La capsule Schiaparelli, solidement arrimée sur le dessus du satellite TGO (Trace Gas Orbiter), sur lequel elle a voyagé depuis la Terre jusqu'à la planète Mars. © Rémy Decourt

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ExoMars 2016 : Frédéric Béziat nous dit tout sur la descente de Schiaparelli

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La mission de la capsule Schiaparelli, qui doit se poser sur Mars mercredi prochain, n'est pas seulement scientifique. Elle est également technologique. Ce sera en effet le premier atterrissage de l'Agence spatiale européenne (ESA) sur la Planète rouge ! Construite par Thales Alenia Space, cette capsule va lui permettre d'apprendre à se poser sur Mars et ouvrir la voie à une deuxième mission en 2020, destinée à y poser un rover. Frédéric Béziat, responsable du programme ExoMars chez Thales Alenia Space, répond à nos questions.

Après l'impact contrôlé de la sonde Rosetta sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenkoalias Tchouri, signant la fin d'une mission exceptionnelle, l'Agence spatiale européenne (ESA) s'apprête à ouvrir un nouveau chapitre de son histoire avec son premier atterrissage sur Mars.

Partie de la Terre en mars 2016 à bord de la sonde Trace Gas Orbiter (TGO), la capsule Schiaparelli doit se poser sur la Planète rouge ce mercredi 19 octobre. À quelques heures de la séparation entre Schiaparelli et le TGO, Frédéric Béziat, responsable du programme ExoMars chez Thales Alenia Space France s'est prêté au jeu des questions-réponses.

Frédéric Béziat lors de notre rencontre dans les locaux de Thales Alenia Space. © Thales Alenia Space

Tout est prêt pour l’atterrissage sur Mars ?

Frédéric Béziat : Oui. Après un voyage de 7 mois, l'atterrisseur Schiaparelli doit se séparer de la sonde TGO le 16 octobre à l'approche de l'atmosphère martienne. L'atterrissage sur Meridiani Planum, une plaine s'étendant sur 1.100 km dans la région d'Arabia Terra, est prévu le 19 octobre. Notez qu'au moment de la séparation, la distance parcourue au total par le TGO depuis son lancement le 14 mars, sera de 486 millions de km. Au moment de la séparation, il restera à l'atterrisseur Schiaparelli quelque 916.000 km à parcourir pour atteindre le sol de Mars en 3 jours.

Pourquoi avoir choisi ce site plutôt qu’un autre ?

 Frédéric Béziat : Il a été choisi pour trois raisons principales :

  • Son altitude est faible et présente donc une colonne d'air suffisante pour réaliser en toute sécurité l'entrée, descente et atterrissage de Schiaparelli.
  • Sa surface est plate et sans gros rocher, ce qui sécurise l'atterrissage.
  • Son intérêt scientifique : ce site présente des couches d'hématite, qui sur Terre se forment presque toujours dans des milieux contenant de l'eau.

Meridiani Planum : ce n’est pas là que se trouve le rover Opportunity de la Nasa ?

 Frédéric Béziat : Effectivement, depuis janvier 2004. D'ailleurs, il est prévu qu'Opportunity suive l'atterrissage de notre module de descente. Si les conditions météorologiques le permettent, il va même essayer de prendre quelques clichés.

La Nasa prévoit une tempête de sable géante qui pourrait considérablement assombrir la planète Mars…

Frédéric Béziat : Nous suivons cette affaire mais nous ne sommes pas trop inquiets. D'une part, parce que les prévisions de la Nasa estiment qu'elle ne devrait pas se déclencher avant plusieurs semaines et d'autre part parce que notre capsule est suffisamment robuste. Dès sa conception, nous savions que l'atterrissage était susceptible de se faire lors d'une  de ces tempêtes martiennes. Nous en avons évidemment tenu compte dans sa conception.

La poussière martienne vous fait-elle peur ?

 Frédéric Béziat : Non, mais il faut en tenir compte également. On s'attend à ce que pendant la rentrée dans l'atmosphère martienne, les particules de poussières aient tendance à échauffer et éroder la protection thermique de la capsule. 

