Programme ExoMars

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Modèle:Titre mis en forme Modèle:Infobox Programme spatial

Fichier:ExoMars mission layout on MAKS-2021 airshow.jpg
Maquette de la mission ExoMars à MAKS-2021.

Le programme ExoMars regroupe deux missions spatiales à destination de la planète Mars développées par l'Agence spatiale européenne (ESA) avec une participation importante de l'agence spatiale russe Roscosmos : l'orbiteur Modèle:Lang (TGO) et son atterrisseur Schiaparelli, lancés le Modèle:Date-, et l'astromobile Rosalind Franklin, dont le lancement, initialement planifié pour Modèle:Date-, est prévu pour 2028. L'objectif scientifique du programme est l'étude de l'atmosphère de Mars, en particulier la détermination de l'origine du méthane trouvé à l'état de trace ainsi que la recherche d'indices d'une vie passée ou présente sur la planète. Sur le plan technique, le programme doit permettre à l'agence spatiale de développer pour la première fois un atterrisseur et un rover martien et d'expérimenter les techniques d'aérofreinage et d'atterrissage.

Le programme a une genèse complexe du fait de son coût très important (Modèle:Euro en 2012) rapporté au budget scientifique de l'ESA et de la nécessité de disposer des connaissances techniques pointues (atterrissage sur Mars) maîtrisées jusque-là uniquement par la NASA. Au début des Modèle:Nobr, l'ESA étudie dans le cadre du programme Aurora l'envoi à la surface de Mars d'un astromobile automatisé équipé d'instruments de mesures scientifiques avec pour objectif de déterminer si la planète abrite ou a abrité une vie biologique. En 2008, le projet a évolué et comprend un atterrisseur, un orbiteur et un rover. Fin 2009, le programme est refondu dans le cadre d'un partenariat mis en place avec la NASA qui prévoit la réalisation de quatre engins spatiaux : en 2016 devaient être lancés un orbiteur, ExoMars Modèle:Lang (TGO), chargé de détecter l'origine du méthane et d'autres gaz présents dans l'atmosphère martienne et de servir de relais pour les communications ainsi qu'un atterrisseur Schiaparelli devant démontrer la capacité européenne à faire atterrir un engin sur Mars : un deuxième lancement en 2018 devait envoyer vers Mars l'astromobile européen d'ExoMars et un rover de la NASA, MAX-C. Dans ce scénario, la NASA fournissait les lanceurs, la majorité des instruments de TGO (Modèle:Lang) et le véhicule de rentrée et de descente embarquant les astromobiles. En 2011-2012, les difficultés financières de la NASA entraînent la réduction puis l'annulation de sa participation. L'ESA sollicite alors l'agence spatiale russe Roscosmos, qui devient officiellement en Modèle:Date- le nouveau partenaire du programme. Dans le nouveau scénario, Roscosmos fournit deux lanceurs Proton, une partie de l'instrumentation scientifique de l'orbiteur ExoMars TGO ainsi que le véhicule de rentrée et de descente utilisé par le rover européen qui doit être lancé en 2022. En 2019, l'astromobile est baptisé Rosalind Franklin en l'honneur de la physico-chimiste à l'origine de la compréhension de la structure de l'ADN.

Le 17 mars 2022, l'Agence spatiale européenne (ESA) a suspendu la mission jusqu'à nouvel ordre en raison de l'invasion de l'Ukraine par la Russie.

Historique

Fichier:Exomars.jpg
ExoMars, concept de l'astromobile (2006).

