Retard de la seconde partie d'ExoMars : l’ESA en profite pour améliorer son rover Rosalind Franklin

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Crédits : Thales/ESA
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Sébastien Gavois

ExoMars devra attendre 2022, pour cause de coronavirus. L’Agence spatiale européenne (ESA) annonce qu'elle mettra ce nouveau délai à profit pour qualifier ses parachutes devant permettre que le rover arrive en un seul morceau. Elle va aussi procéder à des changements et des améliorations sur certains instruments et éléments de son engin.

Il y a deux mois, l’ESA annonçait un nouveau report de la seconde partie de la mission ExoMars, en raison « des circonstances de force majeure liées à l’aggravation de la situation épidémiologique en Europe » qui ont considérablement limité « les possibilités pour [ses] experts de se rendre sur les sites de[s] partenaires ».

Deuxième report, avec l’échec de Schiaparelli en tête

Du fait du mouvement des planètes, la prochaine fenêtre de tir la plus propice – c’est-à dire lorsque la Terre et Mars sont au plus proche – ne s’ouvrent que tous les deux ans environ. Rendez-vous est donc pris pour 2022.

C’est la seconde fois que cette partie de la mission est décalé, alors qu’elle était initialement prévue pour 2018. La première partie s’est pour rappel déroulée en 2016 avec un échec partiel : l’orbiteur TGO s’est correctement positionné, mais l’atterrisseur Schiaparelli s’est crashé au sol à plusieurs centaines de km/h. 

Profiter des deux années pour apporter des améliorations

Mais comme nous l’avions déjà expliqué, l’Agence devait aussi faire face à un souci important avec ses parachutes qui ont enchaîné les échecs durant les dernières phases de tests. Deux crashs de suite sur le sol martien seraient difficiles à avaler, il était donc impensable de bâcler les vérifications.

« Nous ne nous accordons aucune marge d’erreur », avait d’ailleurs martelé Jan Wörner, directeur de l’ESA. Il y a quelques semaines pourtant, tout était prêt selon l’Agence :

« Le matériel de vol d’ExoMars a été intégré au satellite en vue de son lancement. L’ensemble de ses 13 instruments scientifiques ont été montés sur la plateforme d’atterrissage Kazatchok ; le robot mobile Rosalind Franklin et ses 9 instruments ont récemment passé avec succès les derniers essais thermiques et sous vide en France ».

Mais maintenant que l’ESA dispose de deux années supplémentaires, elle profite de ce temps pour réaliser plusieurs ajustements sur le rover Rosalind Franklin. Une « aubaine » dont on ne sait pas si elle pesée dans la balance pour annoncer le report. Toujours est-il qu’elle aurait tort de s’en priver.

Suite à des fissures, du changement au niveau des panneaux solaires

La recherche avance à grands pas, alors que les techniques de conception d’engins spatiaux prennent plus leur temps, notamment pour valider l’endurance et la résistance des matériaux soumis à rude épreuve dans le vide spatial.

Au moment d’un lancement spatial, les technologies embarquées ont donc souvent plusieurs années de retard sur la recherche « terrestre ». Avec des reports à répétition pour ExoMars 20182020, 2022, les ingénieurs ont certainement trouvé de nouvelles technologies et/ou des idées afin d’améliorer les performances du rover qui peuvent être mises en place en moins de deux ans. C’est notamment le cas au niveau des panneaux solaires.

« Après la détection de quelques fissures lors des tests environnementaux au début de l'année, de nouvelles fixations seront installées afin de renforcer l'interface l’infrastructure entre les panneaux et les supports de fixation ». Ces modifications seront opérées à Stevenage (au Royaume-Uni), tandis que Rosalind Franklin reste en Italie « pour les opérations d'entretien de routine, telles que la charge de la batterie et les contrôles de propreté ».

Le rover doit pour rappel être exempt de micro-organismes terriens pour éviter toute contamination de Mars, ce qui pourrait conduire à un faux positif, détectant des traces de vie alors qu’elles auraient été importées de la Terre. On se souvient par exemple de l‘emballement médiatique suite à la découverte d’une bactérie inconnue à bord de l'ISS...

Améliorations pour le spectromètre infrarouge et la caméra CLUPI

Les membres de l’équipe d’ExoMars 2022 envisagent également « de remplacer le boîtier électronique secondaire de l'analyseur de molécules organiques de Mars », alias MOMA. Cet instrument comprend trois parties : un chromatographe en phase gazeuse, un spectromètre de masse de type trappe d'ion (ITMS) et un laser à désorption. Il est « capable de détecter des molécules organiques et d'étudier l'origine potentielle, l'évolution et la diffusion de la vie sur Mars ». 

