Report du déploiment du radar Marsis

 01/05/04

Antenne principale du radar Marsis au moment
des tests. Le cylindre de 20 mètres de long
et 2,5 cm de diamètre se déplie
à l'ouverture de la boite blanche.
Crédit photo : Universität der Bundeswehr - München.
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C'était un événement très attendu. En effet, ses observations doivent nous permettre d'en découvrir plus sur les importantes quantités d'eau dont Mars Express a confirmé l'existence le mois dernier.

L'équipe en charge de l'instrument a affiné ses simulations et il apparaît que lors de leur déploiement les deux branches du radar pourraient osciller un peu plus largement qu'initialement prévu. On imagine le genre de problème que cela risque de poser... si cela les amène "trop" près d'autres composants fragiles.

Il a donc été demandé à l'ESA de reporter le déploiement qui était prévu cette semaine, le temps d'entreprendre quelques calculs supplémentaires et de confirmer l'absence de risque pour la sonde.

Les simulations réalisées par le constructeur californien des mats d'antenne (Astro Aerospace) prévoyaient un déploiement relativement doux, qui devait a priori exclure tout effet de battement. Les différents partenaires travaillent de concert pour lever cette incertitude. En fonction des résultats, l'ESA devrait décider d'ici quelques semaines du nouveau calendrier.

Souhaitons-leur bonne chance : cet instrument nous fournira les premières images du sous-sol martien et de sa composition en eau !

Correction d'orbite et météo martienne

 10/01/04
(Image d'artiste. Crédit photo ESA.)

Dernière mise à feu pour le propulseur principal de Mars Express. Le 11 janvier, celui-ci a descendu l'orbite de la sonde européenne qui tourne désormais en 10 heures autour de la planète rouge, après quoi, il a été désactivé (pour ne pas avoir de mauvaise surprise comme un déclenchement spontané). La dernière série de correction d'orbite devrait s'étaler sur une semaine et demi, d'aujourd'hui 15 janvier jusqu'à lundi 26 janvier. Mars Express fera alors une révolution en un peu plus de sept heures et demi.

Tous les instruments ont été activés et transmettent leurs données, à l'exception de la perche du radar MARSIS (voir plus bas)qui ne sera déployée qu'en avril.

En attendant, une expérience qui sera particulièrement intéressante est celle qui est dénommée MaRS. Après une période de rodage, elle devrait permettre de diffuser pendant quatre ans des bulletins quotidiens sur la météo martienne. Les mesures permettront de sonder les conditions atmosphériques depuis le niveau du sol jusqu'à une altitude de 50 kilomètres. De plus, les cartes de la température au sol devraient être deux fois plus détaillées que celle actuellement disponibles sur Terre !

(Schéma de principe de la traversée
de l'atmosphère martienne par les ondes
radio de Mars Express. Crédit ESA.)

Le principe de fonctionnement est étonnant, il consiste à utiliser l'antenne principale de Mars Express. Celle-ci se contente de renvoyer vers la Terre un signal radio très caractéristique. Le signal est émis aux moments où Mars Express apparaît ou disparaît derrière Mars (vu de la Terre), de sorte que l'onde radio traverse l'atmosphère de la planète rouge (voir croquis ci-contre). Comme la forme de ce signal est très reconnaissable, si quelque chose l'a un tant soit peu déformé, il est facile de déterminer de quel manière il l'a été. Et comme seule l'atmosphère martienne est susceptible d'avoir influencé le signal, on peut en déduire certaines de ses caractéristiques : température, densité et pression. D'où les prévision atmosphériques !

En attente des premiers résultats de la sonde européenne

 10/01/04
Crédit photo ESA. Cliquez pour un agrandissement.

Mars Express devrait donner ses premiers résultats d'ici à moins d'une semaine. A partir de mi-janvier, le vaisseau-mère de Beagle 2 devrait en effet commencer à nous envoyer une moisson régulière de données scientifiques de première importance couvrant l'ensemble de la planète rouge.

Depuis sa manoeuvre orbitale du 4 janvier dernier, la sonde européenne est sur une orbite dont l'altitude par rapport à Mars varie entre 250 et 40.000 kilomètres (comme cela est visible sur l'image ci-contre, son apogée (point le plus haut de son orbite) était 5 fois plus élevée lors de sa mise en orbite le 25 décembre dernier.