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 maîtrise des techniques d'atterrissage sur Mars. Il est inscrit en 2005 comme mission majeure (Modèle:Lang) du programme Aurora et le conseil de l'Agence spatiale européenne (ESA) s'engage à lui consacrer Modèle:Euro. En 2008, le projet est refondu : il comprend désormais, en plus du rover, un atterrisseur qui doit permettre de valider les techniques d'arrivée sur le sol martien et un orbiteur chargé notamment de relayer les communications entre le sol martien et la Terre. Les gouvernements des pays membres de l'ESA s'engagent sur un budget de Modèle:Euro. Celui-ci ne couvre toutefois pas les coûts qui sont estimés à Modèle:Euro. En Modèle:Date-, la NASA et l'Agence spatiale européenne associent leurs projets respectifs d'exploration de la planète Mars dans le cadre de l'Initiative conjointe d'exploration de Mars : le rover américain MAX-C s'ajoute aux trois engins spatiaux précédents. Les robots doivent être lancés par des fusées Atlas fournies par la NASA en deux temps : 2016 pour l'orbiteur Modèle:Lang (TGO) et l'atterrisseur ExoMars EDM (Modèle:Lang), 2018 pour le rover européen ExoMars et MAX-C (Modèle:Lang). Par ailleurs, l'agence spatiale américaine fournit la majorité des instruments scientifiques de l'orbiteur<ref name="CielEspaceExomars">Modèle:Article.</ref>.

Mais en 2011, la NASA subit à la fois des restrictions budgétaires liées à la crise économique en cours et un énorme dépassement de budget de son projet de télescope spatial James Webb. Pour faire face à ses problèmes de financement, l'agence spatiale américaine se dégage d'abord en partie du programme ExoMars avant d'abandonner complètement sa participation. L'ESA ne peut supporter seule le cout du programme et elle fait appel à l'agence spatiale russe Roscosmos qui vient de subir l'échec de sa sonde spatiale martienne Phobos-Grunt. En Modèle:Date-, l'ESA officialise son partenariat avec Roscosmos. Les termes de l'accord prévoient que l'agence spatiale russe fournit des fusées Proton pour les lancements de 2016 et 2018. Les instruments scientifiques russes remplacent les instruments américains à bord de l'orbiteur ExoMars TGO. Enfin, la Russie fournit le véhicule de rentrée et de descente qui doit amener le rover ExoMars sur le sol martien en 2018. Le rover américain MAX-C n'a pas d'équivalent dans ce nouveau scénario. Le financement du projet, qui atteint environ Modèle:Euro, doit être bouclé en Modèle:Date-<ref name="CielEspaceExomars" />. En Modèle:Date-, les équipes européennes et russes constatent qu'elles ne sont pas prêtes. Le lancement est alors repoussé à la fenêtre de lancement suivante, en Modèle:Date-<ref name=":0">Modèle:Lien web.</ref>. Un nouveau report a lieu à cette date, notamment en raison du manque de fiabilité du système de déploiement des parachutes de d'équipements électroniques à bord du module de descente russe<ref name=":4">Modèle:Article.</ref>, la prochaine fenêtre s'ouvrant en 2022. Néanmoins, l'ESA et Roscosmos, dans un communiqué de presse commun, ne considèrent pas les parachutes comme une des causes du report en 2022<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Le Modèle:Date-, la mission est suspendue du fait de l'arrêt de la coopération entre l'ESA et l'agence spatiale russe Roscosmos, en conséquence de l'invasion russe en Ukraine<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>, puis définitivement interrompue en Modèle:Date-<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Puisqu'un nouveau module de descente doit être fabriqué, le lancement du rover Rosalind Franklin connaît de grands retards. La NASA s'associe à nouveau au projet et la mission est prévue pour 2028, l'atterrissage en 2030<ref name=":5">Modèle:Lien web.</ref>.

Objectifs

Objectifs scientifiques

Les objectifs scientifiques du programme sont<ref name="objectifs">Modèle:Lien web.</ref> :

Objectifs technologiques

Les engins développés dans le cadre du programme ExoMars doivent permettre la mise en œuvre de techniques utilisées pour la première fois par l'Agence spatiale européenne<ref name="objectifs" /> :

  • atterrissage d'une charge lourde sur le sol de Mars ;
  • mise en œuvre d'un robot mobile (rover) à la surface d'une autre planète ;
  • prélèvement d'une carotte du sol d'une autre planète à l'aide d'un engin de forage ;
  • acquisition, préparation, distribution et analyse d'un échantillon de sol d'une autre planète Modèle:Lang.

