En route vers Mars, la sonde ExoMars de l'ESA va bientôt rectifier sa trajectoire pour préparer son atterrissage

En route pour la Planète rouge, la sonde ExoMars 2016 s'apprête à modifier sa trajectoire pour viser sa cible, ce qu'elle ne faisait pas jusqu'ici. Michel Denis, le directeur des opérations en vol de la mission à l'Esa, nous explique la raison de cette manœuvre et comment la sonde est surveillée depuis la Terre.

Lancée le 14 mars 2016 avec des objectifs ambitieux, à la fois sur le plan scientifique et technologique (atterrissage contrôlé, aérofreinage, etc.), la sonde ExoMars 2016 de l’Agence spatiale européenne doit « réaliser ce 28 juillet une importante correction de trajectoire », nous explique Michel Denis, le directeur des opérations en vol de la mission.

Cette manœuvre mettra la sonde, qui comprend l'orbiteur TGO (Trace Gas Orbiter) et la capsule Schiaparelli, sur une trajectoire de collision avec Mars, « ce que l’on ne fait pas dès le lancement pour des raisons de protection planétaire ». Une recommandation du Cospar stipule en effet de ne pas lancer directement une sonde vers d’autres planètes ou lunes soupçonnées d’abriter une forme de vie ou présentant des conditions d’habitabilité. Si le lancement échoue ou si les opérateurs au sol perdent le contrôle de la sonde, il y a un risque qu’elle s‘écrase sur sa cible et contamine la zone du crash.

Comment préparer l'arrivée sur Mars

Lors de cette manœuvre, le moteur principal sera utilisé durant cinquante minutes. Il a été testé avec succès le 21 juillet. Quant à la manœuvre du 28 juillet, elle « permettra d'augmenter de 330 mètres par seconde la vitesse de la sonde, qui se déplace par rapport au Soleil à environ 27 kilomètres par seconde ».

Ce gain de vitesse sur la trajectoire permettra de réduire l'accélération à effectuer au moment de l'arrivée près de Mars, le 19 octobre prochain, et facilitera la manœuvre de freinage finale. La manœuvre du 19 octobre est en effet une capture de la sonde par Mars : « on accélère ExoMars par rapport au Soleil mais on la ralentit par rapport à Mars ».

L'Europe sur Mars pour la première fois

Cet angle d’entrée est « important et une extrême précision est de mise ». Trop proche de la verticale, « il rendrait le freinage impossible et la capsule risquerait de brûler ». S’il n’est pas assez incliné, alors « l’ellipse d’atterrissage serait trop grande, ce qui augmenterait le risque d'un posé dans une zone non désirée, voire dangereuse de par son relief ».

Concrètement, la capsule Schiaparelli va entrer dans l’atmosphère avec un « angle de seulement 12,4° par rapport à l’horizontale », ce qui maximisera la durée passée dans l’atmosphère pour donner suffisamment de temps au bouclier avant puis aux parachutes pour la freiner.

Durant cette phase d’atterrissage prévue le 19 octobre vers 17 h, le TGO s’insérera en orbite autour de la planète « grâce à une manœuvre critique de freinage qui, en deux heures, réduira sa vitesse de 1,5 kilomètre par seconde, ce qui permettra sa capture par la gravité de Mars ».

Pour circulariser l'orbite, l’Agence spatiale européenne utilisera, pour la première fois, la technique de l'aérofreinage, expérimentée avec Venus Express en juin 2014. Elle consiste à utiliser l’atmosphère d’une planète pour modifier l’orbite d’un engin spatial. Dans le cas du TGO, le but de cette manœuvre est d’amener le satellite sur une orbite circulaire à 400 kilomètres d’altitude inclinée à 74° avec une période de révolution de deux heures. Le TGO de l’Esa rejoindra alors Mars Global Surveyor, de la Nasa, qui évolue également à cette altitude.

Source : futura-sciences.com