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Sur Mars, deux CubeSat surveilleront l'atterrissage d'InSight

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En mars 2016, la mission InSight de la Nasa décollera vers la Planète rouge avec de drôles de passagers : deux CubeSat appelés MarCO. Ces petits engins, qui auront navigué avec la sonde, surveilleront son atterrissage et relaieront les données vers la Terre. Aujourd'hui utilisés en orbite basse autour de la Terre, ces nanosatellites, grâce aux progrès de la miniaturisation, pourront aussi servir à l'exploration du Système solaire.

MarCO : la première mission interplanétaire intégrant des CubeSat  En mars 2016, la Nasa lancera son prochain atterrisseur. Baptisé Insight, il aura pour mission d’observer l’intérieur de la planète Mars dans le cadre de la mission Mars Cube One (MarCO). Avec lui partiront deux CubeSat, les premiers à participer à une mission interplanétaire. Leur déploiement est ici simulé en vidéo. 

Pour la première fois, la Nasa va envoyer autour de Mars deux CubeSat ! Rappelons que ces petits engins spatiaux sont utilisés en orbite basse et construits selon un format défini en 1999 par l'université polytechnique de Californie et l'université Stanford (États-Unis). Ces nanosatellites ont la forme d'un cube d'un décimètre de côté, soit un volume de 1 litre, pour une masse de 1,33 kg. Pour emporter des charges utiles plus grandes, ils peuvent être groupés. Ces CubeSat martiens, baptisé MarCO (Mars Cube One), seront constitués de six unités.

Ils seront lancés en mars 2016 en compagnie de l'atterrisseur InSight. Cette mission - à laquelle participe notamment le Cnes en fournissant le sismomètre - a pour objectif d'explorer le sous-sol de Mars, ce qui n'a encore jamais été fait, si ce n'est, depuis l'espace, par des radars embarqués sur des orbiteurs. L'arrivée autour de la Planète rouge est prévue en septembre 2016.

Quant aux MarCO, ils serviront de relais de communication en temps réel et surveillera la descente dans l'atmosphère d'InSight, notamment pendant les fameuses sept minutes de terreur, laps de temps durant lequel les sondes en train de s'enfoncer dans l'atmosphère ne peuvent pas communiquer avec la Terre. Habituellement, ce sont les orbiteurs en activité autour de Mars qui se chargent de cette surveillance et qui relaient les données mais avec des délais plus longs. « Les données des conditions d'atterrissage d'InSight nous arriveront des heures plus tôt qu'habituellement grâce à MarCO », se réjouit Joel Krajewski, responsable du programme au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de Pasadena, en Californie, qui construit les satellites.

Deux des ingénieurs du projet MarCO, Joel Steinkraus et Farah Alibay, tenant dans leurs mains une maquette à l'échelle 1 d'un des deux CubeSat de MarCO. © JPL, Nasa

MarCO, le premier pas des CubeSat vers l'exploration spatiale

Si les CubeSat de MarCO ne parviennent pas à atteindre Mars ou s'ils subissent un ennui technique empêchant la réalisation de leur mission, la sonde Mars Reconnaissance Orbiter se chargera alors de cette surveillance et du relais des données. L'intérêt de MarCO va plus loin que cette surveillance. En effet, la Nasa et les scientifiques qui portent le projet font le pari qu'il est possible d'utiliser ce type de très petits satellites pour des missions d'exploration. Si MarCO accomplit sa mission, ce sera la preuve qu'il existe des technologies fiables et peu coûteuses pour des missions d'exploration spatiale. Ainsi, au JPL, on travaille sur des engins capables de s'approcher d'un astéroïde ou d'atterrir sur une comète.

Cependant, avant de généraliser l'utilisation des CubeSat à des fins d'exploration, il reste un certain nombre de défis techniques à relever concernant, notamment, les systèmes de propulsion et de communication avec la Terre. Des progrès significatifs dans la propulsion électrique et son adaptation à ces petits satellites laissent à penser qu'ils pourraient être utilisés pour des missions dans le Système solaire interne (entre le Soleil et Mars).

De son côté, une autre équipe du JPL travaille sur une antenne déployable qui, insérée dans un CubeSat à six unités, permet des communications en bande Ka avec des débits beaucoup plus élevés que ceux actuels. L'antenne pourrait augmenter les débits de données d'un facteur de 10.000 par rapport à une antenne à bande X. De nouvelles portes semblent s'ouvrir pour les CubeSat...

Les CubeSat pourraient être utilisés dans des situations de plus en plus audacieuses, comme c'est le cas avec la mission InSight de la Nasa. Un progrès rendu notamment possible grâce à la miniaturisation des instruments scientifiques et des servitudes des satellites (c'est-à-dire leurs éléments de navigation et de structure). © JPL/Nasa