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Mars Reconnaissance Orbiter

Mars Reconnaissance Orbiter

   Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), c'est le nom de cet oeil de lynx nouvelle génération destiné à photographier la planète rouge comme elle ne l'a jamais été ! Cette sonde américaine, lancée en 2005, contribuera à affiner nos connaissances sur la planète Mars, l'histoire de l'eau à sa surface, son climat, son sous-sol, etc... MRO pourra repérer les meilleurs sites d'atterrissage pour des sondes (ou des hommes !) et servira de relais de communication à la fin de sa mission scientifique.
 

> En direct : Toute l'actualité de MRO : cliquez ici !

La sonde Mars Reconnaissance Orbiter
 
Mars Reconnaissance Orbiter est une sonde nettement plus imposante que ses prédécesseuses américaines Mars Global Surveyor et Mars Odyssey. D'une hauteur de 6,5 m et d'un diamètre de 3 m c'est un mastodonte bourré de technologie avec 11 instruments au total pour assurer sa mission scientifique, sa navigation et sa communication avec la Terre. D'une masse totale de 2180 kg au décollage, MRO sera lancée par une fusée Atlas V-401. Elle parcourera 500 millions de km pendant 7 mois avant d'arriver en orbite martienne.

La mission : du lancement à la retraite !

> Le lancement

La sonde Mars Reconnaissance Orbiter s'élancera dans le ciel de Floride au sommet d'un lanceur de type Atlas V-401 d'une hauteur de 57 m depuis la base de Cape Canaveral Air Force Station. Le premier étage du lanceur assurera le début de l'élévation dans les airs en faisant atteindre la vitesse supersonique de 4500m/s à la sonde, puis il sera détaché et retombera dans l'océan. Le second étage de la fusée, appelé Centaur, se mettra alors en marche et propulsera MRO jusqu'au niveau d'une orbite "de parking" à 185km. La coiffe protégeant la sonde sera détachée puis l'étage Centaur cessera de bruler. Enfin, une demi-heure après, le moteur se rallumera pendant 10 minutes pour arracher la sonde à la gravité terrestre et l'injecter sur son orbite de croisière vers Mars. En avant toute pour Mars !

 

Architecture du lanceur Atlas V-401. Il fournira toute l'énergie nécessaire à la sonde (située tout en haut) pour quitter la Terre.

 

 

 

> Le voyage vers Mars

Le voyage vers Mars sera la partie la plus calme de l'aventure de la sonde. Il durera sept mois en tout et sera ponctué par des vérifications sur les instruments (s'assurer qu'ils fonctionnent bien), des calibrations ou encore des corrections de trajectoire pour affiner le trajet de la sonde jusqu'à son arrivée en orbite martienne. Mars Reconnaissance Orbiter parcourra ainsi plus de 500 millions de kilomètres entre la Terre et Mars à la vitesse de 3 km/s.

 

> L'insertion orbitale et l'aerobraking

Après son voyage très calme, un épisode beaucoup plus tendu attend la sonde Mars Reconnaissance Orbiter : l'insertion orbitale ! Pas question en effet d'être lancée en direction de la planète rouge si c'est pour foncer droit dedans ou passer à côté, non, la sonde doit se mettre en orbite autour de la planète en se faisant capturer par le champ de gravité de l'astre. Pour celà, une seule solution : donner un grand coup de frein !
En Mars 2006, la sonde frôlera la planète Mars à quelques 300 km d'altitude. À ce moment précis, elle allumera ses petits moteurs de freinage qui brûleront à plein régime pendant 25 minutes. Ainsi, la sonde sera ralentie de 1000m/s et capturée par le champ de gravité martien. Une fois cette manoeuvre effectuée, Mars Reconnaissance Orbiter décrira une première orbite très elliptique autour de Mars qu'elle bouclera en 35 heures environ ! Peu à peu, son orbite autour de Mars se modifiera, devenant de moins en moins elliptique. Pour cela elle utilisera la technique dite du "freinage atmosphérique" (ou aerobraking) : les grands panneaux solaires de la sonde frotteront sur les hautes couches de l'atmosphère martienne, ces frottements contribueront à ralentir la sonde.
MRO n'atteindra son orbite finale "de travail", pratiquement circulaire, qu'en novembre 2006.

 

> La moisson scientifique

De novembre 2006 à novembre 2008, la sonde effectuera sa mission scientifique en orbite autour de Mars. Mars Reconnaissance Orbiter devra alors remplir ses trois objectifs principaux :

  • Décrypter le climat actuel de la planète Mars, comprendre les processus qui ont modifié la surface de cet astre, en savoir plus sur le passage de l'eau (durée, localisation ?) et son rôle dans l'histoire géologique de Mars.
  • Identifier des sites susceptibles d'abriter de la vie actuellement sur Mars : le radar Sharad qui sondera les premiers 300m du sous-sol martien à la recherche de nappes d'eau sera un instrument privilégié pour répondre à cet objectif.
  • Identifier et étudier de futurs sites d'atterrissage capables d'accueillier de prochaines missions martiennes voire humaines vers la planète rouge. La résolution très poussée de la caméra HiRISE permettra de repérer les rochers dangeureux pour l'atterrissage et ainsi de classer les sites potentiels en fonction de leur dangerosité et intérêt scientifique.

