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C'est au mois de Juin que l' devrait prendre une décision sur la poursuite
du développement d'ExoMars, la première mission d'Aurora. L'objectif
de ce programme est de développer des technologies dites " capacitantes
" pour l'exploration du Système Solaire par des sondes automatiques
et des hommes, et de rechercher des traces de vie sur Mars …
Première mission dite flagships d'Aurora, ExoMars a été décidé en
2003 mais son lancement a sans cesse été repoussé. Initialement
prévu en 2009, on vise aujourd'hui la fenêtre de tir de 2013 avec
un 'backup' en 2015.
Qu'attendre de cette décision ?
Aussi surprenant que cela puisse paraître, ni la configuration finale
de l'architecture mission ni la conception du rover n'ont jamais
clairement été définies ; les scientifiques et les ingénieurs du
projet sont contraints de travailler sur plusieurs scénarii de mission
! Les charges utiles du Rover s'échelonnant de 8 kg à 16 kg suivant
les options, et le Lander incluant ou non un paquet géophysique
GEP, suivant le type de lanceur utilisé, mais aussi suivant les
technologies utilisées pour l'atterrissage. De plus, on ne sait
toujours pas si le relais de données, obligatoire si l'on veut pouvoir
rapatrier les données de la mission, pourra être fourni par la mission
américaine MRO.
En fin de compte, la principale pierre d'achoppement reste le 'nerf
de la guerre', c'est-à-dire le financement du projet. Il faut savoir
que les missions inscrites au programme Aurora font partie du programme
facultatif, c'est-à-dire que chaque Etat, met, sur une base volontaire,
de l'argent au 'pot commun'. Leur financement est dès lors des plus
aléatoire et dépend du bon vouloir des gouvernements des Etats membres
de l'ESA. Pour Aurora, c'est l'Italie le principal contributeur
au projet.
La décision du mois de juin devra répondre aux questions en suspens.
A savoir : quel lanceur, quel système d'atterrissage et quelle masse
pourra être dédiée aux instruments scientifiques.
D'après nos informations, le financement actuel d'ExoMars ne permet
qu'un lancement à l'aide d'un lanceur Soyouz, ce qui de facto limite
la charge utile du rover à moins de 8 kg, loin des 16 kg initialement
prévus pour la charge utile Pasteur. Cela remet en cause le paquet
géophysique GEP, dont le consortium scientifique est mené par le
(Allemagne), avec le support du
et de l' (IPGP). Cependant, le choix de cette
option semble également difficile, car la mécanique spatiale impose
des créneaux de lancements en 2013 et 2015 particulièrement défavorables
en termes de masse possible pour la mission.
Les différentes options d'atterrisseur
Pour poser le Rover sur Mars, (le maître d'œuvre du projet) a proposé deux systèmes
d'atterrissage ; ces systèmes reposent tous deux sur l'utilisation
de d'airbags ; leurs principes et les contraintes qu'ils imposent
sur le système (et, en premier lieu, sur la masse qui peut être
déposée au sol) sont différentes.
L'expérience MER (non vented airbags)
La première solution envisagée par l'ESA reprend le principe utilisé
lors de la mission MER par la NASA. En janvier 2004, les rovers
Spirit et Opportunity se sont posés sans encombre. Le système utilisé
reposait sur l'utilisation d'un parachute déployé à plus de 8 km
pour ralentir la sonde et compléter le freinage atmosphérique avant
l'allumage de rétrofusées pour stopper la sonde en plein ciel. A
280 m d'altitude, une grappe de d'airbags s'est gonflée tout autour
de l'engin pour le protéger de la dizaine de rebonds successifs
avant son immobilisation complète. Notez que le premier a été mesuré
à plus de 20 m !
Après avoir dégonflé ses airbags, le module de surface, en forme
de trièdre se déploie, libérant le rover.
Cette configuration a deux inconvénients. Elle a semble-t-il montré
ses limites en terme de masse, de sorte que le prochain rover de
la NASA, le (2009) n'utilisera pas ce système
pour atterrir sur Mars. Elle nécessite également une protection
accrue tout autour du rover, 'à l'intérieur' des airbags, ce qui
requiert une structure limitant d'autant la charge utile. Elle reste
toutefois la préférée de l'ESA : on sait qu'elle marche ! Ce qui
est capital pour le succès de la mission.
Configuration Vented airbag
L'alternative étudiée par l'ESA dit 'configuration Vented airbag'
repose également sur l'utilisation de boudins gonflables mais utilisés
de façon différente. Il s'agit d'utiliser un boudin en forme de
tore ou de beignet (doughnut) sous l'engin qui le protégerait de
l'impact contre la surface en absorbant l'énergie du choc, puis
se dégonflerait progressivement. Ce système s'inspire des systèmes
utilisés par les militaires pour larguer des charges lourdes depuis
un avion.
Cette configuration nécessite toutefois l'utilisation d'un système
de contrôle en attitude (en rotation) de l'atterrisseur qui garantisse
que la structure porteuse du rover soit bien horizontale, au moment
de son atterrissage, avec une vitesse transverse minimale. L'intérêt
de cette configuration, c'est qu'elle autorise l'emport d'une charge
utile un peu plus importante. L'inconvénient majeur, c'est qu'on
ne lui connaît aucune application spatiale jusqu'ici et que l'on
doit s'assurer de la validité du concept.
Le choix d'une Ariane 5 ?
En ce qui concerne le lanceur, l'ESA a pour l'instant le choix entre
un lanceur russe Soyouz et une , nettement plus chère. Nous avons déjà vu que l'utilisation
d'un lanceur Soyuz compromet une bonne partie du retour scientifique
de la mission, en limitant drastiquement la charge utile scientifique
que le Rover est capable d'emporter.
Dans la configuration la plus onéreuse, la puissance d'Ariane 5
permet d'envisager l'emport d'une plate-forme d'atterrissage plus
grande et partant de là d'un module de descente également plus grand,
ce qui permet de porter la charge utile Pasteur nominale à 16,5
kg et d'envisager sérieusement l'installation du Paquet Geophysique
GEP (20 à 30 kg, suivant les configurations de charge utile retenues)
répartis sur la plate-forme d'atterrissage.
Mais, ce n'est pas tout. L'autre avantage d'utiliser une Ariane
5 c'est bien entendu que la fusée pourrait également emporter un
orbiter. Cet orbiteur, de type '' ou un peu plus petit, servirait alors de relais de
communication entre le Rover et la Terre, ce qui permettrait de
s'affranchir de la NASA qui en l'état fournira à l'ESA des fenêtres
de communication entre le rover et la sonde .
Mieux encore, l'orbiter ne sera pas seulement utilisé comme relais.
Il serait également possible d'installer une suite d'instruments
orbitaux d'environ 30 kg.
Mais tout indique que le choix de l'Agence sera avant tout dicté
par des considérations financières ; le choix difficile qui se profile
est le suivant : soit une mission basée sur un lanceur Soyouz, ce
qui impliquera des révisions déchirantes en termes de retour scientifique,
soit une mission basée sur un lanceur plus lourd, ce qui implique
de retourner auprès des ministres des pays concernés pour quémander
un surcroît de financement. Dans ce cas, l'ESA ne pourra probablement
pas se passer du soutien de l'Allemagne et de la France, très impliquées
dans le paquet géophysique.
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