L’orbiteur TGO de l’ESA a été capturé par la planète Mars et va rejoindre progressivement son orbite d’observation

Six mois après son lancement, le 14 mars 2016, les contrôleurs de l’orbiteur TGO (pour Trace Gas Orbiter) de l’ESA, viennent de parvenir à faire capturer leur vaisseau par la force de gravité de la planète Mars. Il se trouve maintenant sur une orbite très elliptique (298 à 95.856 km) qui lui permettra de se freiner petit à petit, jusqu’à se stabiliser, dans un an, sur une orbite située à 400 km au dessus de la planète (équivalent de l’altitude de la Station Spatiale Internationale). A peu près en même temps le petit atterrisseur qui voyageait avec le TGO, nommé “Schiaparelli”, et qui a été libéré de son porteur le 16 octobre, devait se poser en surface de Mars, tout près du rover Opportunity (sur le sol de Mars depuis le 25 janvier 2004). Des photos des derniers km de descente de Schiaparelli ont dû être prises par Opportunity; un beau spectacle…dont on ne connait pas encore la fin car ce 19 octobre au soir (22h30) on n’a toujours aucun contact (voir post scriptum ci-dessous).

Le TGO n’est pas la première mission consacrée à l’étude de l’atmosphère de Mars. L’orbiteur MAVEN de la NASA (“Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN”), lancé en Novembre 2013 et placé en orbite le 21 septembre 2014, vient de “fêter” sa première année d’observations et a obtenu en juillet une “rallonge” pour les années 2017 et 2018. L’objet de MAVEN est d’examiner l’interface entre l’atmosphère martienne et l’espace, en bref les pertes d’atmosphère, quantitatives et qualitatives.  L’objet de TGO est d’analyser le contenu fin de l’atmosphère, les gaz “à l’état de traces” qui composent chacun moins de 1% de l’atmosphère et parmi ceux-ci, le méthane que l’on a vu apparaître puis disparaître sur les écrans des instruments d’analyse.

TGO emporte quatre instruments essentiels à son bord: NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery), un spectromètre qui peut analyser le spectre de la lumière solaire au travers de l’atmosphère dans la gamme de rayonnement électromagnétique qui va de l’ultraviolet à l’infrarouge; ACS (Atmospheric Chemistry Suite), un jeu de trois autres spectromètres, actifs dans l’infrarouge, qui est spécialisé dans la recherche d’eau, de méthane et d’une série de composants mineurs, avec une aptitude particulière à l’observation des processus photochimiques; CaSSIS (Colour And Stereo Surface Imaging System), un instrument suisse (Université de Berne et EPFL -eSpace) qui caractérisera les sites en surface qui auront été identifiés comme sources potentielles de ces gaz (par sublimation, volcanisme, érosion, etc…); FREND (Fine Resolution Epithemial Neutron Detector) enfin, un détecteur de neutrons qui permettra l’établissement d’une carte des zones riches en hydrogène (donc en eau!).

Il est évidemment passionnant de pouvoir espérer obtenir des données qui clarifieront enfin le problème soulevé en 2003 par l’observation de très faibles traces de méthane dans l’atmosphère de Mars. Ces observations effectuées à la limite de sensibilité des instruments (à partir de la Terre et de Mars Global Surveyor, satellite tournant autour de Mars) étaient étranges puisqu’elles semblaient montrer que ce gaz qui apparaissait lors des saisons chaudes, disparaissaient avec le retour du froid…alors que dans l’atmosphère terrestre, le méthane perdure quelques 300 ans. Ensuite, le Rover Curiosity, équipé d’un capteur beaucoup plus sensible (spectrogramme TLS du laboratoire SAM) a fait retomber l’enthousiasme tout en accroissant le mystère: pratiquement pas de méthane dans l’air du Cratère Gale, puis quelques pics d’un peu plus d’une dizaine de parties par milliard (ce qui n’est quand même pas beaucoup) et plus rien. Il ne faut pas rêver; sur Terre le méthane est produit à 90% par la vie animale et à 10% par l’activité géologique (surtout la serpentinisation de l’olivine en présence d’eau) mais sur Mars l’origine est très certainement géologique. Pourquoi d’ailleurs le méthane serait-il le rejet métabolique d’êtres vivants martiens…dont nous ne savons même pas quelles molécules chimiques le métabolisme exploiterait? Quoi qu’il en soit l’observation du méthane sur Mars serait la preuve d’une “activité” dans le sous-sol de la planète ce qui serait déjà très intéressant.

