Le PPARC consacre 1,7 millions de livres au programme Aurora

Le 12 juin 2006, le conseil de recherche Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC) a annoncé qu’il allait consacrer 1,7 millions de livres (environ 2,5 millions d’euros) à des travaux de R&D menés en collaboration par des universitaires et des entreprises britanniques dans le cadre de la mission ExoMars de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). La mission ExoMars, la première mission robotisée développée dans le cadre du programme européen Aurora exploration du système solaire, devrait être lancée de Kourou en 2011 pour arriver sur Mars en 2013. Il est prévu qu’un rover soit déployé sur le sol de la planète rouge : chargé de rechercher des traces de vie passée ou présente sur Mars, cet engin devrait être équipé d’un instrument d’exobiologie et d’une foreuse capable de collecter des échantillons de sol jusqu’à deux mètres de profondeur sous la surface de la planète. La charge utile scientifique qui sera emportée par le vaisseau ExoMars sera déterminée précisément en 2007, avec pour objectif d’en tirer le plus possible de données scientifiques.

C’est en octobre 2004 que le Royaume-Uni a fait connaître sa participation à la phase exploratoire du programme Aurora ; puis, en décembre 2006, Lord Sainsbury, le ministre britannique de la science et de l’innovation, a confirmé que le Royaume-Uni allait participer de façon importante au programme (cf. Actualités scientifiques au Royaume-Uni, octobre 2004, p. 29 et janvier 2006, p. 43).
L’investissement du PPARC devrait permettre aux chercheurs universitaires et aux industriels britanniques de développer des systèmes et des technologies clés pour ExoMars. Les industriels britanniques investissent également dans plusieurs de ces projets, en sus de la contribution du PPARC. Ces investissements ne garantissent pas qu’une technologie ou qu’un instrument particuliers seront ultimement retenus par l’ESA lors du choix final de la charge utile. Toutefois, ils devraient permettre aux britanniques de développer des propositions technologiques très compétitives.

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Le rover de la mission ExoMars en train de forer le sol
Source : ESA

Les investissements du PPARC se concentrent sur des technologies pour lesquelles le Royaume-Uni a fait ses preuves, en particulier celles dérivées de Beagle 2 (le laboratoire robotisé britannique embarqué par Mars Express et perdu lors de son arrivée sur Mars) et des missions Mars Express et Huygens. Plusieurs groupes britanniques travaillent également sur d’autres instruments et technologies destinées à ExoMars. Les neuf projets financés par le PPARC sont :

  • le rover pour l’exploration de la surface de Mars  : la plus haute priorité a été donnée au développement d’un « scientifique robotisé autonome » qui aidera à l’identification et à l’analyse de caractéristiques martiennes présentant un intérêt scientifique. Des équipes britanniques s’intéresseront également à la mobilité, au système de navigation et l’odométrie (ou dans ce cas la mesure de la distance parcourue) du rover.
  • la Life Marker Chip (LMC)  : la LMC (ou puce pour biomarqueurs) sera utilisée pour rechercher des molécules spécifiques pouvant être associées à la vie. Le fonctionnement de cette puce reposera sur la capacité des molécules biologiques à se lier avec d’autres molécules présentant une forme particulière. Les cibles recherchées incluront des amino-acides ou des molécules à longue chaîne, par exemple des pigments ou des membranes cellulaires.
  • la caméra panoramique  : cette caméra panoramique grand angle devra d’une part produire des images 3D des environs proches du Rover et, d’autre part, identifier au loin les futures cibles à étudier. Le développement de la caméra devrait se fonder sur la technologie mise au point pour Beagle 2 mais fera appel à des collaborateurs internationaux autrichiens, allemands ou suisses.
  • le diffractomètre à rayons X  : pour la première fois dans le cadre de la mission ExoMars, un diffractomètre devrait être utilisé in situ sur Mars pour évaluer la géologie locale (en particulier pour identifier des carbonates, des silicates ou d’autres minéraux). Le défi consistera à miniaturiser le diffractomètre et à limiter sa masse à 800 g, contre une centaine de kilos traditionnellement.
  • le microsismographe  : cet appareil participera à la première investigation in situ de la structure interne d’une autre planète que la terre. La première tâche du système sismique consistera à rechercher les tremblements de Mars.
  • l’Atmospheric Environmental Package (AEP)  : cet ensemble, déjà sélectionné par l’ESA pour être inclus dans la mission ExoMars, sera chargé de mesurer la pression atmosphérique, la température et l’humidité, de même que la vitesse du vent et sa direction, la profondeur optique et la quantité de mouvement des poussières. Les scientifiques chargés de la mise au point du module utiliseront en particulier les connaissances acquises lors de la mise au point de Beagle 2.
  • le spectromètre UV/Visible  : il s’agit d’un instrument spectroscopique miniature et à haute résolution destiné à acquérir pour la première fois des spectres haute définition des flux de lumière UV et visible présents à la surface de Mars. Ces flux jouent un rôle important dans les environnements planétaires, que ce soit pour la photochimie des hautes atmosphères ou l’étude de l’astrobiologie.
  • les Entry, Descent and Landing Systems (EDLS)  : l’équipe en charge de ces systèmes s’intéresse à une des phases les plus critiques de l’la mission ExoMars, la décélération à partir de vitesses hypersoniques au sommet de l’atmosphère martienne jusqu’à un atterrissage en douceur sur la surface. Elle s’appuie sur les travaux réalisés pour la sonde Huygens qui s’est posée avec succès sur Titan en janvier 2005.
  • la simulation de fluides et des interactions fluide-structure  : elle vise à simuler et à comprendre les écoulements d’air autour d’un parachute flexible. En effet, les parachutes constituent une composante essentielle des systèmes d’entrée, de descente et d’atterrissage (EDLS) d’ExoMars.

