par Yves Monier, membre APM
Introduction
Suite à une évaluation approfondie, la NASA a prolongé les missions scientifiques planétaires de huit de ses engins spatiaux en raison de leur productivité scientifique et de leur potentiel à approfondir nos connaissances et notre compréhension du système solaire et au-delà.
Parmi ces missions figurent Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey et Curiosity, qui ont toutes été essentielles pour élargir notre compréhension de la planète rouge depuis une dizaine d’années au moins.
Les missions – Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN, Mars Science Laboratory (rover Curiosity), InSight Lander, ainsi que les missions non martiennes Lunar Reconnaissance Orbiter, OSIRIS-REx et New Horizons – ont été sélectionnées pour la poursuite des activités scientifiques, en supposant que leur vaisseau spatial reste fonctionnel. La plupart des missions seront prolongées de trois ans ; cependant, InSight ne se poursuivra que jusqu’à la fin 2022, à moins que la puissance électrique de l’engin spatial ne permette des opérations plus longues, et OSIRIS-REx sera poursuivi pendant neuf ans afin d’atteindre une nouvelle destination.
Il est également important et nécessaire de rendre les données de la NASA utilisables par l’ensemble de la communauté. Pour MRO et MSL il a été proposé des tâches supplémentaires pour convertir leurs anciennes données de mission dans l’actuelle norme PDS4.
Nous allons profiter de cette annonce pour faire un point non exhaustif sur toutes les missions martiennes en cours, au nombre de 11, ce qui vaudra de couper cet article en 2 parties. Nous présentons ci-dessous 6 missions : MARS ODYSSEY, MARS EXPRESS, MARS RECONNAISSANCE ORBITER, CURIOSITY, MANGALYAAN, MAVEN . Les 5 autres seront présentées dans le prochain bulletin APM.
MARS ODYSSEY
Site web : http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/
Type : orbiteur Agence principale : NASA (USA)
Lancement : 7 avril 2001 Date d’arrivée : 24 octobre 2001
Pendant deux décennies, la sonde spatiale ayant la plus longue durée de vie autour de la planète rouge a aidé à localiser la glace d’eau, à évaluer les sites d’atterrissage et à étudier les deux lunes mystérieuses de la planète rouge.
Elle continue de fournir un support unique pour le relais de données en temps réel à partir d’autres engins spatiaux de Mars, comme les rovers Curiosity et Perseverance.
Lors de l’Extension de mission EM9, il est prévu d’effectuer de nouvelles études thermiques des roches et de la glace sous la surface de Mars, de surveiller son environnement radiatif et de poursuivre sa longue campagne de surveillance du climat.
Son étude des radiations contribuera considérablement au réseau de météorologie spatiale de Mars et au réseau Interplanétaire, d’autant plus que le Soleil se rapproche du maximum solaire. L’équipe continuera à enquêter sur l’état du propulseur d’Odyssey et la NASA planifiera les opérations en conséquence.
MARS EXPRESS
Site web : www.esa.int/MarsExpress
Type : orbiteur Agence principale : ESA (Europe)
Lancement : 2 juin 2003 Date d’arrivée : 25 décembre 2003
Mars Express est en orbite autour de la planète rouge depuis fin 2003, imageant la surface de Mars, cartographiant ses minéraux, identifiant la composition et la circulation de son atmosphère ténue, sondant sous sa croûte et explorant comment divers phénomènes interagissent dans l’environnement martien.
Le spectromètre OMEGA est le premier instrument à avoir détecté la présence de minéraux hydratés à la surface de la planète. Ces minéraux prouvent que, non seulement l’eau a circulé à la surface de la planète comme on le supposait déjà à travers différents indices comme la présence de chenaux et de deltas, mais que l’eau a été présente sur des périodes suffisamment longues pour permettre la formation de roches minérales. L’instrument, qui dispose d’une résolution de 5 à 10 km, a détecté au cours des 10 premières années de la mission la présence de larges étendues distinctes recouvertes de deux types de minéraux hydratés : des phyllosilicates (comme l’argile) résultant de la décomposition de roches à la suite de contacts prolongés avec de l’eau et des sulfates hydratés qui se forment au contact d’eaux acides.