  

L'ensemble des mesures et images renvoyées par la sonde MRO représentera 34 Térabits de données, soit plus d'informations que toutes les missions conduites par le Jet Propulsion Laboratory jusqu'à aujourd'hui ! La caméra HiRISE y sera pour beaucoup dans cette masse incroyable d'informations. Les photographies prises par cette caméra pourront en effet atteindre jusqu'à 28 Gigabits !

 

> Le relais de communications

Après avoir fourni tant de nouvelles données toutes fraiches sur la planète rouge, la sonde MRO aura droit à une retraite bien méritée. Jusqu'en 2015 elle assurera le rôle de relais de communications avec la Terre pour les atterrisseurs qui se poseront sur Mars. La fin officielle de la mission de MRO avait été fixée à l'origine à décembre 2010, elle a donc été prolongée de 5 ans par la NASA.


Les Instruments scientifiques

 

Voici les instruments scientifiques que la sonde Mars Reconnaissance Orbiter possède à son bord :

 

  • Une caméra stéréoscopique haute résolution HiRISE

La caméra HiRISE enverra des images couleurs, stéréoscopiques et à très haute résolution de la surface martienne. Alors que la caméra de Mars Global Surveyor ne peut distinguer au mieux que des objets de la taille d’une petite voiture, HiRISE sera capable de discerner des objets de la taille d’un ballon de football. Cela permettra de faire le lien entre les photos prises par les rovers au sol et les clichés obtenus en orbite. La NASA s’engage ainsi dans une reconnaissance très détaillée de la surface martienne, afin de recueillir à terme des échantillons de roches. Chaque photo pourra couvrir une surface de 800 m², et la caméra observera dans le visible et le proche infrarouge, ce qui lui permettra de faire des études minéralogiques.

 

  • Une caméra CTX de contexte

La précision de la caméra HiRISE est telle que les ingénieurs ont ajouté une caméra dite de contexte, la caméra CTX, qui permettra de réaliser des prises de vue très larges de la surface martienne avant de localiser les régions intéressantes à étudier par HiRISE ou le spectromètre CRISM. La caméra CTX a une résolution de 8 mètres par pixel et pourra photographier des régions de 40 kilomètres de côté.

 

  • Un spectro-imageur CRISM

CRISM est un spectro-imageur fonctionnant entre 4 et 400 microns, c’est-à-dire dans le visible et l’infrarouge proche. Cet appareil permettra d’étudier la minéralogie de Mars, et notamment de rechercher des minéraux formés en présence d’eau. CRISM est en concurrence directe avec le spectro-imageur Omega de la sonde Mars Express, actuellement en orbite autour de Mars. Mais CRISM possède un avantage : sa résolution de 20 mètres par pixel est 15 fois plus élevée que celle de Omega.

 

  • Une caméra MARCI  

La caméra MARCI fonctionne dans le visible et l’ultraviolet. Elle fournira chaque jour des vues de la totalité du globe martien. Cela permettra d’étudier le climat de Mars, l’évolution de ses calottes polaires et la teneur en ozone, en poussières et en dioxyde de carbone de son atmosphère.

 

  • Un radiomètre MCS

Le radiomètre MCS mesurera les variations de la pression atmosphérique et dressera des profils de température de la surface martienne jusqu’à 80 kilomètres d’altitude. Cet appareil avait déjà été incorporé aux sondes Mars Observer et Mars Climate Orbiter, toutes deux perdues avant d’avoir accompli leur mission. Espérons que cette fois sera la bonne !

 

  • Le radar SHARAD

Le radar SHARAD sondera le sous-sol martien à la recherche de poches d’eau ou de glace. Il fonctionne dans une gamme de fréquences plus élevée que celle utilisée par l’instrument MARSIS de Mars Express. Cela lui permettra de sonder le sous-sol proche, jusqu’à 300 mètres. Sa résolution spatiale est très supérieure à celle de MARSIS : 15 mètres verticalement et de 0,3 à 30 kilomètres horizontalement.


  • MRO effectuera également des analyses en utilisant ses émetteurs radios. En mesurant le décalage doppler des signaux radio transmis vers la Terre, les scientifiques pourront étudier le champ de gravité martien.


MRO embarque enfin trois instruments d’ingénierie :

  • Electra est un appareil qui permettra de relayer les communications radio avec les sondes au sol, tout en servant de balise de navigation pour les futures sondes martiennes.

  • Un appareil d’optique servira au repérage de la sonde dans l’espace à partir des positions des lunes martiennes. Cela permettra de réaliser des économies de carburant.

  • Les communications seront faite dans la bande Ka, au lieu de la traditionnelle bande X. Le débit de transmission sera ainsi fortement accru : les données seront transmises à une vitesse pouvant atteindre 4 Mégabits par seconde ! Le très haut débit en orbite martienne !

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Crédits images : NASA
 
 
 

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Crédit image de titre : NASA et Kees Veenenbos - Hébergement & maquette : Futura-Sciences

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