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Déjà une semaine sur Mars pour Phoenix !

phoenix s'est posé comme prévu sur Mars, dans la nuit du dimanche 25 au lundi 26 mai dernier. C'est en direct que l'on a pu suivre la phase critique d'entrée, de descente et d'atterrissage. Les premières images sont arrivées à 03 h 54 heure française sous les hourra des ingénieurs de la NASA et de l'université d'Arizona qui est responsable de la sonde. Phoenix s'est posé à 7 km de l'endroit prévu après l'ultime correction de trajectoire effectuée le 17 mai. C'est une zone dépourvue de tout rocher qu'a montré Phoenix avec très peu de reliefs au loin.

Onze heures seulement après l'atterrissage, MRO trouvait Phoenix, son parachute et son bouclier thermique sur le sol martien.

Après quelques difficultés de communication entre MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) et Phoenix, l'atterrisseur a pu déployer son bras robotique destiné à recueillir des échantillons martiens.
Le premier bulletin météo est intervenu très rapidement. Premier jour : température maximale : -30 °C ; température minimale : -80 °C ; pression atmosphérique : 8.5 millibars ; vitesse du vent : 20 km·h^-1.
Les chercheurs ont peut-être trouvé de la glace sous l'atterrisseur car cette zone a été littéralement surchauffée au moment de l'atterrissage avec les rétrofusées.

Sous l'atterrisseur, c'est peut-être là que la recherche d'échantillons va commencer.

Le premier échantillon a été récupéré comme en atteste cette image.

La mission, prévue pour durer trois mois, devrait continuer encore deux mois supplémentaires jusqu'à ce que le Soleil ne se lève plus dans le ciel de Phoenix...

Discovery décolle vers l'ISS

la navette Discovery a décollé de Cap Canaveral, samedi 31 mai à 23 h 02 pour une nouvelle mission vers la Station Spatiale Internationale (ISS). Il s'agit cette fois de poursuivre l'installation du module scientifique japonais Kibo. Un dernier vol sera nécessaire pour achever son installation sur l'ISS.

À noter que le pas de tir a été endommagé suite au lancement de Discovery.
Des panneaux de béton ont été arrachés à cause du souffle et des températures subies.

Richard Tanguy
3 juin 2008

Spécial Phoenix - Atterrissage sur Mars
Dimanche 25 mai 2008 (23 h 38 GMT)

La sonde américaine Mars Phoenix Lander n'est plus qu'à quelques encablures de Mars, planète qu'elle atteindra dimanche 25 mai (TU). L'atterrissage est prévu à 23 h 38 GMT soit à 1 h 38 dans la nuit du dimanche 25 au lundi 26 en heure française.
Ce sera la 7^e fois de l'histoire que les américains chercheront à poser un robot sur Mars.
C'est donc l'occasion de présenter en détail cette mission attendue par beaucoup de chercheurs... et de passionnés de la planète rouge.

La mission de Phoenix

La mission de Phoenix est simple : trouver de l'eau afin de déterminer si le site d'atterrissage est ou a été compatible avec la présence d'une vie biologique primitive. L'objectif est principalement d'analyser des échantillons du sol martien, en principe riche en eau (très probablement sous forme de glace).

Pour ce faire, Phoenix est équipée de 7 instruments :

• SSI (Surface Stereo Imager), une caméra (1 024 × 1 024 pixels) montée sur un mât de 2 m et qui réalisera un panorama noir et blanc et couleurs de 360° autour de la sonde ;
• RA (Robotic Arm), un bras de 2,5 m, équipé en plus d'une petite caméra, et qui creusera le sol (environ sur 50 cm de profondeur), pour chercher des échantillons ;
• MECA (Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyser) qui sera chargé d'étudier les échantillons du sol martien récupérés par le bras robotique (RA). MECA est équipé de deux microscopes électroniques et doit notamment analyser l'acidité du sol ;
• TEGA (Thermal Evolved Gas Analyser) constitué de deux fours capables d'atteindre 1 000 °C, et qui chaufferont les échantillons pour étudier les gaz présents dans le sol ;
• LIDAR (Laser) qui enverra des impulsions lumineuses dans l'atmosphère (3 km au-dessus de Phoenix) pour étudier la circulation atmosphérique au dessus du pôle Nord et analyser les particules en suspension ;
• MARDI (Mars Descent Imager), une caméra qui était destinée à prendre des photos du site d'atterrissage pendant la phase de descente dans l'atmosphère, mais la caméra sera éteinte au moment de la phase de descente dans l'atmosphère en raison de risques liés à des interférences possibles de logiciel pendant la phase d'atterrissage sur Mars ;
• MET (Meteorological Station) une station météo équipée d'un baromètre, d'un thermomètre, et d'un anémomètre. Des capteurs seront situés à 1, 1,5 et 2 m du sol.

