La phase finale du voyage d’une sonde automatique destinée à se poser à la surface de Mars est particulièrement délicate, car elle se déroule dans des conditions extrêmes (décélération, vibrations, flux de chaleur), avec un timing très serré (les nombreuses opérations successives doivent s’enchaîner sans aucun retard) et sans aucune intervention humaine possible du fait du délai de transmission des signaux. Oui ! Pour Phoenix, il faudra attendre un quart d’heure, dans la nuit du 25 au 26 mai, avant de savoir si son atterrissage est réussi, alors même que son sort sera déjà joué ! Naturellement, le suspense de l’opération en est considérablement renforcé, comme l’est, on s’en doute, l’angoisse des ingénieurs, techniciens et scientifiques qui travaillent depuis des années sur cette mission.
La séquence d’atterrisage de Phoenix (doc. NASA/JPL-Caltech)
Dans un récent article, le JPL souligne la difficulté de cette phase du voyage, rappelant que le taux de réussite historique des atterrissages n’est que de 50 % (même s’il est de plus de 80 % pour les missions de la NASA). Il se trouve de plus que Phoenix a un lien de parenté proche avec le seul atterrisseur américain ayant connu l’échec, le Mars Polar Lander de fin 99… En effet, elle a été « reconstruite » (d’où son nom) à partir des éléments d’une sonde semblable à MPL qui, programmée pour 2001, a été abandonnée suite à l’échec qui venait de survenir.
Fort heureusement, les leçons ont été tirées et, en particulier, les opérations de la phase d’Entrée, Descente et Atterrissage ont fait l’objet de simulations et de campagnes d’essai poussées destinées à s’affranchir, dans toute la mesure du possible, de risques qui auraient pu être sous-estimés. Le domaine couvert va bien au-delà des causes de l’accident de 1999 ; il s’est agi de fiabiliser toutes les facettes de l’opération. Le JPL en donne deux exemples dans son article.
Le radar de descente
Après avoir déployé son parachute et éjecté son bouclier thermique, Phoenix utilise un radar pour mesurer son altitude, sa vitesse de descente et, également, sa vitesse horizontale. Ces informations capitales sont utilisées par le calculateur de bord pour ajuster la poussée des moteurs de freinage final, en vue de permettre un atterrissage en douceur et sans vitesse latérale. Le développement et la qualification de cet équipement ont en particulier compris 72 largages aériens, sur des terrains aux caractéristiques variées, mais aussi des essais sur un simulateur spécial. Et ce sont ces derniers qui ont mis en évidence un risque inattendu : le radar pouvait dans certains cas recevoir des échos du bouclier thermique, tout juste largué, et confondre celui-ci avec le sol ! La solution a été simple à mettre en œuvre, mais par contre, dans un planning déjà extrêmement tendu, il a fallu caser des essais de largage supplémentaires pour qualifier la modification. Indépendamment de ces travaux techniques, la NASA a mis en place une commission d’audit indépendante qui examiné la façon dont l’équipe en charge du radar avait conduit son développement.
Préparation d’un essai de largage d’hélicoptère du radar de descente (doc. NASA/JPL-Caltech)
Le parachute
Phoenix se décroche de son parachute environ 40 s avant l’atterrissage, les moteurs de freinage final s’allumant une demi seconde plus tard (il n’y a pas de temps à perdre !). La crainte ici, c’est que le parachute ne retombe sur la sonde en phase finale. Un des risques majeurs dans ce cas, serait que Phoenix ne puisse plus déployer ses panneaux solaires… Manque de chance ? Sans aucun doute, mais les calculs de simulation ont montré que la probabilité pour que cela se produise était quand même de l’ordre de 3 à 5 %, un niveau de risque suffisant pour être considéré comme inacceptable. Il a donc été introduit dans le programme de vol la possibilité de commander aux moteurs de descente une manœuvre de décalage latéral de la sonde, qui sera effectuée dans le cas où la vitesse du vent, mesurée pendant la phase de descente sous parachute, ne serait pas suffisante pour garantir que celui-ci sera écarté naturellement.
L’association Planète Mars vous invite, si vous en avez la possibilité, à assister à l’événement en direct (pardon pour les 15 minutes de retard, indépendantes de notre volonté). Rendez-vous à la Cité des sciences et de l’industrie de la Villette, à Paris (voir l’annonce dans notre rubrique agenda). Un événement dont Planète Mars est partenaire, animé par Gilles Dawidowicz, membre de l’association, avec une pléiade d’intervenants.
Sinon, il est toujours possible de se connecter à NASA TV (mais en anglais !).
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