La caméra stéréo haute résolution (HRSC) de la mission a permis l’acquisition de nombreuses nouvelles images. Elle a beaucoup révélé des diverses caractéristiques de surface de Mars, avec des images récentes montrant notamment les crêtes et les rainures sculptées par le vent et les spécificités des volcans, leur cratère d’impact, les failles tectoniques associées, les canaux de rivière et les anciennes piscines de lave.
Après plus de 19 années à tourner autour de la planète rouge, de nouvelles données issues du radar MARSIS ont confirmé l’existence d’un vaste lac souterrain à 1,5 km de profondeur près du pôle sud. Sa taille serait de 30 km de large.
En analysant des données de 2016 et 2107, Mars Express a permis d’affirmer que la lune de Mars Phobos réfléchit de façon intermittente les particules du vent solaire. La nature intermittente du phénomène reste encore à expliquer.
La mission de Mars Express a été prolongée jusqu’à fin 2022. Quant à MARSIS, l’instrument vient de recevoir une importante mise à jour logicielle. Il fonctionnait jusqu’alors sur une plateforme développée à partir de Microsoft Windows 98. Le nouveau logiciel comprend une série de mises à niveau qui améliorent la réception des signaux et le traitement des données à bord. Cela permet d’augmenter la quantité et la qualité des données scientifiques envoyées vers la Terre.
MARS RECONNAISSANCE ORBITER
Site web : http://mars.Jpl.nasa.gov/mro/
Type : orbiteur Agence principale : NASA (USA)
Lancement : 12 août 2005 Date d’arrivée : 10 mars 2006
MRO a fourni une mine de données concernant les processus à la surface de Mars et a révolutionné notre compréhension de l’histoire et de l’état actuel de Mars.
La sonde est dotée d’une caméra capable de photographier la surface de la planète rouge avec une résolution de 25 cm.
Dans les mois à venir, la NASA va publier des cartes de 5,6 gigapixels qui couvrent 86 % de la surface de Mars conçues à partir des données acquises depuis 16 ans par MRO. Elles indiqueront notamment la répartition géographique de douzaines de minéraux différents.
Lors de l’EM6 (Extended Mission 6), les études de MRO continueront à contribuer à la compréhension de l’évolution de la surface de Mars, de ses glaces, de sa géologie active, de son atmosphère et de son climat.
De plus, MRO continuera à fournir un important service de relais aux autres missions martiennes dont les rovers martiens. Rappelons que MRO avait photographié l’arrivée de Perseverance.
Notons enfin que l’instrument CRISM de MRO sera entièrement arrêté, après la perte de son refroidisseur cryogénique en 2017 qui avait mis fin à l’utilisation d’un des deux spectromètres.
CURIOSITY
Site web : http://mars.jpl.nasa.gov/msl/
Type : rover Agence principale : NASA (USA)
Lancement : 26 novembre 2011 Date d’arrivée : 6 août 2012
Toujours dans son ascension du mont Sharp, contournant une zone parsemée de pierres estimées coupantes en raison de leur érosion par le vent, le rover Curiosity (initialement Mars Surface Lander) célébrera sa dixième année d’exploration mobile de Mars. Sa mission devait durer au minimum 2 ans.
Plus de 28 km ont été parcourus en explorant les indices relatant l’histoire de l’habitabilité dans le cratère Gale.
Curiosity a procédé aux opérations/investigations suivantes : acquisition de 494 540 images, envoi vers la Terre de 3102 gigaoctets de données, 41 analyses de roches et de sol, 35 forages et 6 récoltes et analyse d’échantillons grâce à l’instrument SAM.
Le 23 juin 2022, MSL-Curiosity a donc réalisé son 35ème forage. C’est le premier depuis novembre 2021, date à laquelle l’utilisation de la foreuse avait été suspendue suite à la panne de deux freins sur le bras robotique.