Engins spatiaux du programme ExoMars

Le programme ExoMars comprend trois engins spatiaux qui devaient être lancés vers la planète Mars dans le cadre de deux missions : Modèle:Nobr lancée en Modèle:Date- et Modèle:Nobr qui aurait dû être lancée en 2022.

ExoMars 2016

Orbiteur ExoMars Modèle:Lang

Modèle:Article détaillé Modèle:Lang (TGO) est un orbiteur placé sous la responsabilité de l'ESA qui remplit d'une part une mission scientifique et d'autre part joue un rôle essentiel pour les autres missions du programme en servant de relais pour les télécommunications entre les engins déposés au sol et la Terre. Sa mission scientifique consiste à identifier l'origine du méthane et d'autres gaz rares présents dans l'atmosphère martienne. Les précédentes missions martiennes ont détecté que du méthane était présent dans l'atmosphère avec des concentrations variant dans le temps et selon le lieu. Le méthane est un gaz dont la durée de vie est brève à l'échelle géologique et sa présence nécessite une source active qui pourrait être biologique. Le satellite dispose d'une antenne parabolique grand gain de Modèle:Nombre de diamètre orientable avec deux degrés de liberté pour retransmettre en Modèle:Lnobr les données scientifiques vers la Terre. Le tube à ondes progressives utilisé a une puissance de Modèle:Nombre. Les échanges avec les engins situés sur le sol de Mars se font en bande UHF via une antenne hélice axiale. La charge utile embarquée, d'une masse évaluée à environ Modèle:Nombre est composée de plusieurs instruments scientifiques. L'orbiteur a été lancé le Modèle:Date- avec ExoMars EDM (Modèle:Lang)<ref>Modèle:Lien web.</ref>. L'orbiteur est parfaitement mis en orbite autour de la planète Mars le Modèle:Date-<ref name=":1">Modèle:Lien web.</ref>.

Atterrisseur expérimental Schiaparelli

Modèle:Article détaillé Schiaparelli est un atterrisseur expérimental de Modèle:Nombre (Phoenix en faisait Modèle:Nombre, Viking Modèle:Nombre) 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. Il comporte un véhicule de rentrée chargé de protéger l'engin spatial de la chaleur générée par la rentrée atmosphérique, d'un parachute déployé alors que la vitesse de l'engin est tombée à Modèle:Nobr et de moteurs-fusées à ergols liquides (hydrazine) chargées de déposer en douceur l'atterrisseur. Durant sa descente vers le sol martien, il retransmet les paramètres de vol pour permettre l'analyse de son fonctionnement. Sur le sol martien, sa durée de vie est limitée car l'énergie est fournie par des batteries qui ne sont pas rechargées. Il emporte une petite charge utile. Il est lancé avec TGO en 2016<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Le module EDM a été largué par l'orbiteur TGO le Modèle:Date- à Modèle:Heure. Le Modèle:Date-, la télémétrie est perdue durant la séquence d’atterrissage automatique<ref name=":1" />. L'analyse révèle que le bouclier thermique a correctement réalisé sa fonction de freinage aérodynamique. Le parachute s'est ensuite correctement déployé, mais les dynamiques induites ont brièvement saturé la centrale inertielle avec pour effet une erreur d'estimation d'attitude de Schiaparelli par l'ordinateur de bord et subséquemment une erreur d'estimation d'altitude des données du radar Dopper, entraînant l'éjection prématurée du parachute et le fonctionnement des Modèle:Dunité pendant seulement quelques secondes à Modèle:Nombre au-dessus du sol. En conséquence, Schiaparelli a effectué une chute libre de trois à quatre kilomètres de hauteur dans l'atmosphère martienne, avant de venir percuter le sol à la vitesse substantielle de plus de Modèle:Nombre par heure. Le Modèle:Date-, le parachute de Modèle:Nombre de diamètre est photographié, étendu à la surface de la planète rouge. Le cliché provient du satellite Modèle:Lang de la NASA qui opère en orbite et a été spécialement programmé. Un kilomètre plus au nord dans cette même région (de coordonnées Modèle:Nombre de longitude est et Modèle:Nombre de latitude sud), une tache noire de Modèle:Dunité est visible. Il s'agit de la trace laissée par l'impact du module d'atterrissage, de sable, de poussières et débris de roches expulsés. Le carburant résiduel présent à bord de la sonde a également pu exploser<ref>Modèle:Lien web.</ref>,<ref>« Euronews : demi succès pour la mission ExoMars », ESA France, Modèle:Date-.</ref>,<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

