Essai de déploiement du parachute de 35 mètres d'ExoMars, lors d'un test réalisé en mars 2018. © ESA, L. Barel
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Parachutes d'ExoMars : une mise au point toujours aussi difficile

ActualitéClassé sous :mars , ExoMars 2020 , Exploration robotique

Décidément, l'Agence spatiale européenne n'arrive toujours pas à mettre au point les parachutes de la mission ExoMars qui doit atterrir sur Mars en 2023. Le dernier essai en date, certes bien plus convaincant que les précédents, ne s'est pas aussi bien déroulé que l'aurait souhaité François Spoto, le responsable ESA de la mission ExoMars. Nos Explications.

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La difficulté à mettre au point le système de parachutes d'ExoMars est une des raisons du report de la mission qui devait être lancée cet été. Mais pas seulement. Les panneaux solaires, des équipements électroniques russes et la mise au point d'un logiciel de vol, sont aussi responsables de ce report. Le lancement d’ExoMars et son rover Rosalind Franklin sont aujourd'hui prévus en septembre 2022 avec une arrivée sur Mars le 10 juin 2023.

D'ici là, l'Agence spatiale européenne (ESA), Roscosmos et leurs partenaires industriels devront avoir réglé tous ces problèmes dont certains perdurent depuis plusieurs années. Initialement, la mission aurait dû être lancée en... 2018 !

Ce système de parachutes est nécessaire pour aider à ralentir le module de descente, à l'intérieur duquel se trouvent le rover Rosalind Franklin et la plateforme de surface Kazachok, avant d'atterrir sur Mars. On compte donc deux parachutes principaux de 15 et 35 mètres de diamètre et pour chacun, un parachute pilote de 1,5 mètre. Le parachute de 35 mètres sera le plus grand jamais déployé sur Mars. Quant au parachute de 15 mètres, il est de même conception que ceux utilisés pour ExoMars 2016 et la sonde Huygens de l'ESA qui a atterri sur Titan, la plus grande lune de Saturne en 2005. Une fois que la traînée atmosphérique aura ralenti le module de descente d'environ 21.000 km/h à 1.700 km/h, le premier parachute sera déployé. Environ 20 secondes plus tard, à environ 400 km/h, le deuxième parachute s'ouvrira. Après la séparation des parachutes à environ un kilomètre du sol, les moteurs de freinage se mettront en marche pour livrer en toute sécurité la plateforme d'atterrissage à la surface de Mars. La séquence complète de l'entrée atmosphérique à l'atterrissage ne prend que six minutes.

La faiblesse du système d'atterrissage russe explique ce système de parachutes complexes

Ce choix d'architecture complexe a été retenu en raison de la masse et de la résistance mécanique du module de descente et des capacités de freinage offertes par le système de propulsion russe en charge du freinage final. Dit autrement, la faiblesse du système de propulsion russe a contraint l'Agence spatiale européenne à développer ce système de parachutes, dont le plus grand parachute jamais déployé sur Mars, séquentiellement à des vitesses supersoniques et subsoniques.

Concernant les parachutes, des essais ont lieu aux États-Unis, dans l'Oregon. Le dernier test réalisé a eu lieu le 9 novembre depuis un ballon stratosphérique situé à 29 kilomètres d'altitude. Ils tiennent dans les améliorations préconisées par les équipes, dont celle du JPL de la Nasa qui donne un coup de main au projet, afin d'éviter que ne se reproduisent les déchirures dans les parachutes, observées lors des précédents essais.

Les différents parachutes du système de freinage et d'atterrissage d'ExoMars 2020 et la séquence de leur déploiement. © ESA

Comme l'explique l'ESA dans son communiqué, le premier parachute principal est doté d'un sac toroïdal amélioré dans lequel il est logé après un pliage compact très délicat. Un renfort en Kevlar a été ajouté autour de l'ourlet de l'évent (c'est-à-dire autour du trou situé au sommet et au centre du parachute). Le deuxième parachute principal compte plusieurs renforts, dont des anneaux de renforcement pour aider à prévenir la déchirure des auvents observée lors des tests en 2019 et son sac toroïdal est également amélioré. Par contre, il n'utilisait pas les lignes de parachute renforcées, qui sont prévues. Ce deuxième parachute entièrement amélioré sera testé lors d'un essai de chute libre dans les installations de la Swedish Space Corporation à Kiruna, en Suède, à la mi-2021.

Il reste des améliorations à apporter

La chronologie du dernier test, y compris l'extraction et la décélération, s'est déroulée exactement comme prévu. Cependant, quatre déchirures dans la voilure du premier parachute principal et une dans le deuxième parachute principal ont été observées après la récupération. Les dommages semblaient se produire au début de l'inflation, la descente se produisant par ailleurs nominalement. Des améliorations seront donc nécessaires avant de tester de nouveau ce système, au cours du premier semestre 2021.

Enfin, il faut garder à l'esprit qu'atterrir sur Mars est plus facile à dire qu'à faire. Et ce n'est pas la Nasa qui va nous contredire, elle qui compte plusieurs échecs martiens. On citera en exemple la perte des sondes Mars Observer (1992) et Mars Climate Orbiter (1998) lors de la manœuvre d'insertion autour de Mars, et les crashs sur la surface martienne de Mars Polar Lander et les deux pénétrateurs Deep Space 2 (1999). La Russie compte aussi de nombreux échecs dont trois missions lors du trajet Terre-Mars, d'une mission lors de la manœuvre d'insertion orbitale et de trois échecs lors de l'atterrissage.

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