Le rover a réalisé plus d’un million de tirs avec le laser LIBS de ChemCam, analysant la composition de plus de 3500 roches. Analysées par l’instrument SAM, certaines roches contenaient ainsi plusieurs molécules organiques à base de carbone, de soufre, telles que du benzène ou encore des thiophènes (contenant du soufre). Les résultats de MSL ont conduit à la publication de 2 883 articles scientifiques.
Lors de l’EM4, MSL sera dirigé vers des altitudes plus élevées, afin d’atteindre les couches sulfatées du cratère Gale, qui avaient été l’une des principales motivations justifiant le choix du site d’atterrissage de la mission.
MSL se rendra également à l’une des structures « emboîtées » du cratère Gale pour explorer leur rôle dans l’écoulement passé des eaux souterraines.
L’équipe MSL travaillera avec la NASA pour identifier les efforts qui pourraient remédier à l’incohérence des résultats de méthane entre ceux détectés in situ par MSL, et ceux mesurés en orbite par ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de l’ESA.
La priorité a été donnée à l’atteinte de la zone limite argile-sulfate pendant EM4. En effet, en raison du vieillissement des roues et de l’usure des systèmes mécaniques, le rover peut ne pas atteindre cette destination importante si elle n’est pas priorisée.
MANGALYAAN
Site web : www.isro.gouv/pslv-c25/mission.aspx
Type : orbiteur Agence principale : ISRO (Inde)
Lancement : 5 novembre 2013 Date d’arrivée : 24 septembre 2014
Première sonde martienne indienne à petit budget, Mars Orbiter Mission (MOM) ou Mangalyaan a dépassé la durée de vie prévue de 6 mois en remplissant tous ses objectifs techniques et scientifiques. Son orbite a été modifiée pour maximiser les chances de continuation de la mission.
En près de huit années, MOM nous a renvoyé des milliers d’images totalisant plus de deux téraoctets de données.
Fin juillet, selon l’ISRO, Mangalyaan a donné des résultats similaires à ceux de la sonde Parker de la NASA, beaucoup plus coûteuse, concernant l’étude de la couronne solaire lors de la conjonction de mai-juin 2015, lorsque l’activité du Soleil était assez faible.
Une sonde MOM-2 d’environ 100 kg de charge utile scientifique est à l’étude pour un lancement avec une fusée GSLV Mk III à une date qui a glissé de 2020 à 2024 voire 2026. Initialement composée d’un orbiteur, il avait été envisagé d’y inclure un atterrisseur et un rover. Cette architecture plus complexe a toutefois été abandonnée en février 2021 malgré un accord de coopération avec le CNES signé en 2016.
MAVEN
Site web : http://lasp.colorado.edu/home/maven/
Type : orbiteur Agence principale : NASA (USA)
Lancement : 18 novembre 2013 Date d’arrivée : 22 septembre 2014
MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission) procède à une étude de la haute atmosphère grâce à son orbite très elliptique. Elle a permis de déterminer que celle-ci perdait de 5 à 7 kg de gaz par seconde.
Début juin, la NASA a indiqué que MAVEN était entrée en mode de sauvegarde le 22 février après une perte de contact radio. Les équipes au sol ont mis au point puis envoyé une mise à jour logicielle. La sonde fonctionne normalement depuis le 28 mai.
Au terme d’un accord de coopération signé récemment, Etats-Unis et Emirats Arabes Unis partageront les données des orbiteurs MAVEN et HOPE.
Lors de l’EM5, il est proposé d’étudier l’interaction entre l’atmosphère de Mars et le champ magnétique pendant la période d’activité solaire maximale (cycle solaire 25). Le prochain pic attendu de l’activité solaire devrait permettre d’approfondir la compréhension de la façon dont la haute atmosphère et la magnétosphère de Mars réagissent aux flux de protons émanant des éruptions solaires.
Cela permettra également de mieux comprendre la réponse du climat de Mars aux changements saisonniers et aux rayonnements énergétiques UV solaires, ainsi que les liens avec le cycle de tempêtes de poussière.
Enfin, MAVEN continuera à jouer un rôle important et croissant dans le réseau de relais martien.