Les résultats attendus sont :

  • Une cartographie complète de la répartition en eau, glace et terrain aride grâce au radar MARSIS. Cet instrument d'une masse de 12kg est en réalité une antenne radar de 40m de long qui sondera le sous-sol martien jusqu'à une profondeur maximale de 5 kilomètres et avec une précision kilométrique. Une telle longueur d'antenne est nécessaire car des grandes longueurs d'onde employées (entre 1,3 et 5,5 MHz, soit des longueurs d'onde pouvant atteindre 250m). Le principe de l'appareil est que ces ondes seront réfléchies à chaque changement de nature du matériau. Le premier écho correspondra à la réflexion sur le sol, les suivants à d'éventuelles poches liquides souterraines. En travaillant à deux longueurs d'onde différentes, les scientifiques pourront déterminer les caractéristiques électriques du nouveau matériau et en déduire sa composition. La détection devrait être aisée jusqu'à 2-3 km de profondeur ; au-delà ce sera plus incertain.
    Les meilleures observations auront lieu lorsque l'orbite de Mars Express sera inférieure à 800km et que l'observation aura lieu de nuit, la ionosphère perturbant alors moins les mesures. Pendant les 100 premiers jours de son séjour en orbite, ces passages à moins de 800km n'auront toutefois lieu qu'en plein jour. Mars Express en profitera pour étudier la ionosphère proprement dite, réservant l'étude du sous-sol pour la suite.

  • Une cartographie en 3 dimensions de la surface de Mars. HRSC est une double caméra couleur haute résolution qui photographiera Mars avec une précision de 2 mètres. Les images produites serviront à établir une cartographie indiquant les emplacements des différents types de roches et de minéraux.

  • La façon dont le vent solaire interagit avec l'atmosphère martienne. Mars n'est pas, à l'inverse de la Terre, protégée du vent solaire par un champ magnétique. Dès lors, son atmosphère subit de plein fouet l'influence du vent solaire et les scientifiques se demandent si cela ne peut pas provoquer une certaine "érosion" de cette atmosphère, c'est-à-dire que le vent solaire arracherait petit à petit son atmosphère à Mars, ce qui pourrait expliquer en partie qu'elle soit aujourd'hui 150 fois moins dense que l'atmosphère terrestre. Deux détecteurs coopéreront à cette tâche, un imageur qui déterminera où les atomes neutres ont été formés, l'autre, simple détecteur, qui mesurera la quantité d'atomes qui interagissent avec le vent solaire, mais sans identifier le lieu de l'interaction. Les seuls atomes détectés seront l'hydrogène et l'oxygène, mais comme ce sont les deux seuls atomes qui composent l'eau, on pourra estimer la quantité d'eau perdu régulièrement par Mars. Un troisième instrument apportera un complément de mesure en mesurant les concentrations en ions au moment où Mars Express traversera la zone où s'affrontent l'atmosphère martienne et le vent solaire. Ces instruments sont rassemblés sous l'appelation ASPERA.

  • Une cartographie minéralogique et infrarouge de Mars. Le spectromètre OMEGA analysera les émissions de Mars dans deux longueurs d'onde, l'une dans le visible (avec un télescope, un spectromètre et une caméra CCD), l'autre dans l'infrarouge (grâce à deux réseaux). Mars sera cartographiée dans son ensemble à une résolution variant de 1 à 4 kilomètres et plus précisément (à 300m) pour certains sites sélectionnés. Une des tâches principales sera de déterminer s'il y a des carbonates (comme le calcaire) sur Mars et où ils se trouvent. Le calcaire se forme le plus souvent lors de la réaction de dioxide de carbone dissout dans l'eau avec des composés métalliques. La présence de calcaire signifierait qu'il y a vraisemblablement eu de l'eau sur Mars.

  • La distribution de la vapeur d'eau et d'autres constituants gazeux dans l'atmosphère de Mars avec l'instrument PFS. Il permettra également de suivre les mouvements de l'atmosphère.

  • L'évolution avec l'altitude de la température de l'atmosphère, de la présence de nuages, de la concentration d'ozone et de dioxide de carbone (constituant principal de l'atmosphère martienne).

  • Les variations de la pesanteur, de la température et de la pression atmosphérique tout autour de Mars.

