26 Août 2016

Mission

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Surface & Atmosphère

La mission Mars Express en orbite autour de Mars depuis plus de 1 an est une belle réussite pour la communauté scientifique européenne qui avait été très déçue par l'échec de la mission russe Mars-96. En effet, cette mission embarquait de nombreux instruments européens, dont plusieurs français.
C'est en 1997 que l'ESA a décidé la mission Mars-Express dont l'objectif principal était de permettre le revol de certaines expériences de la mission Mars-96.

Les principaux objectifs scientifiques de la mission pour l'orbiteur sont :

  • la cartographie globale de la surface en couleur et en stéréoscopie à haute résolution (10 m/pixel) et l'imagerie de zones sélectionnées avec une résolution de 2 m/pixel ;
  • la cartographie minéralogique globale et à haute résolution (100 m/pixel) de la surface ;
  • le sondage par un radar du sous-sol martien, pour y déceler en particulier des poches d'eau ou de glace ;
  • la détermination de la composition de l'atmosphère, l'étude de sa circulation et de son interaction avec la surface, le vent solaire et le milieu interplanétaire ;
  • une expérience de radioscience pour sonder l'atmosphère neutre et ionisée afin de déterminer les propriétés diélectriques de la surface et le champ de gravité de la planète.

Le petit atterrisseur Beagle 2 (69 kg dont 33 kg déposés à la surface de Mars), sous responsabilité britannique, avait quant à lui pour principal objectif de découvrir des traces de vie passées ou présentes. Aucun contact n'a plus pu être établi avec Beagle après son largage.

Trace de Mars Express lors de son survol du pole sud en janvier 2004
Trace de Mars Express lors de son survol du pôle sud en janvier 2004

7 mois pour rejoindre Mars

Lancement

Mars Express a décollé le 2 juin 2003 à 17:45:26 TU depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.

L'année 2003 était une année particulièrement propice pour le lancement d'une sonde spatiale vers Mars car celle-ci est passée à moins de 56 millions de kilomètres de la Terre, situation qui ne se répète que tous les 15 ou 17 ans. Ceci a permis à Mars Express de rejoindre la planète rouge en sept mois au lieu des 9 à 12 mois habituels.

Mars Express a été lancé par un lanceur Soyouz, équipé d'un étage supérieur Frégat qui a injecté la sonde sur sa trajectoire martienne. Ensuite le satellite a déplié ses panneaux solaires, fournis un état de santé de ses équipements à la Terre, puis a entrepris le long périple jusqu'à Mars.

 

Croisière

Durant la croisière, le satellite était suivi par la station sol de New Norcia (Australie) et a reçu des instructions afin de corriger la trajectoire en allumant pendant quelques minutes ses propulseurs d'attitude. Un état de bonne santé des instruments scientifiques a été effectué au début de cette étape.

Largage Beagle 2

Le 16 décembre, les opérations devant conduire au largage de l'atterrisseur Beagle 2 ont été engagées. Le satellite s'est volontairement positionné sur une trajectoire de collision avec Mars, afin de permettre le largage de Beagle 2 vers son site d'atterrissage. Cette manœuvre était particulièrement critique dans la mesure où l'atterrisseur ne possède aucun moyen de pilotage et de propulsion propre. Le 19 décembre Beagle 2 fut donc largé par le satellite sur une trajectoire balistique visant Mars. Si la trajectoire ne s'avérait pas correcte, soit Beagle 2 rebondissait sur l'atmosphère martienne et poursuivait son voyage dans le milieu interplanétaire, soit le petit atterrisseur entrait dans l'atmosphère avec une incidence trop importante et brûlait. Aucun contact n'a plus pu être établi avec Beagle après son largage.

Immédiatement après l'éjection, Mars Express alluma pour la première fois son moteur principal pour modifier sa trajectoire et se positionner sur une trajectoire d'évitement de la planète autorisant la capture de l'orbiteur par le champ gravitationnel martien.

Insertion en orbite martienne

Afin de s'insérer autour de Mars, le moteur principal a été allumé afin de ralentir le satellite jusqu'à une vitesse inférieur à la vitesse de libération de la planète (5,2 km/s, vitesse permettant à une sonde d'échapper à l'attraction martienne).

Cette phase est éminemment critique dans la mesure où elle conditionne la réussite de la mission. A cet instant de la mission, les télécommandes envoyées au satellite mettent une dizaine de minutes pour lui parvenir. L'insertion martienne se déroule donc de façon totalement automatique, le satellite devant gérer seul son "destin".

L'orbite de Mars Express

Après plusieurs manœuvres, Mars Express a été positionné sur une orbite elliptique (250 x 10142 km) d'inclinaison quasi-polaire (86,35°) et d'une période de 6,75 heures.

La durée de la mission est d'une année martienne, soit deux années terrestres environs. Cependant les consommables de Mars Express sont prévus pour lui permettre de réaliser une mission étendue d'une autre année martienne.

Outre la mis en œuvre des instruments scientifiques embarqués, Mars Express doit également assurer le rôle de relais de télécommunication pour l'atterrisseur Beagle 2, qui n'est pas conçu pour communiquer directement avec la Terre.