Nous vivons peut-être dans l'âge d'or de l'exploration de Mars. Avec plusieurs orbites autour de Mars et deux rovers fonctionnels à la surface de la planète rouge, notre connaissance de Mars se développe à un rythme sans précédent. Mais il n'en a pas toujours été ainsi. Amener un atterrisseur sur Mars en toute sécurité à la surface est un défi difficile, et de nombreux atterrisseurs envoyés sur Mars ont échoué.
La mission conjointe ESA / Roscosmos Mars Express et son atterrisseur Chiaparelli sont attendus à Mars dans seulement 15 jours. Le moment est bien choisi pour examiner les difficultés rencontrées pour amener un atterrisseur sur Mars, et aussi pour revenir sur les nombreuses tentatives infructueuses.
Pour l'instant, la NASA a le droit de se vanter d'être la seule organisation à avoir réussi à poser des sondes sur Mars. Et ils l'ont fait plusieurs fois. Mais ils n'étaient pas les premiers à essayer. L'Union soviétique a essayé en premier.
L'URSS a envoyé plusieurs sondes sur Mars à partir des années 1960. Ils ont fait leur première tentative en 1962, mais cette mission n'a pas pu être lancée. Cet échec illustre le premier défi pour faire atterrir un vaisseau sur Mars: la fusée. Nous sommes beaucoup mieux en fusée que nous ne l'étions dans les années 60, mais des incidents surviennent toujours.
Puis en 1971, les Soviétiques ont envoyé une paire de sondes sur Mars appelées Mars 2 et Mars 3. Ils étaient tous deux en orbite avec des atterrisseurs détachables destinés à la surface martienne. Le sort de Mars 2 et Mars 3 fournit d'autres exemples illustratifs des difficultés rencontrées pour se rendre sur Mars.
Mars 2 s'est séparé de son orbiteur avec succès, mais s'est écrasé à la surface et a été détruit. L'accident a probablement été causé par son angle de descente, qui était trop raide. Cela a interrompu la séquence de descente, ce qui a empêché le parachute de se déployer. Mars 2 a donc la distinction douteuse d'être le premier objet créé par l'homme à atteindre Mars.
Mars 3 était exactement le même que Mars 2. Les Soviétiques aimaient faire des missions à deux à l'époque, pour des raisons de redondance. Mars 3 s'est séparé de son orbiteur et s'est dirigé vers la surface martienne, et grâce à une combinaison de rupture aérodynamique, de fusées et de parachutes, il est devenu le premier engin à effectuer un atterrissage en douceur sur Mars. C'était donc un succès, en quelque sorte.
Mais après seulement 14,5 secondes de transmission de données, cela s'est calmé et n'a plus jamais été entendu. La cause en était probablement une intense tempête de poussière. Dans une tournure étrange des événements, l’orbiteur Mariner 9 de la NASA a atteint Mars quelques jours seulement avant Mars 2 et 3, devenant le premier vaisseau spatial à orbiter sur une autre planète. Il a capturé des images des tempêtes de poussière dissimulant la planète, au-dessus desquelles seul l'Olympe volcanique de Mons pouvait être vu. Ces images expliquent l'échec de Mars 3.
En 1973, les Soviétiques ont essayé à nouveau. Ils ont envoyé quatre vaisseaux sur Mars, dont deux atterrisseurs, nommés Mars 6 et Mars 7. Mars 6 a échoué à l'impact, mais le sort de Mars 7 était peut-être un peu plus tragique. Il a complètement raté Mars, d'environ 1300 km, et se trouve encore sur une orbite hélicentrique. De nos jours, nous supposons simplement que notre vaisseau spatial ira où nous le voulons, mais Mars 7 nous montre que tout peut mal tourner. Après tout, Mars est une cible mouvante.
Dans les années 1970, la NASA venait de sortir du succès de son programme Apollo et installait ses sites sur Mars. Ils ont développé le programme Viking qui a vu 2 atterrisseurs, Viking 1 et Viking 2, envoyés sur Mars. Les deux étaient des configurations sonde / atterrisseur, et les deux atterrisseurs ont atterri avec succès à la surface de Mars. Les Vikings ont renvoyé de belles photos de Mars qui ont suscité l'enthousiasme dans le monde entier.
En 1997, le Martian Pathfinder de la NASA a atteint Mars et a atterri avec succès. Pathfinder lui-même était immobile, mais il apportait avec lui un petit rover appelé Sojourner. Sojourner a exploré la zone d'atterrissage immédiate autour de Pathfinder. Sojourner est devenu le premier rover à opérer sur une autre planète.
Pathfinder a pu renvoyer plus de 16 000 images de Mars, ainsi que ses données scientifiques. Il s'agissait également d'une mission de validation de principe pour des technologies telles que l'évitement d'obstacles automatisé et le toucher par les airbags. Pathfinder a aidé à jeter les bases de la mission Mars Exploration Rover. Cela signifie Esprit et Opportunité.
Mais après Pathfinder, et avant Spirit et Opportunity, vint un moment d'échec pour les tentatives d'atterrissage martien. Tout le monde a pris part à l'échec, semble-t-il, la Russie, le Japon, les États-Unis et l'Agence spatiale européenne ayant tous connu un échec amer. Les échecs de fusée, les erreurs d'ingénierie et d'autres erreurs de terminal ont tous contribué à l'échec.
