Programme ExoMars

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ExoMars, concept du rover (2006)

Le programme ExoMars regroupe trois missions spatiales à destination de la planète Mars développées par l'Agence spatiale européenne (ESA) avec une participation importante de l'agence spatiale russe Roscosmos : l'orbiteur, ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) et l'atterrisseur ExoMars EDM qui doivent être lancés en 2016 et le Rover ExoMars lancé en 2018. Le financement doit être bouclé en novembre 2012 dans le cadre d'un conseil des ministres européens de l'espace.

Le programme a une genèse complexe du fait de son coût très important (1,2 Milliards € en 2012) rapporté au budget scientifique de l'ESA et de la nécessité de disposer des connaissances techniques pointues (atterrissage sur Mars) maîtrisées jusque là uniquement par la NASA. Au début des années 2000, l'ESA étudie dans le cadre du programme Aurora l'envoi à la surface de Mars d'un rover automatisé équipé d'instruments de mesures scientifiques avec pour objectif de déterminer si la planète abrite ou a abrité une vie biologique. En 2008 le projet a évolué et comprend un atterrisseur, un orbiteur et un rover. Fin 2009, le programme est refondu dans le cadre d'un partenariat mis en place avec la NASA qui prévoit la réalisation de quatre engins spatiaux : en 2016 devaient être lancés un orbiteur, ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), chargé de détecter l'origine du méthane et d'autres gaz présents dans l'atmosphère martienne et de servir de relais pour les communications ainsi qu'un atterrisseur ExoMars EDM devant démontrer la capacité européenne à faire atterrir un engin sur Mars : un deuxième lancement en 2018 devait envoyer vers Mars le rover européen ExoMars et un rover de la NASA, MAX-C. Dans ce scénario, la NASA fournissait les lanceurs, la majorité des instruments de TGO et le véhicule de rentrée et de descente embarquant les rovers ainsi que MAX-C. En 2011/2012 les difficultés financières de la NASA entrainent la réduction puis l'annulation de sa participation. L'ESA sollicite alors l'agence spatiale russe Roscosmos, qui devient officiellement en mars 2012 le nouveau partenaire du programme. Dans le nouveau scénario, Roscosmos fournit deux lanceurs Proton, une partie de l'instrumentation scientifique de l'orbiteur ExoMars TGO ainsi que le véhicule de rentrée et de descente utilisé par le rover européen lancé en 2018.

Historique du programme[modifier | modifier le code]

Au début des années 2000 un projet de rover martien européen ExoMars est mis à l'étude. Ce projet ambitieux est repoussé à plusieurs reprises car il nécessite à la fois des moyens financiers importants et la maîtrise des techniques d'atterrissage sur Mars. Il est inscrit en 2005 comme mission majeure (flagship mission) du programme Aurora et le conseil de l'ESA s'engage à lui consacrer 690 millions €. En 2008 le projet est refondu : il comprend désormais en plus du rover, un atterrisseur qui doit permettre de valider les techniques d'arrivée sur le sol martien et un orbiteur chargé notamment de relayer les communications entre le sol martien et la Terre. Les gouvernements des pays membres de l'ESA s'engagent sur un budget de 850 M€. Celui-ci ne couvre toutefois pas les couts qui sont estimés à 1 Mds €. En octobre 2009, la NASA et l'Agence spatiale européenne associent leurs projets respectifs d'exploration de la planète Mars dans le cadre de l'Initiative conjointe d'exploration de Mars : le rover américain MAX-C vient s'ajouter aux trois engins spatiaux précédents. Les robots doivent être lancés par des fusées Atlas fournies par la NASA en deux temps : 2016 pour l'orbiteur ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) et l'atterrisseur ExoMars EDM, 2018 pour le rover européen ExoMars et MAX-C. Par ailleurs l'agence spatiale américaine fournit la majorité des instruments scientifiques de l'orbiteur[1].

Mais en 2011, la NASA subit à la fois à des restrictions budgétaires liées à la crise économique en cours et un énorme dépassement de son projet de télescope spatial James Webb. Pour faire face à ses problèmes de financement l'agence spatiale américaine se dégage d'abord en partie du programme Exomars avant d'abandonner complètement sa participation. L'ESA ne peut supporter seule le cout du programme et elle fait appel à l'agence spatiale russe Roscosmos, qui vient de subir l'échec de sa sonde spatiale martienne Phobos-Grunt. En mars 2012 l'ESA officialise son partenariat avec Roscosmos. Les termes de l'accord prévoient que l'agence spatiale russe fournit des fusées Proton pour les lancements de 2016 et 2018. Les instruments scientifiques russes remplacent les instruments américains à bord de l'orbiteur Exomars TGO. Enfin la Russie fournit le véhicule de rentrée et de descente qui doit amener le rover Exomars sur le sol martien en 2018. Le rover américain MAX-C n'a pas d'équivalent dans ce nouveau scénario. Le financement du projet qui atteint environ 1,2 milliards € doit être bouclé en novembre 2012. La réunion des ministres européens de l'Espace doit trouver 350 millions € qui manquent à ce jour à l'appel[1].

