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)