ExoMars 2022

Initialement nommée Modèle:Nobr puis Modèle:Nobr, la mission Modèle:Nobr devait être lancée en 2022<ref name=":4" />,<ref>Modèle:Lien web.</ref> car la sonde n'était techniquement pas prête pour les précédentes fenêtres de lancement, qui n'ont lieu que tous les Modèle:Nombre. Le site d'atterrissage, choisi en Modèle:Date- (à l'aide notamment des observations du spectromètre OMEGA, à bord de la sonde européenne Mars Express) sera Oxia Planum, près de l'équateur<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Par suite des sanctions contre la Russie, l’Agence spatiale européenne fait savoir le Modèle:Date- à Roscosmos qu’elle suspend sa collaboration concernant cette mission. Au mieux, le directeur de l'ASE estime qu'elle pourrait avoir lieu en 2026<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Module d'atterrissage

La Russie, à travers un partenariat avec Roscosmos, fournit le module de descente et d'atterrissage de l'astromobile ExoMars. Cette plateforme d'atterrissage, dont descendra l'appareil une fois qu'elle sera posée sur Mars, est baptisée Modèle:Lien (en Modèle:Lang-ru, « petit cosaque » et aussi une danse traditionnelle cosaque)<ref name=":2">Modèle:Lien web.</ref>,<ref name=":3">Modèle:Lien web.</ref>. Elle doit, après avoir déposé le rover, fonctionner comme sonde spatiale fixe, étant équipée de ses propres instruments.

Cette plateforme a quitté les installations de Lavotchkine le Modèle:Date- pour Turin (Italie) pour l'assemblage final et des tests chez Thales Alenia Space, le tout en collaboration avec l'Agence spatiale européenne<ref name=":2" />,<ref name=":3" />.

Astromobile ExoMars

Modèle:Article détaillé

Le rover ExoMars est un astromobile de Modèle:Nombre développé par l'Agence spatiale européenne qui emporte une foreuse capable de ramener une carotte prélevée jusqu'à Modèle:Nombre de profondeur, au maximum, et un laboratoire capable d'analyser l'échantillon et d'identifier des marqueurs biochimiques. Le rover embarque également des instruments pour identifier la présence d'eau ou de matériaux hydratés, des caméras et des spectromètres. Le véhicule de rentrée et de descente jusqu'au sol martien est fourni par Roscosmos. Le rover Exomars devait être lancé en 2020<ref>Modèle:Lien web.</ref>. Le Modèle:Date-, l'ESA officialise son nom. Il s'appelle désormais Rosalind Franklin en l'honneur de cette physico-chimiste britannique qui a œuvré à la découverte de la structure de l'ADN<ref>Modèle:Lien web.</ref>.

Un quatrième engin, le rover MAX-C de la NASA, a été annulé à la suite de l'abandon de la participation de l'agence spatiale américaine en 2011. Il devait rechercher des indices de la vie, prélever des carottes dans le sous-sol martien et les stocker pour une future mission de retour d'échantillons sur Terre qui restait à définir.

Notes et références

Modèle:Références

Voir aussi

Vidéos

Articles connexes

Liens externes

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