Insight, pour Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport, soit l’exploration de l’intérieur (de Mars) en utilisant des sondages sismiques, la géodésie et le flux thermique, est un atterrisseur [(re)lire Insight : pour écouter battre le cœur de Mars].

La mission Insight qui a décollé en mai dernier de Californie, arrive au terme de son voyage de 6 mois vers Mars.

Au préalable, 2 corrections de trajectoire (TCM pour Trajectory Correction Maneuver) ont été réalisées pour mettre Insight sur la bonne route vers Mars, la trajectoire initialement donnée par le lanceur ayant été volontairement erronée afin d’éviter que le dernier étage de la fusée, le Centaur, ne vienne percuter la planète rouge (il continue en effet sur sa propre orbite). TCM 1 avait eu lieu peu de temps après le décollage. TCM 2 a eu lieu environ à mi-chemin de sa route vers Mars, le 28 juillet.

Toutes les autres manœuvres ont été ensuite prévues durant la phase d’approche de Mars, soit pendant ces 2 derniers mois. Mais selon Philippe Laudet, chef de projet de l’instrument SEIS, dans une interview d’Olivier Sanguy de la Cité de l’espace, la dernière correction d’orbite ne se déroulera finalement pas car Insight est sur une très bonne trajectoire.

Mise à jour 26/11 : Le Jet Propulsion Laboratory a finalement effectué la 6e manœuvre pour déplacer la zone d’atterrissage sur Mars de 11 miles (un peu plus de 17 km). Objectif : s’éloigner d’un endroit jugé trop accidenté.

Une arrivée mouvementée sur Mars prévue le 26 novembre

Lundi 26 novembre, Insight doit atterrir sur Mars. Mais cela ne sera pas facile.

Pour rappel, sur les 47 missions martiennes qui ont été tentées (hors survols), 21 se sont soldées par des échecs, soit près de 45% (au lancement, mises sur orbite ratées, crash à l’atterrissage, mission écourtée). Seules 7 missions ont réussi à atterrir sur Mars à ce jour et à fonctionner durablement. D’ailleurs, si l’on excepte la mission soviétique Mars 3, qui n’a fonctionné que quelques secondes après l’atterrissage, et le Beagle-2 britannique dont on n’a pas eu de nouvelles après l’atterrissage en 2003, seule l’agence américaine est parvenue à toucher la surface de la planète rouge avec ses engins : Viking 1 et 2 en 1976, Pathfinder en 1997, les rovers Spirit et Opportunity en 2004, la sonde Phoenix en 2008 et le rover Curiosity en 2012.

L’atterrisseur de la mission Insight est basé sur la même architecture que la sonde Phoenix qui atterrit à côté du pôle nord martien en mai 2008. Repartir d’une mission qui a fonctionné permet de réduire les coûts de conception d’une part, mais aussi de pouvoir maximiser les chances de succès de l’atterrissage sur Mars, ce qui est l’une des phases les plus critiques du voyage.

Atterrissage d’Insight sur Mars : 6 minutes de terreur

Insight est arrivé dans la sphère d’influence gravitationnelle martienne le 22 novembre à 17h UTC. Elle se trouve alors sur une orbite hyperbolique de Mars avec un point au plus bas de son orbite (periares) dans l’atmosphère martienne.

Lundi 26 novembre, à l’entrée dans l’atmosphère martienne, tout s’accélère. L’atterrisseur se détache du module de croisière désormais inutile.

L’atterrisseur file alors à près de 20 000 km/h dans l’atmosphère, provoquant un échauffement de son bouclier thermique jusqu’à plus de 1000°C.

A environ 10 km du sol, alors que la vitesse a baissé à 1500 km/h, le parachute s’ouvre. Puis le bouclier thermique est éjecté. Quelques secondes après, les trois pieds de l’atterrisseur sont déployés.

Grâce au radar d’altitude embarqué, l’atterrisseur mesure sa distance au sol. Lorsque cette dernière atteint 1 km, le parachute est largué et les rétrofusées sont allumées.

La vitesse de l’atterrisseur chute à 8 km/h, vitesse à laquelle il touchera le sol martien à deux heures de l’après-midi, heure martienne.

Les horaires (en heures de Paris) attendus des différents événements de l’atterrissage :

• 20h40 – séparation de l’étage de propulsion pour la phase de croisière
• 20h41 – orientation de la sonde pour la bonne rentrée atmosphérique (orientation de l’écran thermique vers la surface
• 20h47:11 – début de la rentrée atmosphérique
• 20h50:49 – déploiement du parachute
• 20h50:04 – separation du bouclier thermique
• 20h51:14 – déploiement des 3 pieds de l’atterrisseur
• 20h51:47 – activation du radar
• 20h52:40 – première acquisition du radar pour déterminer l’altitude vis-à-vis de la surface martienne
• 20h52:59 – Séparation du parachute et donc de l’atterrisseur
• 20h53:02 – Allumage des rétrofusées
• 20h53:40 – Atterrissage (si tout se passe bien)

Insight doit se poser sur une zone appelée Elysium Planitia, un peu au nord de l’équateur de Mars à environ 600 km du cratère Gale où se trouve le rover Curiosity.

Mais, pour les deux principaux instruments de la mission, SEIS et HP3, la phase que les Américains appellent EDL (Entry, Descent and Landing) ne sera pas complètement terminée. Il restera en effet la phase de déploiement qui consistera, grâce à un bras embarqué sur l’atterrisseur, à déposer ces deux instruments sur le sol martien. Au préalable, des images prises par les caméras embarquées auront permis aux équipes au sol de choisir le meilleur emplacement pour chaque instrument [on en reparlera après l’atterrissage dans un autre article].

Deux compagnons pour suivre l’atterrissage d’Insight

Lors du décollage d’Insight, la sonde n’était pas seule : il y avait aussi deux cubesats 6U jumeaux, Mars Cube One ou MarCO A et MarCO B. Surnommés également Eve and Wall-e, ils sont les premiers cubesats interplanétaires pour tester de nouveaux équipements de communication spatiaux miniaturisés.

Les cubesats MARCO-A et MARCO-B sont entrés dans la sphère gravitationnelle de Mars vers 16h36 UTC le 22 novembre. Ils survoleront la planète à une distance d’environ 2 000 km. Ils devraient pouvoir relayer les données d’Insight à mesure que l’atterrisseur entre dans l’atmosphère martienne et se pose sur le sol de la planète rouge, en complément du satellite Mars Reconnaissance Orbiter.

En cas de succès, les MarCO pourraient représenter un nouveau type de capacité de communication vers la Terre depuis des orbites extra-terrestres.

Un atterrissage à suivre en direct

Insight est une mission de la NASA dont la participation européenne, et surtout française, via le CNES, est très importante : 80% des instruments sont non américains ! Une première pour la NASA.

Pour suivre l’atterrissage en direct depuis la France ou sur Internet, plusieurs possibilités :

• Vous rendre en personne à la Cité des Sciences de l’Industrie de Paris La Villette, à la Cité de l’espace de Toulouse ou à Vannes.
• Sur le live du CNES à partir de 18h30 lundi où je serai présente pour répondre à certaines de vos questions posées sur le Chat :

Merci à Gabriel Pont, responsable de l’instrument SEIS au CNES, pour sa relecture et ses informations pour cet article.