Objectifs du programme[modifier | modifier le code]

Objectifs scientifiques[modifier | modifier le code]

Les objectifs scientifiques du programme sont[2] :

  • La recherche d'indices d'une vie biologique présente ou passée sur la planète Mars
  • Étudier comment l'environnement géochimique de Mars varie
  • Détecter les gaz présents à l'état de trace dans l'atmosphère martienne et identifier leur origine

Objectifs technologiques[modifier | modifier le code]

Les engins développés dans le cadre du programme Exomars doivent permettre la mise en oeuvre de techniques utilisées pour la première fois par l'Agence spatiale européenne[2] :

  • Atterrissage d'une charge lourde sur le sol de Mars
  • Mise en œuvre d'un robot mobile (rover) à la surface d'une autre planète
  • Prélèvement d'une carotte du sol d'une autre planète à l'aide d'un engin de forage
  • Acquisition, préparation, distribution et analyse d'un échantillon de sol d'une autre planète in situ.

Les engins spatiaux du programme ExoMars[modifier | modifier le code]

Le programme ExoMars regroupe en 2012 trois engins spatiaux qui doivent être lancés vers la planète Mars :

  • ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) est un orbiteur placé sous la responsabilité de l'ESA qui remplit d'une part une mission scientifique et d'autre part joue un rôle essentiel pour les autres missions du programme en servant de relais pour les télécommunications entre les engins déposés au sol et la Terre. Sa mission scientifique consiste à identifier l'origine du méthane et d'autres gaz rares présents dans l'atmosphère martienne. Les précédentes missions martiennes ont détecté que du méthane était présent dans l'atmosphère avec des concentrations variant dans le temps et selon le lieu. Le méthane est un gaz dont la durée de vie est brève à l'échelle géologique et sa présence nécessite une source active qui pourrait être biologique. Le satellite dispose d'une antenne parabolique grand gain de 2,2 mètres de diamètre orientable avec deux degrés de liberté pour retransmettre en bande X les données scientifiques vers la Terre. Le tube à ondes progressives utilisé a une puissance de 65 watts. Les échanges avec les engins situés sur le sol de Mars se font en bande UHF via une antenne hélice axiale. La charge utile embarquée, d'une masse évaluée à environ 135 kg et composée de plusieurs instruments scientifiques, est en cours de redéfinition à la suite du changement de partenaire de l'ESA. L'orbiteur doit être lancé en 2016 avec ExoMars EDM[3].
  • ExoMars EDM est un petit atterrisseur de 600 kg (Phoenix : 670 kg, Viking 600 kg) développé par l'ESA qui doit se poser en 2016 sur la planète Mars. ExoMars EDM doit permettre de valider les techniques de rentrée atmosphérique et d'atterrissage qui seront mises en œuvre par de futures missions martiennes européennes. Il comporte un véhicule de rentrée chargé de protéger l'engin spatial de la chaleur générée par la rentrée atmosphérique, d'un parachute déployé alors que la vitesse de l'engin est tombé à Mach 2 et de moteurs-fusées à ergols liquides (hydrazine) chargées de déposer en douceur l'atterrisseur. Durant sa descente vers le sol martien il retransmet les paramètres de vol pour permettre l'analyse de son fonctionnement. Sur le sol martien sa durée de vie est limitée car l'énergie est fournie par des batteries qui ne sont pas rechargées. Il emporte une petite charge utile. Il est lancé avec TGO en 2016[4].
  • Le rover ExoMars est un rover de 300 kg développé par l'ESA qui emporte une foreuse capable de ramener une carotte prélevée jusqu'à 2 mètres de profondeur et un laboratoire capable d'analyser l'échantillon et d'identifier des marqueurs biochimiques. Le rover embarque également des instruments pour identifier la présence d'eau ou de matériaux hydratés, des caméras et des spectromètres. Le véhicule de rentrée et de descente jusqu'au sol martien est fourni par Roscosmos. Le rover Exomars doit être lancé en 2018[5].

Un quatrième engin, le rover MAX-C de la NASA, a été annulé à la suite de l'abandon de la participation de l'agence spatiale américaine en 2011. Il devait rechercher des indices de la vie, prélever des carottes dans le sous-sol martien et les stocker pour une future mission de retour d'échantillon sur Terre qui restait à définir.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Paul De Brem, « L'Europe relève le défi avec Exomars », Ciel et Espace, no 510,‎ novembre 2012
  2. a et b (en) « The ExoMars programme 2016-2018 », sur ESA (consulté le 1 novembre 2012)
  3. (en) « ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) », sur ESA (consulté le 1 novembre 2012)
  4. (en) « The ExoMars Entry, Descent and Landing Demonstrator Module (EDM) », sur ESA (consulté le 1 novembre 2012)
  5. (en) « ExoMars Rover », sur ESA (consulté le 1 novembre 2012)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Les trois engins spatiaux du programme Exomars :

  • MAX-C Le rover de la NASA annulé

Liens externes[modifier | modifier le code]