Le lancement

Il est intervenu le samedi 4 août 2007 à 11 h 26 heure française (5 h 26 à cap Canaveral), à bord d'une fusée Boeing Delta-2 7925. La sonde a suivi une trajectoire de transfert vers Mars sur une distance de 680 millions de km (trajectoire dite de type 2, c'est-à-dire d'un angle supérieur à 180° sur l'angle Soleil/Terre/Mars.)

La phase de croisière interplanétaire

Elle a débutée le 4 août, 3 heures après le lancement, et prend fin 3 heures avant l'arrivée sur Mars, le 25 mai. Une phase dite d'approche a commencé le 25 mars et se traduit par une intensification des communications avec la sonde pour déterminer précisément sa trajectoire.
Six corrections de trajectoire étaient prévues, les 10 août, 24 octobre, 10 avril, 10 mai, 17 mai et 25 mai plus éventuellement une manœuvre d'urgence 8  heures avant l'atterrissage.
Les deux premières manœuvres étaient destinées à placer la sonde sur une orbite pour atteindre Mars (ce qui n'était pas le cas au moment du lancement). En effet, sans la première correction de trajectoire, Mars aurait été manqué de 950 000 km, et sans la seconde Mars aurait encore été manquée de 93 000 km par Phoenix. Ainsi, lors du lancement, la sonde est envoyée sur une mauvaise trajectoire, volontairement, pour éviter que le troisième étage de la fusée, non stérilisé, ne percute Mars car il suit la même trajectoire que Phoenix. Les quatre autres cherchent à viser le point précis de l'atterrissage à la position prévue. La manœuvre prévue le 10 mai a été annulée car les ingénieurs étaient satisfaits de la précision de la correction de trajectoire effectuée le 10 avril dernier.

L'entrée, la descente, l'atterrissage : 7 minutes de stress intense (phase EDL) !

Phoenix arrive sur une trajectoire directe à la vitesse de 5,7 km·s^-1, soit un peu plus de 21 000 km·h^-1 et doit ralentir en 7 minutes pour atteindre 0 km·h^-1, ce qui est peu quand on sait que la densité de l'atmosphère sur Mars est égale à l% de la densité de l'atmosphère terrestre...
Phoenix est équipée d'un étage de croisière destiné à alimenter en électricité la sonde et permet l'orientation de celle-ci dans l'espace à l'aide de petits moteurs.
Voici le déroulé approximatif des opérations :

• T - 14 min avant l'atterrissage : séparation de l'étage de croisière et de Phoenix. L'antenne UHF située sur le bouclier arrière de Phoenix prend le relais ;
• T - 12 min : orientation de la sonde pour l'entrée dans l'atmosphère ;
• T - 7 min : entrée dans l'atmosphère. Vitesse 21 000 km·h^-1. Altitude 125 km. À ce moment, nous sommes à environ 700 km du site d'atterrissage (Température maximale du bouclier thermique 1 420 °C à 41 km). Décélération maximale : 9,3 G ;
• T - 3 min 42 s : déploiement du parachute de 12 m. Vitesse 1 600 km·h^-1. Décélération de 5 G. Altitude 12 km ;
• T - 3 min 32 s : largage du bouclier thermique. Altitude 11 km. Vitesse 498 km·h^-1 ;
• T - 3 min 29 s : acquisition du radar d'approche et déploiement des pieds du lander ;
• T - 29 s : séparation du bouclier arrière avec Phoenix. Altitude 740 m. Vitesse 198 km·h^-1 ;
• T₀ : atterrissage (incertitude de l'endroit précis : 100 km en longueur, 20 km en largeur) ;
• T₀ à T + 15 min : attente de l'ouverture des panneaux solaires. Black out radio ;
• T + 15 min à T + 25 min : ouverture des panneaux solaires ;
• T + 15 min 20 s : premier contact avec la Terre.

Au moment de l'atterrissage, Mars sera à 276 millions de km de la Terre et les signaux mettront 15 min et 20 s pour nous parvenir. La sonde se pose en plein milieu de l'après-midi localement sur Mars.

Le site d'atterrissage

Il se situe par 68° de latitude Nord et 233° de longitude Est (soit l'équivalent de la latitude du Groenland ou de l'Alaska), dans une plaine dénuée de tous rochers de plus de 50 cm de hauteur, appelée « Green Valley » (Vallée Verte). Green Valley est située au sein d'une plus grande plaine, faiblement cratérisée appelée Vastitas Borealis.
La zone de 100 km de long et 20 km de large a été largement imagée grâce à Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) dotée d'un télescope de 60 cm permettant d'obtenir des clichés de 25 cm par pixel.
C'est la seconde fois que les américains cherchent à atteindre les pôles martiens. Le 3 décembre 1999, Mars Polar Lander devait se poser par 76° de latitude Sud mais la sonde n'a jamais repris contact avec la Terre après l'atterrissage et personne n'a jamais vraiment su les causes de l'échec. En tous cas cet échec, qui survenait après la perte de Mars Climate Orbiter, trois mois avant Mars Polar Lander, a marqué les esprit au Jet Propulsion Laboratory. Phoenix doit donc faire oublier ces échecs de 1999.