Résumé des différentes étapes de la trajectoire attendue de la capsule Schiaparelli lors de son entrée dans l'atmosphère jusqu'à son atterrissage sur la surface de Mars. © ESA, ATG medialab

Revenons-en à l’atterrissage. Seules 6 minutes s'écouleront entre le moment de l’entrée dans l’atmosphère et celui de l’atterrissage à la surface, est-ce exact ?

Frédéric Béziat : Oui, ça va être très rapide. Schiaparelli va entrer dans l'atmosphère à 120 kilomètres d'altitude et réalisera un atterrissage en douceur après une décélération de 13 G pour passer de 21.000 à 10 km/h !

À cette vitesse, cela va chauffer, non ?

Frédéric Béziat : En effet. C'est pourquoi l'atterrisseur va être protégé des hautes températures qui vont avoisiner les 1.500 degrés par un bouclier thermique. Ce bouclier sera largué quand l'atterrisseur atteindra la vitesse de 320 km/h. Entre temps, à une altitude d'environ 11 kilomètres et une vitesse de 1.700 km/h, Schiaparelli déploiera un parachute dont le rôle sera de stabiliser la sonde et de la freiner.

L'atterrisseur Schiaparelli va-t-il se poser sous son parachute ?

 Frédéric Béziat : Non. La sonde larguera son parachute lorsqu'elle aura atteint 1.200 mètres d'altitude et une vitesse d'environ 240 km/h. C'est le radar altimètre, situé sous l'atterrisseur, qui va permettre de mesurer la distance au sol ainsi que la vitesse par rapport à la surface de Mars. Une seconde après ce largage, l'atterrisseur allumera ses neuf moteurs de 400 newtons répartis en trois groupes autour du module de descente. À partir de ce moment-là, nous serons en descente contrôlée jusqu'au contact avec le sol.

C’est-à-dire que vous allez piloter les derniers kilomètres de la descente de l’atterrisseur depuis la Terre ?

 Frédéric Béziat : Absolument pas. Cette séquence est complètement autonome, sans aucune interaction avec les contrôleurs au sol. En raison de la distance qui nous sépare de Mars, il est impossible de la piloter en direct. Le temps de communication entre la Terre et Mars sera d'environ 10 minutes, et autant dans l'autre sens. Rappelez-vous la descente durera seulement six petites minutes.

Donc, ses moteurs ne vont pas seulement le ralentir : ils vont également le stabiliser pour qu’il se pose bien à l’horizontale ?

Frédéric Béziat : Oui, c'est ça. Ils serviront également à contrôler l'assiette de l'atterrisseur. C'est pourquoi chaque moteur sera indépendant.

Ils fonctionneront jusqu’à épuisement de leur carburant ?

Frédéric Béziat : Non. Ils s'éteindront lorsque l'atterrisseur sera à seulement deux mètres du sol. Sa vitesse sera de 4 à 6 kilomètres par heure.

Un airbag amortira sa chute alors ?

 Frédéric Béziat : Nous n'avons pas fait ce choix technologique. Pour amortir le choc de l'impact final, Schiaparelli utilisera une structure écrasable en nid d'abeille. À partir de cet instant, la mission scientifique de Schiaparelli pourra débuter.

Revenons-en au système de propulsion avec ses rétrofusées. Il a été conçu spécifiquement pour la mission ?

Frédéric Béziat : Ces moteurs ont été développés pour Ariane 5. Il s'agit des moteurs que le lanceur utilise pour son Système de Contrôle d'Attitude. Ils ont également été adaptés pour le contrôle d'attitude du petit lanceur Vega. Ces moteurs fonctionnent à l'hydrazine et 30 kg sont à bord de la capsule. 

Après cet évènement, on pourra dire que l’Europe s’est posée sur Mars ?

 Frédéric Béziat : Oui. Mais n'oubliez pas que si c'est la première fois que l'Europe réalise un atterrissage contrôlé sur Mars, ce sera aussi le deuxième atterrissage de l'Europe dans le Système solaire après la sonde Huygens qui, en janvier 2005, s'était posée sur Titan, un satellite de Saturne. Et à mon tour de vous poser une question.

Qui a construit la sonde Huygens qui s’est posée sur Titan ?

 Futura-Sciences : Facile. Thales Alenia Space.