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Venus Express : chronologie de la mise en orbite de la sonde autour de Vénus

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Le 9 novembre de l'année dernière, la sonde Venus Express de l'ESA quittait le désert du Kazakhstan à bord d'un lanceur Soyouz-Frégate. Au terme d'un voyage de 400 millions de kilomètres, effectué en seulement cinq mois, la sonde est désormais sur le point d'atteindre sa destination finale, la planète Vénus. Le rendez-vous est prévu pour demain.

La sonde Vénus Express

Avant de pouvoir explorer cette planète jumelle de la Terre, à l'atmosphère brûlante et nuageuse, Venus Express devra se livrer à un exercice difficile, le plus délicat depuis son lancement, en accomplissant une série complexe d'opérations et de manœuvres destinées à placer la sonde sur orbite autour de Vénus. La manœuvre d'injection en orbite (VOI) permettra de réduire la vitesse relative de la sonde par rapport à Vénus, afin qu'elle puisse être capturée par le champ gravitationnel de la planète. Cette manœuvre critique nécessite cependant un timing et un positionnement parfaits.

Toutes les opérations de la sonde seront pilotées par l'équipe de contrôle au sol de Venus Express depuis le Centre européen d'opérations spatiales (ESOC) de l'ESA, situé à Darmstadt, en Allemagne.

Planning des principales opérations de la manœuvre d'injection en orbite


(certains horaires sont susceptibles d'être modifiés)

4 avril 2006 : mise sous tension de l'émetteur relié à l'antenne à faible gain de la sonde. Pendant son voyage vers Vénus, la sonde communiquait avec la Terre par le biais de deux antennes à grand gain. Il en sera de même par la suite, lors la phase scientifique de la mission. Mais durant la phase de capture (11 avril), ces deux antennes ne pourront être utilisées en raison de l'orientation de la sonde lors des opérations.

C'est donc l'antenne à faible gain, transmettant un signal faible mais instantanément identifiable, qui sera utilisée pendant toute la durée de la manœuvre d'injection en orbite. Les contrôleurs au sol pourront ainsi surveiller l'évolution de la vitesse de la sonde durant l'allumage du moteur principal à l'aide de l'antenne de 70 mètres du Réseau de l'espace lointain de la NASA, installée en Espagne près de Madrid. Il n'existera alors aucun autre moyen de communication avec la Terre.

5 et 9 avril 2006 : manœuvres de contrôle de la trajectoire. Étant donné la précision extrême de la correction effectuée fin mars, Venus Express suit actuellement la bonne trajectoire pour une insertion parfaite sur l'orbite de capture et il est par conséquent peu probable qu'une intervention soit nécessaire.

10 et 11 avril 2006 :derniers préparatifs en vue de la manœuvre d'injection en orbite. Entre 24 et 12 heures avant la manœuvre, les contrôleurs au sol mettront Venus Express en configuration finale pour l'allumage du moteur principal. Au cours des 12 dernières heures, ils vérifieront l'état de fonctionnement du satellite, prêts à procéder à une correction de trajectoire de dernière minute et à adapter la durée de fonctionnement du moteur si nécessaire.

11 avril 2006, 8h03 (heure de Paris) :pivotement de la sonde. Cette manœuvre, qui durera environ une demi-heure, a pour objectif de faire pivoter Venus Express sur elle-même, de sorte à tourner la sortie du moteur principal vers l'avant de la sonde, ce qui permettra un ralentissement (au lieu d'une accélération) du véhicule spatial à l'allumage du moteur.

11 avril 2006, 9h17 (heure de Paris) :mise à feu du moteur principal de Venus Express. Quelques minutes après un allumage des propulseurs destiné à s'assurer que le carburant arrive au circuit d'alimentation du moteur principal, ce dernier sera mis à feu pour une durée de 50 minutes, jusqu'à 10h07.

Cette poussée réduira de 15 % la vitesse initiale de la sonde (29 000 km/h) par rapport à Vénus, permettant sa capture. Venus Express se retrouvera alors sur une première orbite elliptique autour de Vénus, sur laquelle elle restera environ neuf jours. Au moment de sa capture, la sonde se trouvera à quelque 120 millions de kilomètres de la Terre et à 400 kilomètres de la surface de Vénus au point le plus proche.

Au cours de la phase d'allumage du moteur, à 9h45 (heure de Paris) précisément, Venus Express connaîtra une période d'occultation, durant laquelle elle disparaîtra derrière la planète et ne sera plus visible depuis la Terre, pour reparaître environ 10 minutes plus tard, à 9h55. Même avec le signal de l'antenne à faible gain, la sonde ne sera visible que pendant la première moitié et les six dernières minutes du fonctionnement du moteur. La réception du signal transmis par l'antenne à la fin de la période d'occultation sera le premier signe de réussite de l'insertion orbitale.

11 avril 2006, 11h13 (heure de Paris) :rétablissement de la communication entre Venus Express et la Terre. Au terme de la phase d'allumage, Venus Express devra encore exécuter quelques opérations en mode automatique afin de réorienter ses panneaux solaires vers le Soleil et la plus petite de ses deux antennes à grand gain (la n°2) en direction de la Terre. Si tout se déroule comme prévu, la sonde devrait pouvoir établir de premières liaisons de communication avec la station sol de l'ESA à Cebreros, près de Madrid (Espagne), à 11h13. Pendant les quelques heures qui suivront, elle transmettra les informations tant attendues sur son état de marche. Les données relatives à sa trajectoire effective seront communiquées par l'équipe Dynamique de vol de l'ESOC vers 12h30 (heure de Paris).

12 et 13 avril 2006 :début de la pleine réactivation des fonctions de la sonde. Les 24 heures qui suivront la capture de la sonde seront employées à réactiver toutes ses fonctions, et notamment toutes les capacités de contrôle interne. Le 13 avril au matin, la plus grande des antennes à grand gain (la n°1) sera orientée et alimentée par l'émetteur afin de servir, pour la première fois depuis le lancement de la mission, à communiquer avec la Terre. Les deux antennes à grand gain, situées sur deux côtés différents de la sonde, seront utilisées en alternance au cours de la mission pour éviter d'exposer au Soleil les équipements critiques placés à l'extérieur de Venus Express.

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