La sonde

Phoenix pèse 680 kg au moment de l'entrée dans l'atmosphère et 350 kg au moment de l'atterrissage dont 55 kg de charge scientifique. Elle a été construite sous l'égide de Lockheed-Martin en collaboration avec l'Université d'Arizona, qui manage la mission et le Jet Propulsion Laboratory qui dirige la sonde.
Phoenix est une mission du programme « scout » qui aura coûté 420 millions de dollars (265 M€) à la NASA. La prochaine mission « scout » doit intervenir en 2013.

Les communications

Phoenix communiquera exclusivement via les sondes Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Express et Mars Odyssey au moment de la phase EDL (Entry, Descent, Landing) et pendant toute la mission grâce à son antenne Ultra Haute Fréquence (UHF). Aucune communication directe avec la Terre n'est prévue. Chaque matin, MRO ou Mars Odyssey transmettront le programme de travail pour la journée qui n'excèdera pas 7 heures.
De même, Phoenix doit se poser avec le bras robotique RA orienté vers le nord (plus ou moins 5°). Pourquoi ?
Les américains souhaitent transmettre chaque matin le programme de travail à Phoenix via les sondes MRO et Mars Odyssey. Or, ils ont remarqué que chaque matin, à 7 h, heure locale de Mars, les trajectoires de ces sondes s'effectuent sur une trajectoire Nord-Ouest/Nord avec une faible hauteur au dessus de l'horizon de Phoenix (pas plus de 20°). Il faut donc que l'antenne UHF de Phoenix soit orientée au mieux pour recevoir dans les meilleures conditions les signaux des sondes orbitales. Or, dès que le bras RA sera déployé, la plate-forme sera totalement dégagée jusqu'à l'antenne UHF, ce qui n'est pas le cas avec une autre orientation. En effet, MECA, TEGA et MET, assez hauts sur la plate-forme, rendraient plus difficiles les communications. Des tests réalisés sur le centre Space and Naval Warfare de la Marine américaine à San Diego montrent l'importance de cette orientation de la sonde vers le nord juste avant l'atterrissage.
Phoenix pourra transmettre et recevoir des données selon 3 vitesses (128 000 bit·s^-1, 8000 bit·s^-1 et 2000 bit·s^-1). Les faibles vitesses seront privilégiées pour recevoir des informations des sondes orbitales. Phoenix émet sur 401,58 mégahertz et reçoit ses signaux sur 437,1 mégahertz.

La durée de la mission

La mission nominale débute le 25 mai pour s'achever le 1^er septembre. Il est très possible que la mission dure plus longtemps soit 150 jours voire plus. L'été sur Mars commence le 25 juin, l'automne le 26 décembre. C'est le manque d'ensoleillement au-delà d'octobre et peut-être plus tard qui marquera la fin de la mission. La sonde devrait débuter ses recherches avec le bras robotique sept jours après l'atterrissage et la première analyse de l'eau martienne n'est pas attendue avant juillet.

Les objectifs minima et maxima

Les ingénieurs ont développé deux types de scénarios : un succès partiel, un succès total.
Le succès partiel fait état d'un atterrissage réussi suivi de la réalisation d'un panorama noir et blanc sur 120°, du prélèvement avec succès de 2 échantillons analysés par MECA et TEGA.
Le succès total fait état d'un atterrissage réussi suivi de la réalisation d'un panorama complet (360°) autour de Phoenix en noir et blanc et couleurs, puis de l'exécution de 3 prélèvements d'échantillon analysés avec succès par MECA et TEGA ainsi que d'une analyse détaillée de l'atmosphère au dessus de Phoenix grâce à MET et LIDAR.
Dans l'un des scénarios, il est prévu que le bras robotique RA (Robotic Arm) creuse jusqu'à environ 35 cm de profondeur à la fin de la mission de trois mois de Phoenix. Mais, bien sûr, tout dépend de la texture du sol rencontré...

