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Aussi surprenant que cela puisse paraître, atterrir sur la planète Mars est très compliqué ! Ainsi, l’Europe reste sur deux échecs successifs. Beagle 2, en décembre 2003 et plus récemment, l’atterrisseur Schiaparelli, en octobre 2006, qui devait préparer l’arrivée d’ExoMars 2020. Alors pourquoi, plus de 60 ans après le début de la conquête spatiale, il est toujours aussi difficile de rejoindre cette planète malgré la maîtrise des technologies spatiales ? Comment atterrir sur Mars ?
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Curiosity : le film de la descente jusqu’au sol martien Filmée par la caméra Mardi (Mars Descent Imager) à 4 images/s, la descente (2,5 mn) de Curiosity dans l’atmosphère de Mars, depuis la séparation du bouclier thermique jusqu’au touché.
Alors que se préparent les premières missions habitées à destination de Mars et que l’exploration robotique de cette planète se poursuit avec, d’ici quelques années, un retour d’échantillons martiens, atterrir en sécurité sur cette planète demeure encore un challenge, même plus de 42 ans après Viking 1, le premier engin terrestre à se poser avec succès sur la surface de Mars.
Le choix du site d’atterrissage est toujours un casse-tête pour l’équipe scientifique de chaque mission dont l'endroit doit, non seulement convenir aux chercheurs, mais surtout aux ingénieurs et aux contrôleurs en charge du robot qui va se poser. Contrairement à une idée reçue, il n'est pas toujours possible de se poser là où l’intérêt scientifique est le plus grand. En effet, dans le cas d’un rover, de nombreux paramètres sont à prendre en compte. Pour la plupart, ils sont liés à l'ingénierie du véhicule et à sa mobilité, à la surface sur laquelle il va se déplacer, comme la latitude, la pente, la rugosité du terrain et enfin, à son altitude.
Les différentes étapes prévues pour faire atterrir en sécurité l’atterrisseur Schiaparelli de la mission ExoMars 2016. Mais, des oscillations trop fortes, après le déploiement du parachute, ont faussé les calculs déterminant l'altitude. Cela a conduit l'ordinateur de bord à couper les moteurs de freinage alors que l'engin était encore loin du sol. Et donc, à se fracasser lors de l’atterrissage© ESA, ATG Medialab
Les différentes étapes prévues pour faire atterrir en sécurité l’atterrisseur Schiaparelli de la mission ExoMars 2016. Mais, des oscillations trop fortes, après le déploiement du parachute, ont faussé les calculs déterminant l'altitude. Cela a conduit l'ordinateur de bord à couper les moteurs de freinage alors que l'engin était encore loin du sol. Et donc, à se fracasser lors de l’atterrissage© ESA, ATG Medialab
De nombreuses contraintes limitent les possibilités d’atterrir sur Mars en sécurité
L’altitude est un paramètre clé. Compte tenu de la faible densité de l’atmosphère martienne, il faut atterrir sur un site de basse altitude pour que l'atterrisseur ait le temps de freiner avant son atterrissage. Enfin, pour que les instruments puissent fonctionner, le site doit être proche de l’équateur, où les températures sont plus clémentes (la température moyenne de Mars est de - 70 °C). Il faut aussi s’assurer d'un fort taux d'ensoleillement pour alimenter les systèmes photovoltaïques. Autrement dit, un lieu intéressant d'un point de vue scientifique peut ne pas être compatible avec des contraintes techniques. Et ce sont toujours les ingénieurs du rover qui auront le dernier mot.
Dans le cas d’une mission habitée, aux paramètres liés à la profondeur de l’atmosphère, la proximité de l’équateur et un fort taux d’ensoleillement, s’ajoutent deux autres contraintes. Il sera nécessaire de trouver un site d’atterrissage encore plus bas en altitude, comme au fond d’un énorme cratère (très présent au sud de la planète) ou à l’intérieur de Valles Marineris, par exemple. Enfin, autre contrainte et non des moindres, le véhicule devra atterrir à proximité de dépôts de glace facilement accessibles et exploitables.
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Alors que se préparent les premières missions habitées à destination de Mars et que l’exploration robotique de cette planète se poursuit avec, d’ici quelques années, un retour d’échantillons martiens, atterrir en sécurité sur cette planète demeure encore un challenge, même plus de 42 ans après Viking 1, le premier engin terrestre à se poser avec succès sur la surface de Mars.
Le choix du site d’atterrissage est toujours un casse-tête pour l’équipe scientifique de chaque mission dont l'endroit doit, non seulement convenir aux chercheurs, mais surtout aux ingénieurs et aux contrôleurs en charge du robot qui va se poser. Contrairement à une idée reçue, il n'est pas toujours possible de se poser là où l’intérêt scientifique est le plus grand. En effet, dans le cas d’un rover, de nombreux paramètres sont à prendre en compte. Pour la plupart, ils sont liés à l'ingénierie du véhicule et à sa mobilité, à la surface sur laquelle il va se déplacer, comme la latitude, la pente, la rugosité du terrain et enfin, à son altitude.
Les différentes étapes prévues pour faire atterrir en sécurité l’atterrisseur Schiaparelli de la mission ExoMars 2016. Mais, des oscillations trop fortes, après le déploiement du parachute, ont faussé les calculs déterminant l'altitude. Cela a conduit l'ordinateur de bord à couper les moteurs de freinage alors que l'engin était encore loin du sol. Et donc, à se fracasser lors de l’atterrissage© ESA, ATG Medialab
Les différentes étapes prévues pour faire atterrir en sécurité l’atterrisseur Schiaparelli de la mission ExoMars 2016. Mais, des oscillations trop fortes, après le déploiement du parachute, ont faussé les calculs déterminant l'altitude. Cela a conduit l'ordinateur de bord à couper les moteurs de freinage alors que l'engin était encore loin du sol. Et donc, à se fracasser lors de l’atterrissage© ESA, ATG Medialab
De nombreuses contraintes limitent les possibilités d’atterrir sur Mars en sécurité
L’altitude est un paramètre clé. Compte tenu de la faible densité de l’atmosphère martienne, il faut atterrir sur un site de basse altitude pour que l'atterrisseur ait le temps de freiner avant son atterrissage. Enfin, pour que les instruments puissent fonctionner, le site doit être proche de l’équateur, où les températures sont plus clémentes (la température moyenne de Mars est de - 70 °C). Il faut aussi s’assurer d'un fort taux d'ensoleillement pour alimenter les systèmes photovoltaïques. Autrement dit, un lieu intéressant d'un point de vue scientifique peut ne pas être compatible avec des contraintes techniques. Et ce sont toujours les ingénieurs du rover qui auront le dernier mot.
Dans le cas d’une mission habitée, aux paramètres liés à la profondeur de l’atmosphère, la proximité de l’équateur et un fort taux d’ensoleillement, s’ajoutent deux autres contraintes. Il sera nécessaire de trouver un site d’atterrissage encore plus bas en altitude, comme au fond d’un énorme cratère (très présent au sud de la planète) ou à l’intérieur de Valles Marineris, par exemple. Enfin, autre contrainte et non des moindres, le véhicule devra atterrir à proximité de dépôts de glace facilement accessibles et exploitables.
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