Les autres projets liés à ExoMars qui ne sont pas financés par cette dotation du PPARC mais dans lesquels sont impliqués des scientifiques et industriels britanniques sont :

  • le Mars Organic detector (MOD) et le Mars Oxidant Instrument (MOI)  : le MOD recherchera des traces de molécules organiques spécifiques, d’amino-acides et d’hydrocarbones polycycliques aromatiques. Il sera intégré dans le MOI qui est conçu pour caractériser les espèces chimiques et les réactions responsables de la nature très réactive du sol martien. Le MOI devrait permettre aux scientifiques de comprendre le sort des molécules organiques sur Mars, en étudiant, avec une précision sans précédent, la distribution des molécules organiques et des molécules oxydantes dans la subsurface.
  • le magnétomètre  : cet appareil devrait réaliser les premières mesures en surface localisées du champ magnétique martien. Grâce à ces mesures, les scientifiques espèrent pouvoir comprendre ce qu’il est advenu de la dynamo magnétique de Mars dont ils pensent qu’elle a du exister dans le passé. Cette dynamo devait créer un champ magnétique qui protégeait l’atmosphère de la planète des vents solaires.
  • le Spectromètre Raman/LIBS  : ce spectromètre combiné Raman/ Plasma Induit par Laser (ou LIBS pour laser induced breakdown spectrometer) fait partie des instruments recommandés par l’ESA pour la mission d’exobiologie (soit l’étude de la vie dans l’univers, intitulée mission Pasteur). Il devrait analyser de façon détaillée des échantillons de roche afin de déterminer la géochimie, la teneur en composants organiques et la composition atomique des minéraux.
  • le Mars Yard  : il s’agit d’un laboratoire d’une surface de 45 m2 aménagé avec du sol et des rochers dont les propriétés mécaniques sont similaires à celles trouvées sur Mars. Il sera utilisé pour développer et tester les mouvements des rovers qui seront utilisés sur la planète rouge.
  • la conception du système de descente  : ce système sera activé après l’entrée dans l’atmosphère martienne et inclura un bouclier thermique, un système de parachute à une ou deux étapes, des rétrofusées et un airbag final destiné à amortir l’impact.
  • les technologies alternatives de descente et d’atterrissage  : à ce jour, les concepts classiques d’atterrissage par airbags consistent en une capsule entièrement entourée de coussins d’air. La charge utile et les coussins rebondissent plusieurs fois sur la surface avant de se stabiliser. La charge utile doit donc disposer d’un certain mécanisme de réorientation. Les solutions alternatives étudiées dans ce projet consistent en une plateforme hexagonale entourée d’airbags contenant des soupapes de mise à l’air libre. A l’atterrissage, des capteurs envoient un signal pour déclencher l’ouverture des soupapes ce qui provoque un dégonflage rapide mais contrôlé. Non seulement la charge utile ne devrait alors pas rebondir mais elle devrait se stabiliser dans une position prévisible et vers le haut. Ce projet modélise donc de façon théorique les phases entières de descente et d’atterrissage et développe et teste un prototype d’airbag avec échappement destiné à prouver la faisabilité du concept.

Sources : PPARC, Aurora et PPARC, Exomars, 14/06/06 ; ESA, Aurora


Auteur : Dr Anne Prost

publié le 09/07/2008

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