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Livrer le lanceur en temps voulu, fabriquer des systèmes de navigation performants et les matériaux nécessaires aux problèmes propres de Mars : les défis technologiques pour atterrir sur la planète rouge sont nombreux pour les industriels. Décryptons les principaux avec Philippe Watillon, adjoint au directeur des "Programmes Espaces" de EADS Launch Vehicles, qui participe à son niveau à cette conquête (1).
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LIVRER LE LANCEUR AU BON MOMENT
Selon la position des orbites de la Terre et de Mars autour du soleil, la distance entre les deux planètes varie entre 60 millions et 400 millions de kilomètres. La meilleure configuration se présente environ tous les deux ans. "Pour quitter la Terre, il faut un lanceur puissant qui nécessite des recherches approfondies. Le programme de développement doit respecter les délais et ne souffrir d’aucun retard pour être prêt au bon moment. La planification doit être stricte et précise". Pas question en effet de reporter une mission et d’attendre la fenêtre de tir suivante.
DELIVRER LA BONNE TRAJECTOIRE ET SE REPERER
Pour une mission robotique, prendre la trajectoire directe Terre-Mars est suffisante. Impossible en revanche pour une mission humaine en raison de la masse du véhicule habité. Il faut donc utiliser une trajectoire elliptique autour du soleil. Lors du voyage et notamment à l’approche de Mars, comment savoir où l’on se trouve pour atterrir le plus précisément possible ? Et comment le faire dans un tel environnement, sans aucun repère ?
"C’est un problème délicat qui nécessite un compromis dans la gestion de la mission. Plus on attend, plus on est précis mais plus on consomme de carburant. L’ancienne méthode consistait à utiliser le réseau des trois antennes DSN (Deep Space Network) installées aux Etats-Unis, en Australie et en Espagne. A l’instar d’un radar, elles permettent de se repérer quasiment de n’importe où dans l’espace. Mais déterminer le point parfait pour atterrir prend beaucoup de temps. La nouvelle méthode consiste à doter le satellite du vaisseau de moyens de navigation. Il observe alors la planète où atterrir et son fond d’étoiles pour améliorer la précision".
RESISTER A L'ENTREE DANS L'ATMOSPHERE MARTIENNE
Pour résister à une atmosphère composée à 97% de CO² et à des températures comprises entre 1.500 et 2.000 degrés, la sonde doit bénéficier d’une protection thermique à toute épreuve. "EADS a ainsi fabriqué la protection thermique de la sonde anglaise Beagle2, qui doit être lancée en 2003. Nous avons utilisé un matériau spécial, le Norcoat. Très léger, il ne fait que 8mm d’épaisseur au maximum. La chaleur encaissée par la paroi ne dépasse pas les 100 degrés".
ATTERRIR EN DOUCEUR ET AVEC PRECISION
Pour une mission habitée, le train de véhicules se sépare. Tandis que les autres éléments restent en orbite sans entrer dans l’atmosphère, l’atterrisseur part seul à la conquête de Mars. Un triple défi survient alors : lui donner la bonne trajectoire, la bonne portée et empêcher qu’il ne tourne sur lui-même pour atterrir à l’envers en sachant qu’à son passage dans l’atmosphère, il devient très instable.
le site Internet de
Ciel & Espace
"Un parachute permet tout d’abord de le ralentir et de le stabiliser. Ensuite, des airbags spéciaux amortissent l’impact au sol et assouplissent l’atterrissage. Evidemment, c’est surtout nécessaire pour une mission habitée afin d’éviter que les hommes ne rebondissent trop. De même, les moyens de navigation et de contrôle de la trajectoire doivent être plus importants pour atterrir le plus près possible du camp de vie". Quand les airbags sont séparés, la mission scientifique peut alors commencer.
En 2030, au mieux A quand la première mission humaine vers Mars ? C’est la question récurrente. Pour Philippe Watillon, "si l’impulsion politique – et donc la manne financière qui va avec – est donnée sans réserve au niveau international, l’objectif de 2030 n’est pas irréaliste".
"Il faut en effet compter environ dix ans pour valider les technologies et autant pour mettre au point le programme de développement. Soit un scénario d’une vingtaine d’années pour être crédible et réaliste auprès des Etats, sans leur faire prendre le risque d’une perte financière considérable". Enfin, les retards qui ne manqueront pas de survenir devraient rallonger les délais de dix ans. Ce qui donne une arrivée sur la planète rouge aux alentours de 2030.
(1) Lors des Rencontres du ciel et de l'espace, Philippe Watillon animera dimanche à 11h45 la conférence " Atterrir sur Mars : les défis technologiques ", salle Louis Armand du centre des congrès de la Cité des sciences et de l’industrie.
Les Rencontres..., qui se déroulent du 9 au 11 novembre, sont organisées par l'Association française d'astronomie (Afa) et le magazine Ciel & Espace. tf1.fr, partenaire de la manifestation, offre 150 entrées gratuites (voir encadré).
photo d'ouverture EADS : simulation de la sonde Beagle2, dont EADS a fabriqué les protections thermiques, lors de sa séparation de l'orbiteur avant son entrée dans l'atmosphère martienne
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