Les dernières heures avant l'atterrissage

les heures sont données pour la sonde. Il faut rajouter 15 min et 20 s pour que les signaux parviennent à la Terre.
* en heure française

Notes :
TCM = manœuvre de correction de trajectoire
EDL = entrée, descente et atterrissage
MAJ = mise à jour, actualisation
JPL = Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Californie)

La couverture médiatique de l'évènement sur NASA-Télévision

La NASA prévoit plusieurs conférences et directs pour l'atterrissage de Mars Phoenix Lander.
Ci-après la liste de ces événements en heure française à suivre sur internet :

Jeudi 22 mai    : 20 h 30/21 h 30, Mars Phoenix Lander briefing - Phase EDL
Samedi 24 mai   : 21 h/22 h, Mars Phoenix Lander Briefing
Dimanche 25 mai : 21 h/22 h, point avant l'atterrissage
Dimanche 25 mai : 24 h, direct non commenté
Lundi 26 mai    : 0 h/3 h, direct commenté du JPL
Lundi 26 mai    : 6 h, conférence de presse NASA (point après atterrissage)
Lundi 26 mai    : 20 h, conférence de presse NASA

Phoenix sera probablement la dernière mission fixe sur la planète rouge. La prochaine mission prévue à la NASA et au Jet Propulsion Laboratory sera Mars Science Laboratory (MSL) qui consiste à poser un gros rover (775 kg) à la surface de Mars à l'été 2010. Mais en raison de cette masse, considérablement plus importante que toutes les missions envoyées jusque là, des problèmes persistent et il n'est pas sûr que MSL soit lancée en octobre 2009. La mission a déjà dépassé son budget et atteint 2 milliards de dollars !
Les russes, eux, souhaitent envoyer en 2009 la sonde Phobos-Grunt, hautement ambitieuse et qui devrait ramener des échantillons de Phobos, le principal satellite de Mars. Seulement voilà, les russes ont toujours échoué à atteindre Mars ! Sur le dos de Phobos-Grunt, une petite sonde orbitale chinoise est attachée. Ce sera la première fois que les chinois découvriront Mars si tout va bien...
Enfin, en 2013, Exomars, un rover européen devrait être lancé vers la planète rouge, mais ceci est une autre histoire...

Richard Tanguy
19 mai 2008

Phoenix en approche finale de Mars

la sonde américaine Phoenix est passée sous la barre des 3 millions de km de Mars, ce matin, 13 mai à 3 h 35 heure française. La correction de trajectoire prévue le 10 mai n'a pas eu lieu, les ingénieurs de la NASA ont renoncé à cette tentative car la sonde suit parfaitement la trajectoire prévue.

Une première conférence de presse a eu lieu, hier 13 mai, pour présenter la mission au siège de la NASA à Washington.
La NASA prévoit plusieurs autres conférences :

Jeu 22/05 (21 h)       : Mars Phoenix Lander Briefing (entrée, descente et atterrissage)
Sam 24/05 (20 h 30)    : Mars Phoenix Lander Briefing
Dim 25/05 (21 h)       : Mars Phoenix Lander Briefing (le point avant l'atterrissage)
Dim 25/05 (24 h - 4 h) : atterrissage de Phoenix sur Mars

Conférences à suivre sur NASA-TV.
La semaine prochaine, je vous présenterai un dossier spécial sur Phoenix avec des informations inédites.

En bref :

• retard confirmé pour la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter qui doit se placer en orbite autour de la Lune et largué son étage de croisière qui s'écrasera sur notre satellite. La sonde américaine ne décollera pas avant le 24 novembre au lieu du 28 octobre. La sonde mettra 5 jours pour atteindre la Lune...
• vous pouvez envoyer votre nom sur le satellite Kepler qui sera lancé en 2009 ou sur la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter, qui devrait être lancée fin 2008.
  Voici les adresses :
  http://kepler.nasa.gov/
  http://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/main/index.html

Richard Tanguy
14 mai 2008

La mission vers Hubble reportée de six semaines... au moins !

au moment où la navette spatiale Discovery est placée sur son pas de tir pour un lancement le 31 mai prochain (opération effectuée le 3 mai) on a appris que la mission de maintenance de la navette vers Hubble (STS-125), prévue initialement le 28 août, était reportée au 8 octobre au plus tôt. En cause la production du gros réservoir externe orange qui subit des retards. Du fait que la navette ne peut, en cas d'urgence, rejoindre, pour cette mission, la station spatiale internationale, une autre navette doit être capable de partir rapidement. Or, la production du réservoir externe ne suit pas d'où ce report de six semaines... au moins !

En bref :

• J-20 pour Phoenix : une correction de trajectoire est prévue le samedi 10 mai. La sonde n'est plus (au 5 mai) qu'à 4,6 millions de km de Mars.
  Une conférence de presse est toujours prévue mardi 13 mai au cours de laquelle le dossier de presse sera remis aux participants et diffusé sur internet. Je vous présenterai bientôt en détail cette mission sur Mars.

Richard Tanguy
5 mai 2008