Le 7 mars, Mars Express a photographié avec une résolution de 4,4 mètres par pixel deux des sites envisagés pour l'atterrissage de la sonde russe Phobos-Grunt. Crédits Esa/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

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Mars Express photographie Phobos en rase-mottes !

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En orbite autour de Mars depuis 2003, la sonde européenne vient d'effectuer un nouveau survol de Phobos, spectaculaire celui-là puisque Mars Express, le 3 mars, a frôlé le petit satellite à 67 kilomètres d'altitude. Cette observation rapprochée apportera sans doute des réponses à plusieurs questions et servira également pour la future mission Phobos-Grunt qui doit déposer un atterrisseur.

Pour les responsables russes de la mission Phobos-Grunt, cette série de survols était très attendue. D'une part parce que plusieurs sites d'atterrissages potentiels ont été survolés et d'autre part parce l'on va mieux connaître le champ de gravité de Phobos, un paramètre clé pour la réussite de la mission.

Phobos-Grunt, qui doit être lancée en 2011, a pour objectif de rapporter sur Terre des échantillons de la surface de Phobos. Pour mener à bien cet ambitieux projet, les Russes ont besoin de connaître avec précision la gravité de Phobos afin d'assurer la mise en orbite, l'approche et l'atterrissage. Notez que l'Agence spatiale européenne a été confrontée à ce même problème lorsque, il y a quelques années, elle a préparé la mission Rosetta qui doit poser un atterrisseur (Philae) sur la surface de la comète Churyumov-Gerasimenko en 2014.

Phobos, vu par Mars Express avec une résolution d'environ 9 mètres par pixel (mars 2010). © Esa/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

En effet, bien que sensiblement plus gros que le noyau de la comète (de seulement 4 kilomètres de diamètre), Phobos pose le même genre de problème car la force de gravité y est très faible : 0,005 m/s² contre 9,81 m/s² sur Terre et 3,7 m/s² sur Mars. La vitesse de libération de ces corps est si faible qu'un contact trop violent peut provoquer un rebond capable de renvoyer l'engin dans l'espace. Il faut donc les approcher avec une extrême douceur et l'atterrissage ressemble plutôt à un rendez-vous suivi d'un accostage. Or, pour contrôler finement la vitesse, il faut connaître avec précision les forces qui s'exercent sur l'atterrisseur, et donc le champ de gravité.

Dans le cas de Phobos-Grunt, il est également indispensable d'optimiser la consommation d'ergols de la phase d'atterrissage et surtout de n'emporter que ce qui est nécessaire à l'atterrissage, ce pour deux raisons. Premièrement, les incertitudes sur la quantité d'ergols conduisent à prendre des marges et l'emport de carburant supplémentaire se fait au détriment des équipements scientifiques. Enfin, la masse de l'atterrisseur a un effet boule de neige. Tout kilogramme supplémentaire sur l'atterrisseur coûte peut-être 20 ou 30 fois plus au niveau du satellite qui va le transporter. Un atterrisseur mal optimisé peut donc pénaliser tout le système, voire, si l'on n'y prend garde, compromettre la faisabilité de la mission.