Vue d'artiste de l'atterrisseur Schiaparelli posé sur le sol martien et tel que l'on souhaiterait qu'il soit dans la réalité. © ESA

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Pourquoi Schiaparelli était-il difficile à joindre hier ?

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L'incertitude sur le sort de Schiaparelli sera levée ce matin à partir de 10 h, quand l'Agence spatiale européenne (ESA) rendra publique l'analyse des données de l'orbiteur TGO, reçues ce matin à 5 h. On saura donc si son pari de poser en sécurité un engin sur Mars a été gagné ou si un « grain de sable » a perturbé les derniers kilomètres d'un voyage long de près de 487 millions de kilomètres. Pourquoi une telle difficulté à communiquer avec Schiaparelli hier ? Futura vous explique.

S'il ne fait guère de doute que Schiaparelli a atterri sur la surface de Mars, l'Agence spatiale européenne (ESA) ne sait pas dans quel état il est ! Paolo Ferri, directeur des opérations de l'ESA, l'a confirmé. Il a précisé que de très faibles signaux ont été envoyés par l'atterrisseur durant quasiment toute la phase dite d'entrée, de descente et d’atterrissage. Cependant, les communications ont été coupées juste avant qu'il touche le sol, ce qui n'est pas forcément surprenant, car la puissance de communication de Schiaparelli est équivalente à celle d'un téléphone mobile d'entrée de gamme (5 watts).

Une situation évidemment guère plaisante mais qui ne signifie pas pour autant que le module s'est écrasé à l'atterrissage. Cette incertitude met néanmoins en évidence la difficulté de communiquer avec la Terre et de savoir où se trouve tout engin entrant dans l'atmosphère martienne à un instant T. La distance entre la Terre et Mars est, certes, un facteur à prendre en compte mais il n'est certainement pas le plus contraignant.

Pourtant, l'ESA n'a rien à se reprocher. Lorsqu'elle prévoit, avec Thales Alenia Space, le plan de vol de Schiaparelli, elle tient compte des positions orbitales du satellite Trace Gaz Orbiter (TGO), de celles de la sonde européenne Mars Express et de celles de l'américain Mars Reconnaissance Orbiter. Ces appareils tracent des orbites qui vont permettre de suivre (en direct pour le TGO et Mars Express) l'entrée, la descente et l'atterrissage de Schiaparelli et de relayer ensuite les premières données scientifiques. Seulement, si cette surveillance de l'atterrisseur s'est faite en direct, aucun des orbiteurs prévus ne pouvait relayer en direct les données de la descente aux stations au sol de l'ESA et de la Nasa. C'est là que le bât blesse et on va vous expliquer pourquoi.


Avant cela, il est intéressant de noter que le Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), situé près de la ville de Pune, en Inde, a été mis à contribution de façon expérimentale pour capter les signaux de Schiaparelli. Ce réseau de 30 antennes de 45 mètres de diamètre a été le premier à avoir capté les signaux de Schiaparelli, indiquant la sortie du mode hibernation de la capsule et sa mise en route pour la suite de sa mission. Mais, compte tenu de la faiblesse du signal (5 watts) et des interférences terrestres, les données du GMRT sont considérées comme non conclusives par l'ESA.

Trois orbiteurs au service de Schiaparelli

L'ESA attendait surtout les données de la sonde Mars Express, qui a observé toute la séquence d'entrée, de descente et d'atterrissage de Schiaparelli. Elle a accroché la porteuse de la capsule et transmis ses données à environ 18 h 30. Malheureusement, malgré un signal bien plus audible et en continu (compte tenu de sa proximité), les informations sont assez similaires de celles du GMRT.

À savoir que l'on sait dire où se trouve la sonde jusqu'à l'arrêt des communications, coupées avant que Schiaparelli ne touche le sol. L'analyse du signal de la porteuse, notamment les variations de fréquence, permet d'extraire des informations sur les différentes phases de la descente. Par exemple, en fonction de la vitesse relative de Schiaparelli par rapport à Mars Express, qui change, on peut voir la décélération de la capsule au moment de l'ouverture de son parachute.

Simulation des 15 images qu'a dû acquérir la caméra située sous l'atterrisseur. D'après l'ESA et Thales Alenia Space, la caméra a capté sa première image à une altitude de 17 kilomètres et la dernière à quelque 1,5 kilomètre du sol. La scène couvre une superficie de 4,6 km2. © ESA

Le TGO est l'autre orbiteur qui a suivi en direct la descente de Schiaparelli. Mais, compte tenu des manœuvres initiales de sa mise en orbite, lors de son passage au-dessus de la zone d'atterrissage, son antenne principale était repliée. Elle ne pouvait donc pas communiquer avec la Terre. C'est seulement ce matin, à 5 h, que ses données enregistrées ont dû être envoyées à la Terre, donnant des informations sur l'état dans lequel se trouve l'atterrisseur.

Le troisième et dernier orbiteur à entrer en jeu est l'américain MRO. Il est arrivé sur la zone quelque deux heures après l'atterrissage de Schiaparelli. Il ne l'a donc pas vu traverser l'atmosphère martienne mais son passage était très attendu par l'ESA. En effet, afin d'économiser ses batteries, Schiaparelli a coupé son système de communication 15 minutes après son atterrissage. Il l'a remis en route en prévision du passage de MRO, qui devait confirmer l'état de santé de Schiaparelli. Ces données ont été transmises dans la nuit à la Nasa et le MRO devait survoler de nouveau Schiaparelli pour relayer les images de la descente ainsi qu'une première série de données scientifiques.

Une situation cocasse qui relance l'intérêt d'installer un réseau de télécommunications et de surveillance autour de Mars qui, depuis l'orbite géostationnaire de la Planète rouge, observerait tout ce qui en entre et en sort ainsi qu'une constellation de satellites à plus basse altitude pour relayer les données scientifiques.

ExoMars : la descente de l'atterrisseur Schiaparelli  Les pères de la mission ExoMars 2016 ont vécu « six minutes de terreur », l’après-midi du 19 octobre 2016. Le module Schiaparelli, séparé depuis trois jours de l'orbiteur TGO, a en effet entamé sa descente dans la région de Meridiani Planum. Pénétrant à 21.000 km/h dans l'atmosphère martienne, il a dû ralentir sa descente avec un bouclier thermique, puis un parachute et enfin des rétrofusées. Mais tout ne s'est pas passé comme prévu...