L’orbiteur japonais Nozomi a manqué de carburant avant d’atteindre Mars. Mars Polar Lander de la NASA a échoué sa tentative d'atterrissage. Le Deep Space 2 de la NASA, qui fait partie de la mission Polar Lander, n'a pas réussi son atterrissage sans parachute et n'a jamais été entendu. L'atterrisseur Beagle 2 de l'ESA est remonté à la surface, mais deux de ses panneaux solaires n'ont pas pu se déployer, mettant ainsi fin à sa mission. Russian a de nouveau participé à l'échec, avec sa mission Phobos-Grunt, qui se dirigeait en fait vers la lune martienne Phobos, pour récupérer un échantillon et le renvoyer sur Terre.
Dans un échec infâme, les ingénieurs ont mélangé l'utilisation d'unités anglaises avec des unités métriques, provoquant l'incendie de Mars Climate Orbiter de la NASA à l'entrée. Ces échecs nous montrent que l'échec n'est pas rare. C’est difficile et difficile d’atteindre la surface de Mars.
Après cette période d'échec, les rovers Spirit et Opportunity de la NASA ont tous deux été des succès sans précédent. Ils ont atterri sur la surface martienne en janvier 2004. Les deux ont dépassé la durée prévue de leur mission de trois mois, et Opportunity est toujours aussi solide.
Alors, où cela nous mène-t-il maintenant? La NASA est la seule à avoir réussi à faire atterrir un rover sur Mars et à lui faire terminer sa mission. Mais l'ESA et la Russie sont déterminées à y arriver.
L'atterrisseur Schiaparelli, dans le cadre de la mission ExoMars, est avant tout une mission de preuve de technologie. En fait, son nom complet est l'atterrisseur Schiaparelli EDM, ce qui signifie le module de démonstration d'entrée, de descente et d'atterrissage.
Il aura une petite capacité scientifique, mais est vraiment conçu pour démontrer la capacité d'entrer dans l'atmosphère martienne, de descendre en toute sécurité et enfin d'atterrir à la surface. En fait, il n'a pas de panneaux solaires ou autre source d'alimentation et ne transportera que suffisamment de batterie pour survivre pendant 2 à 8 jours.
Schiaparelli fait face aux mêmes défis que les autres vaisseaux destinés à Mars. Une fois lancé avec succès, ce qu'il était, il a dû se diriger vers Mars. Cela a pris environ 6 mois, et comme ExoMars n'est qu'à 15 jours de son arrivée sur Mars, il semble qu'il ait réussi à se frayer un chemin. Mais peut-être la partie la plus délicate vient ensuite: l'entrée atmosphérique.
Schiaparelli est comme la plupart des métiers martiens. Cela fera une entrée balistique dans l'atmosphère martienne, et cela doit être fait correctement. Il n'y a pas de place pour l'erreur. L'angle d'entrée est la clé ici. Si l'angle est trop raide, Schiaparelli peut surchauffer et brûler à l'entrée. D'un autre côté, si l'angle est trop peu profond, il pourrait frapper l'atmosphère et rebondir dans l'espace. Il n'y aura pas de deuxième chance.
Les séquences d'entrée et de descente sont toutes préprogrammées. Cela fonctionnera ou non. Il faudrait beaucoup trop de temps pour envoyer des commandes à Schiaparelli lorsqu'il entre et descend sur Mars.
Si l'entrée réussit, l'atterrissage vient ensuite. L'emplacement exact de l'atterrissage est imprécis, en raison de la vitesse du vent, des turbulences et d'autres facteurs. Comme les autres vaisseaux envoyés sur Mars, le site d'atterrissage de Schiaparelli est défini comme une ellipse.
L'atterrisseur roulera à plus de 21 000 km / h lorsqu'il atteindra Mars et n'aura que 6 ou 7 minutes pour descendre. À cette vitesse, Schiaparelli devra résister à un échauffement extrême pendant 2 ou 3 minutes. Son bouclier thermique le protégera et atteindra des températures de plusieurs milliers de degrés Celsius.
Il ralentira rapidement, et à environ 10 km d'altitude, il aura ralenti à environ 1700 km / h. À ce stade, un parachute se déploiera, ce qui ralentira encore plus l'engin. Après que le parachute ait ralenti sa descente, le bouclier thermique sera largué.
Sur Terre, un parachute suffirait à ralentir un engin descendant. Mais avec l'atmosphère moins dense de Mars, des fusées sont nécessaires pour la descente finale. Un radar embarqué surveillera l'altitude de Schiaparelli à l'approche de la surface, et des roquettes tireront pour la ralentir à quelques mètres par seconde en préparation de l'atterrissage.
Dans les derniers instants, les fusées cesseront de tirer et une courte chute libre signalera l'arrivée de Schiaparelli sur Mars. Si tout se passe comme prévu, bien sûr.
Nous n’aurons plus beaucoup à attendre. Bientôt, nous saurons si l’ESA et la Russie rejoindront la NASA en tant que seules agences à avoir réussi à débarquer un vaisseau sur Mars. Ou, s'ils s'ajoutent à la longue liste des tentatives infructueuses.