Souhaitons donc bonne santé au TGO après son insertion en orbite et ne regrettons pas trop l’échec, à cette heure possible, de l’atterrisseur Schiaparelli car il n’a emporté pratiquement aucun instrument scientifique à son bord. S’il s’est écrasé trop brutalement sur Mars, cela voudra dire que décidément ni les Européens, ni leurs partenaires Russes ne sont très “doués” en astronautique et que la surface de Mars reste pour l’instant une “terre” américaine. Du point de vue de l’Humanité, ce n’est pas trop grave d’autant que, du fait des appels d’offres qui sont faits par la NASA lors du lancement de chaque grande mission interplanétaire, les équipes scientifiques européennes sont toujours présentes. Mais ce serait quand même dommage car l’échec de ce test d’EDL (Entry, Descent, Landing) retarderait la mission ExoMars 2020 dans le cadre de laquelle l’ESA projette de déposer un rover équipé d’une suite d’instruments dédiés à la recherche de la vie (étude du sous-sol par forage à deux mètres, en dessous de la zone probablement trop irradiée du sous-sol immédiat).

Image à la Une: Schiaparelli vient de se détacher de TGO, le 16 Octobre 2016. Crédit:  ESA/ATG medialab

Post Scriptum (jeudi 20 octobre 2016 à 16h45):

Exactement un jour après l’atterrissage manqué de Schiaparelli (le 19 octobre à 16h45) voici ce que l’on peut dire:

Deux anomalies sont survenues dans la dernière phase de descente avant l’atterrissage et pourraient être la cause de l’échec de « l’écrasement en douceur » qui était prévu:

Le parachute du module se serait éjecté une quinzaine de secondes trop tôt et les propulseurs n’auraient fonctionné que trois ou quatre secondes au lieu des 30 prévues. La perte de signal est ensuite intervenue 50 secondes avant le temps prévu. On peut en déduire aisément que la vitesse à l’atterrissage était beaucoup trop rapide et que Schiaparelli a été totalement détruit.
On ne peut que regretter ces défaillances mais il faut espérer que suffisamment de leçons utiles pourront en être tirées pour la suite, c’est à dire la préparation de l’EDL (Entry Descent landing) de la mission lourde en surface qui, jusqu’à présent, était prévue pour 2020.
Toute la communauté scientifique compte sur les observations que doivent faire du sous-sol les instruments Pasteur embarqués sur le futur rover de l’ESA et l’administration de l’ESA ne doit pas négliger la préparation de son EDL, avec de sérieuses marges de sécurité. Cependant, au delà de la capacité technologique de l’ESA, une difficulté importante se pose: il manquerait encore quelques 300 millions d’euros pour boucler le financement de cette “suite”!

Post scriptum 2 (Vendredi 21 octobre 20h00):

Une photo du site d’atterrissage de Schiaparelli a été prise par la sonde américaine MRO de la NASA. Michel Denis, directeur des opérations en vol de la mission ExoMars a commenté cette photo dans les termes suivants: “L’image de la Nasa permet de voir une tache blanche, cohérente avec la taille du parachute. Environ deux kilomètres plus loin, il y a une tache noire, aux contours moins nets. C’est certainement le point d’impact de Schiaparelli. Elle est plus grande que si Schiaparelli était en un seul morceau. Il s’est donc cassé“. Thierry Blancquaert, responsable de l’atterrisseur à l’ESA, a ajouté que “les réservoirs de carburant du module, qui n’étaient pas vidés, pourraient avoir explosé au moment de l’impact”.

Il reste à exploiter les informations que Schiaparelli a pu envoyer pendant sa descente (6 minutes dans l’atmosphère). Elles permettront de retracer les premières séquences (échauffement du bouclier thermique, déploiement du parachute, ignition des rétrofusées, portance de l’atmosphère) qui seront certainement utiles.

 

Pierre Brisson

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

Une réponse à “L’orbiteur TGO de l’ESA a été capturé par la planète Mars et va rejoindre progressivement son orbite d’observation

  1. D’après les premières données communiquées en fin de matinée du 20 octobre par Andrea Accommazzo, chef des missions du système solaire à l’ESA, deux anomalies sont survenues dans la dernière phase de descente avant l’atterrissage et pourraient être la cause de l’échec (de plus en plus probable) de “l’écrasement en douceur” du module Schiaparelli: le parachute du module se serait éjecté une quinzaine de secondes trop tôt et les propulseurs n’auraient fonctionné que quelques secondes.
    On ne peut que regretter ces défaillances mais il faut espérer que suffisamment de leçons utiles pourront en être tirées pour la suite, c’est à dire la préparation de l’EDL (Entry Descent landing) de la mission lourde en surface qui, jusqu’à présent, était prévue pour 2020.
    Toutes la communauté scientifique compte sur les observations que doivent faire du sous-sol les instruments Pasteur embarqués sur le futur rover de l’ESA et l’administration de l’ESA ne doit pas négliger la préparation de son EDL, avec de sérieuses marges de sécurité. Messieurs de l’ESA, il vous reste quatre ans avant le lancement. Ne nous le repoussez pas encore une fois!

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