    • Deux autres manoeuvres orbitales doivent avoir lieu d'ici à la fin du mois de janvier afin d'amener la sonde européenne sur son orbite définitive. Le récepteur UHF (Ultra-Haute Fréquence) de Mars Express n'avait toujours rien capté du petit Beagle 2 hier, lors de son passage de 14h27 CET. Ce récepteur servira également pour détecter de futures autres missions à la surface de Mars.

    Cette richesse d'information et les résultats in-situ de Spirit devrait améliorer sensiblement notre connaissance de la planète rouge.

    Mise en orbite

    		 25/12/03

    Ce matin, à l'issue d'un périple de 205 jours totalisant 400 millions de kilomètres, la sonde spatiale européenne Mars Express a mis à feu son moteur principal à 3 h 47 heure française pendant 37 minutes afin de se placer en orbite autour de Mars.

    Cette manoeuvre a imprimé à la sonde une impulsion qui lui a permis de s'aligner sur la vitesse de déplacement de la planète autour du Soleil et d'être capturée par son champ gravitationnel, à la manière d'une personne qui monterait sur un manège en marche. L'insertion orbitale a été un succès complet. Il s'agit là d'un exploit pour l'Europe, dont c'était la première tentative de mise en orbite d'une sonde autour d'une autre planète.

    A peu près au même moment, l'atterrisseur Beagle 2, protégé par son bouclier thermique, a pénétré dans l'atmosphère martienne à grande vitesse ; il doit normalement avoir atteint la surface à 3 h 52 environ. Toutefois, la première tentative visant à établir un contact radio avec Beagle 2 trois heures après son atterrissage, par l'intermédiaire de l'orbiteur de la NASA Mars Odyssey, n'a pas abouti. La prochaine occasion se présentera cette nuit à 23h40 heure française.

    L'atterrisseur a été largué par la sonde il y a six jours sur une trajectoire de collision avec la planète. Avant la séparation, son calculateur de bord a été programmé pour exécuter un certain nombre d'opérations à l'arrivée sur la surface de Mars en fin d'après-midi (heure locale). Il est prévu que les panneaux solaires se déploient pour recharger les batteries avant le coucher du Soleil et que Beagle 2 émette un signal sur une fréquence donnée, sur laquelle sera réglé ce soir le télescope britannique de Jodrell Bank. D'autres contacts radio sont programmés pendant les prochains jours.

    Au cours de la semaine qui vient, l'orbite de Mars Express sera progressivement ajustée afin de préparer sa mission scientifique. La sonde se trouve actuellement à plusieurs milliers de kilomètres de Mars, sur une orbite équatoriale très allongée. Le 30 décembre, l'équipe du centre de contrôle au sol de l'ESA commandera la mise à feu des moteurs de Mars Express afin de la placer sur une orbite polaire plus arrondie (environ 300 km péricentre, 10000 km apocentre avec 86° inclinaison). C'est alors que la sonde étudiera en détail la surface de la planète, son sous-sol et son atmosphère. La mise en service de certains instruments scientifiques embarqués commencera vers la mi-janvier 2004 et les première données scientifiques sont attendues au cours de la deuxième quinzaine du mois.

    "L'arrivée de Mars Express à destination constitue un grand succès pour l'Europe et pour la communauté scientifique internationale. Nous n'attendons plus qu'un signal de Beagle 2 et ce sera, sans nul doute, un Noël de rêve" a déclaré David Southwood, Directeur du Programme scientifique de l'ESA, qui a ajouté : "Avec Mars Express, nous disposons d'un observatoire très performant en orbite autour de Mars et nous attendons avec impatience de recevoir ses premières observations. Ses instruments permettront de sonder la planète depuis sa haute atmosphère jusqu'à plusieurs kilomètres au-dessous de sa surface, où nous espérons trouver des réponses à des questions cruciales concernant l'existence de conditions propices à la vie, notamment des traces d'eau. Cette mission nous permettra de mieux comprendre le passé et le présent de cette planète qui est notre voisine et répondra à bon nombre de questions que se pose la communauté scientifique, ce qui ne manquera pas d'en soulever beaucoup d'autres, tout aussi passionnantes. J'espère que nous pouvons considérer qu'il s'agit là, pour l'Europe, d'une ère nouvelle dans le domaine de l'exploration spatiale".

    Communiqué ESA, image ESA