engin spatial à avoir survolé Uranus et Neptune. La configuration particulière des quatre géantes gazeuses qui a rendu leur survol possible ne se reproduit que tous les 176 ans.
La mission Voyager 2 conjointement à celle de Voyager 1 a pu être menée à bien pour un coût nettement inférieur à celui des programmes plus avancés et plus spécialisés qui ont suivi, Galileo et Cassini-Huygens. Avec Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 et New Horizons, Voyager 2 est l’une des cinq sondes spatiales à suivre une trajectoire quittant le système solaire. En 2010, la sonde a parcouru depuis la Terre une distance de 21 milliards de km et continue à envoyer des données scientifiques sur son environnement 33 ans après son lancement. Au 6 avril 2011, la sonde est à 94,9 UA du Soleil.



La Sonde Voyager


Caractéristiques générales[modifier]
La sonde Voyager a une masse de 825,5 kg dont 104,8 kg d'instrumentation scientifique à comparer aux 235 kg de Pioneer 10. Les ordinateurs et le système de télécommunication se trouvent logés au centre de celle-ci dans un cylindre aplati de 178 cm de diamètre et de 47 cm d'épaisseur au cœur duquel se trouve le réservoir de carburant utilisé par les moteurs. Tous les autres composants de la sonde se rattachent à ce cylindre. Les instruments scientifiques qui doivent être orientés vers les planètes et lunes (ISS, IRIS et PPS) sont installés sur une plateforme située au bout d'une perche s'étendant jusqu'à environ 2,5 m du centre de la sonde : la plateforme est orientable selon deux degrés de liberté avec une précision de 0,1°. Les magnétomètres sont installés sur une perche de 13 m de long. Une troisième perche porte à son extrémité les générateurs thermoélectriques à radioisotope (RTG) produisant l'énergie nécessaire à la mission. Les instruments radio PRA et PWS fonctionnent quant à eux grâce à deux antennes de 10 m, perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. Tous les instruments scientifiques sont installés de manière à être au moins à 6,4 mètres du RTG pour limiter l'incidence du rayonnement émis par la décomposition radioactive du plutonium 2381.

Pour garantir le fonctionnement de la sonde durant les 5 ans de la mission, une durée exceptionnelle pour l'époqueN 1, chaque système vital est doublé : ordinateurs, senseur solaire et d'étoile, équipement radio, système de propulsion, etc. C'est ainsi que sur la sonde Voyager 1 c'est l'ordinateur principal de secours qui remplace le système d'origine tombé en panne1.
Propulsion[modifier]
Le système de propulsion est constitué par 16 propulseurs utilisant de l'hydrazine qui en se décomposant sur un catalyseur fournit une poussée de 0,89 Newton par moteur. Pour la première fois sur une sonde spatiale, les mêmes moteurs sont utilisés pour contrôler l'orientation et corriger la trajectoire permettant de réduire la masse du système. Seuls huit moteurs sont nécessaires : 2 pour faire pivoter la sonde sur chaque axe et 2 pour accélérer ou freiner l'engin. Les huit autres moteurs sont là en secours. Les moteurs-fusée et le réservoir, qui contient au départ 90 kg d'hydrazine, sont situés dans le corps central de la sonde. Ce carburant qui permet de fournir un delta-v de 143 m/s s'est révélé largement suffisant, grâce à la précision de la trajectoire suivie (20 km d'erreur contre 200 km prévus au maximum) puisque il subsistait encore plus du tiers du carburant en l'an 2000 bien après l'achèvement des manœuvres de survol1.