Le spectromètre infrarouge longue distance (ISEM) en charge d’analyser les minéraux à la surface de la planète pourrait aussi être changé pour un modèle plus performant, sans plus de détail pour l’instant. La caméra haute résolution CLose-Up Imager (CLUPI) du rover aura droit à une mise à jour logicielle.

Elle est « l’équivalent de la loupe du géologue sur le terrain et, en tant que tel, un instrument essentiel de la mission », explique le Laboratoire de Physique et de Chimie de l’Environnement et de l’Espace (LPC2E) : « L’instrument se distingue par son capteur d’image couleur de 14 mégapixels, une résolution spatiale de 8 µm/pixel à 11,5 cm en couleur, une distance de mise au point de 11,5 cm à l’infini et une capacité à supporter les basses températures martiennes jusqu’à -125°C ». 

Les modifications apportées ne sont par contre pas détaillées. « Avoir trouvé le temps d'apporter ces améliorations est fantastique pour notre mission scientifique sur Mars », explique Jorge Vago, un des scientifiques du projet ExoMars.

ExoMars rover 2020
Crédits : ESA/ATG medialab

De nouveaux tests sur les parachutes en septembre

L’autre gros morceau de l’annonce de l’ESA concerne évidemment les parachutes qui sont au centre de nombreuses inquiétudes depuis plusieurs mois. Les tests prévus en mars ont été repoussés à septembre à cause de la crise sanitaire mondiale, soit après la fenêtre de lancement de cet été. 

Les derniers tests en partenariat avec le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de Californie – qui dispose d’une solide expérience dans ce domaine – étaient encourageants : « six tests au sol ont vu l'extraction propre des parachutes de leurs sacs, sans dommages par friction ».

Pour arriver à ce résultat, les parachutes nécessitent long travail préparatoire : un « pliage minutieux à l'intérieur leur son sac afin pour garantir un déploiement correct », une opération qui prend trois jours pour le parachute de 35 m de diamètre. Les parachutes principaux doivent permettre au rover de passer d’une vitesse de 21 000 km/h à un atterrissage en douceur en seulement six minutes de descente… alors que la crêpe Schiaparelli est encore présente dans les esprits. 

La prochaine étape se déroulera en septembre 2020, avec une chute à haute altitude dans l'Oregon : « Ce type de tests nécessite une logistique complexe et des conditions météorologiques strictes pour la sécurité des vols ». Le parachute sera installé sur un ballon stratosphérique gonflé à l’hélium et lâché à une altitude de 30 km. Les parachutes devront alors se déployer sans anicroche afin réduire la vitesse, dans des conditions proches de celles de Mars.

Le report laisse donc à L’ESA le temps de réaliser ces tests sans être pressée par le temps et, si besoin, de procéder à des changements. Une approche sage étant donné le coût d’une mission du genre. La perte du rover Rosalind Franklin en plus de Schiaparelli serait incontestablement un coup dur pour l’Europe.

Voici une vidéo ralentie du déploiement du parachute lors des tests au JPL (ici à la vitesse normale).

ExoMars et Mars 2020 « sont complémentaires »

La concurrence est dans tous les cas rude sur ce segment puisque la NASA devrait envoyer cet été sa mission Mars 2020, elle aussi à la recherche de trace de vie. Deux missions « complémentaires ».

C'est ce que nous expliquait Philippe Paillou du laboratoire d'astrophysique de Bordeaux : « ExoMars est un tout petit rover, de la petite science va être faite, mais la toute première science pour l'Europe ». Il nous avait expliqué que les sites d’atterrissage seraient différents, un point important pour la recherche des traces de vies passées : 

« En termes de surface, Mars correspond à l'ensemble des surfaces continentales émergées de la Terre. Étudier cette planète à partir d'un ou deux points échantillonnage (le rover se pose à un endroit et se déplace de quelques km autour) ça ne veut pas dire que vous avez forcément fait le tour ou mis le doigt sur les propriétés et les sites qui étaient réellement intéressants de la planète.

Imaginez les martiens étudiant la Terre envoyant un rover à la surface. Selon qu'il se pose dans la forêt tropicale ou au Sahara, ils ne vont pas tirer la même conclusion ; même si c'est plus compliqué car il n'y a pas de végétation sur Mars. Avoir deux voire trois, quatre, dix ou cent rovers qui se poseraient à cent sites différents, c'est une vraie complémentarité, ce n'est pas une compétition ».

La Chine est également dans les starting-blocks pour la conquête martienne, comme SpaceX. Les années qui arrivent promettent d’être animées avec non seulement la recherche de la vie sur une autre planète que la Terre, mais aussi l’arrivée des premiers humains sur le sol martien.


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