4 Décembre 2015

Une charge utile européenne sur la plateforme russe d'ExoMars 2018

Deux instruments européens, et quatre contributions européennes sur deux instruments russes, ont été sélectionnés pour la plateforme scientifique russe qui se posera sur Mars dans le cadre de la mission ExoMars 2018 de l’ESA et de Roscosmos.

La première des deux missions ExoMars est en phase finale de préparation, avant son lancement en mars prochain.

Elle comprend le module TGO (Trace Gas Orbiter), qui étudiera les origines biologiques ou géologiques des gaz présents à l'état de traces dans l'atmosphère martienne, ainsi que le module Schiaparelli, un démonstrateur d'entrée, descente et atterrissage. Schiaparelli testera des technologies clés d'atterrissage et fournira des données sur l'atmosphère et l'environnement essentielles pour les contributions de l'ESA aux futures missions martiennes.

La seconde mission ExoMars, dont le lancement est prévu en mai 2018, comprend un robot européen, premier engin capable de se déplacer sur le sol martien et de forer à deux mètres sous la surface, ainsi qu'une plateforme scientifique fixe posée à la surface.

Après l'atterrissage en mars 2019, ce robot descendra de la plateforme par une rampe. Ces deux modules commenceront alors leur travail scientifique.

Prévue pour fonctionner au moins une année terrestre, la plateforme sera chargée de l’acquisition d’images du site d'atterrissage, du suivi du climat, de l'étude de l'atmosphère et de l'analyse du rayonnement ambiant. Elle étudiera également la distribution de l'eau éventuellement présente dans le sous-sol du site d'atterrissage et effectuera des études géophysiques de la structure interne de Mars.

Roscosmos et l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie (IKI) avaient déjà identifié une charge utile préliminaire, constituée de groupes d'instruments, permettant d'atteindre ces objectifs, certains de ces instruments prévoyant d'ailleurs l'intégration d'éléments européens. Suite à un appel d'offres auprès de la communauté scientifique européenne en mars 2015, neuf propositions ont été reçues et évaluées. L'ESA a maintenant approuvé le choix de six éléments européens. Parmi ceux-ci, deux instruments totalement européens et quatre ensembles de détection devant être intégrés aux deux instruments russes.

Les deux instruments européens proposés sont le transpondeur LaRa (Lander Radioscience) et l'ensemble HABIT (Habitability, Brine Irradiation and Temperature).

LaRa révèlera des détails sur la structure interne de Mars et mesurera avec précision la rotation et l'orientation de cette planète grâce au suivi des décalages fréquentiels Doppler entre la plateforme de surface et la Terre. Il pourra également détecter les variations du moment angulaire provoquées par la redistribution des masses, comme par exemple la migration des glaces des calottes polaires vers l'atmosphère.

L'instrument HABIT étudiera la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère, les variations quotidiennes et saisonnières des températures du sol et de l'air ainsi que le rayonnement UV ambiant.

Les quatre ensembles de détection européens placés dans les deux instruments russes vont mesurer la pression et l'humidité, le rayonnement UV et les poussières, le champ magnétique local et le milieu ionisé. « La plateforme scientifique de surface servira de laboratoire fixe à long terme pour surveiller l'environnement local, par exemple les tempêtes de poussières, la foudre et les effets de la météo spatiale » explique Jorge Vago, scientifique du projet ExoMars 2018 pour l'ESA. « En même temps, le robot se déplacera de plusieurs kilomètres pour rechercher, sous la surface, des traces de vie passée. C'est une association particulièrement efficace d'instruments. »

Les scientifiques français soutenus par le CNES ont très activement participé à la sélection du site d’atterrissage de référence pour un lancement en 2018 et aux sites à considérer au cas où le lancement serait reporté à 2020. Ils participaient, le mois dernier, au groupe de travail chargé de choisir le site d'atterrissag. Le groupe a recommandé la région d'Oxia Planum en vue d'une évaluation plus détaillée pour la mission 2018. Autre recommandation : retenir également Oxia Planum comme l'un des deux sites d'atterrissage possibles pour l'autre opportunité de lancement en 2020, une deuxième région devant être choisie entre Aram Dorsum et Mawrth Vallis. Ces trois sites témoignent de l'influence de l'eau par le passé et sont probablement représentatifs des processus globaux ayant agi au cours des périodes martiennes les plus anciennes. L'ESA et Roscosmos prendront leur décision sur le site d'atterrissage environ six mois avant le lancement.

Les industriels, le CNES et des laboratoires français sont impliqués à différents niveaux dans le satellite TGO et la plateforme Schiaparelli de la mission ExoMars 2016. Les équipes françaises sont aussi engagées dans la conception et la construction de cinq instruments scientifiques parmi les neuf qui équiperont le véhicule robotique européen qui sera lancé avec la mission ExoMars 2018.

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