Un ballon pour étudier Mars

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Il y a quelques années, le CNES avait développé un ballon pour explorer Mars. Malheureusement, la sonde russe qui devait le transporter jusqu'à la planète rouge a été perdue lors de son lancement, en novembre 1996. Aujourd'hui, la NASA s'y intéresse sérieusement.

L'Agence spatiale américaine vient d'attribuer à Aurora Flight Sciences un contrat portant sur le développement d'un système capable de déployer un ballon à partir de la surface martienne. L'idée serait de l'installer sur un rover ou un lander et de le mettre en service très peu de temps après l'atterrissage sur Mars.

A charge pour la firme américaine de concevoir un système qui préserve l'intégrité de l'enveloppe du ballon lors de son déploiement, le gros point noir identifié. Les scientifiques craignent qu'elle ne soit endommagée par les vents, les roches environnantes ou s'accroche à certains des équipements de l'atterrisseur comme au mat porte-instruments par exemple

L'utilisation de ballons pour explorer les objets du Système Solaire, du moins ceux possédant une atmosphère, présente de nombreux avantages. Dans le cas de Mars, ces avantages sont au nombre de 3. Ils sont capables de survoler de très grandes surfaces, ils n'ont pas besoin d'énergie et ne possèdent pas de mécanismes délicats à faire fonctionner entre + 20 °C et - 100 °C.

A la limite c'est plus fiable que des engins de surface (landers / rovers). Les rovers MER sont une exception. Bien qu'en activité depuis plus de 5 ans, ils ont parcouru 'seulement' une dizaine de kilomètres chacun.

Lorsqu'un ballon sera lâché dans l'atmosphère, il ne volera pas de façon continue. Il s'élèvera dans la journée à mesure que le Soleil chauffe le gaz contenu dans l'enveloppe et se laissera dériver au gré des vents. A la nuit tombée, le gaz se contractera ce qui fera descendre le ballon jusqu'à le poser sur le sol.

Des instruments seront évidement embarqués, ont peut penser que la NASA s'inspire du ballon martien du CNES (Mars96) et soit donc équipé d'une très longue corde utilisée autant pour porter des instruments que freiner l'engin.

Le ballon n'a pas que des avantages. Un des inconvénients est que l'on ne peut pas prévoir sa trajectoire qui dépend de la direction des vents, et sa durée de vie qui dépendra évidemment de la solidité de l'enveloppe et sa capacité à éviter autant que possible que le gaz contenu ne s'échappe, ce qu'il fera de toute façon. Une enveloppe ne sera jamais étanche à 100 %. Le ballon fonctionnera tant qu'il aura la capacité de monter et redescendre.

D'un point de vue scientifique, les ballons, les engins de surface et les satellites se complètent. On ne peut pas les comparer les uns aux autres tout simplement parce qu'ils n'ont pas les mêmes objectifs. Par rapport aux engins de surface, les ballons ont une meilleure capacité à balayer une surface plus grande ce qui permet d'étudier un plus grand nombre d'échantillons de terrains différents. Par rapport aux satellites, dans certains domaines le retour scientifique est plus intéressant si les données sont acquises à seulement quelques kilomètres d'altitude plutôt que plusieurs dizaines de kilomètres.

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JNem19

Un peu curieux de songer à déployer un ballon au sol avec les difficultés mentionnées.
Le concept MAP définis par robert zubrin il y a près de 15 ans semblait bien plus
simple avec un déploiement en cours de descente.
Quand on sait que MRO prend des images à résolution décimétrique et qu'on prévoit
à l'avenir des robots capables de franchir des centaines de km, on a un peu de mal à
voir l'intérêt du ballon (dépassé par le satellite pour l'étendue de la couverture photo
et par les robots pour l'analyse au sol.).
Son véritable intérêt est son coût (faible) mais on a raté depuis 15 ans toutes les fenêtres
de lancement, laissant satellites et robots grignoter l'intérêt d'une mission avec ballon.
On avait même parlé d'en placer sur Ariane-5 en complément de charges utiles classiques...
La Nasa a déjà financé des tas d'études sans lendemain. Serait-ce encore le cas ?

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$$$

JNem19
La Nasa a déjà financé des tas d'études sans lendemain. Serait-ce encore le cas ?

Salut,
Il n'y a pas de raison que ça change.
Chaque projet comporte une part de risque. Certains risques sont considérés comme acceptables, d'autres non.
Mais sans étude, pas de projet.
Et sans finance, pas d'étude.

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cisou9

Je pense à une chose, il se pose la nuit, selon ou il est pourquoi ne ne pas faire un prélèvement pour analyse pas d'une manière systématique mais quant on veut éclaircir un point particulier. :)

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buck

Ca risque de dependre de comment se retrouveront les instruments de mesures. J'imagine mal le ballon se poser correctement a chaque fois.
La resistance de ceux ci devrait etre poussee a fond

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Atlas

Les ballons martiens étudiés par le CNES auraient eu la possibilité par l'intermédiaire de leur cordon ombilical fait de plusieurs cylindres accrochées les uns aux autres, les derniers éléments posés horizontalement au sol le soir, de faire des analyses du dit sol ( l'enveloppe soulagée du poids du cordon flottant dans l'atmosphère martien avant de redécoller au petit matin ). Des éléments du cordon peuvent faire un tour sur eux-mêmes pour se retrouver face contre sol et déployer un instrument de mesure de manière à faire contact avec une surface sans trop de difficulté comme pour le petit rover Sojourner en 97 ou Spirit et Oppo actuellement )

Un déploiement en cours de descente me semble aussi bien moins risqué et s'est déjà déroulé avec succès par deux fois dans l'atmosphère vénusienne ( ballons français - cocorico ) déployés par les atterrisseurs russes Véga 1 et Véga 2 en 1985-86.

Une mission avec ballon aurait toujours de l'intérêt : faible coût, longue durée de vie ( plusieurs mois tout de même c'est pas si mal ), étude in situ de l'atmosphère à différentes altitudes au cours de ses montées et descentes quotidiennes, survol du paysage sans crainte des obstacles ( imaginer un survol d'Olympus Mons ou de Valles Marineris :love: ) avec étude de sites séparés de dizaines de kilomètres d'un jour à l'autre ( alors qu'en 5 ans Opportunity n'a fait que 11 km ! et s'est enlisé par deux fois ) et même centaines et milliers de kilomètres pour l'ensemble de la mission. Une caméra fixée sur le cordon ombilical à quelques kilomètres de la surface offrirait une résolution d'un mètre voir bien mieux ( quelques centimètres ) près du sol juste avant l'atterrissage ou après le décollage. Seul bémol on ne choisira pas la destination et les paysages survolés, les vents ayant toujours le dernier mot.

D'ailleurs on envisage sérieusement d'envoyer un ballon dans l'atmosphère de Titan d'ici 15-20 ans ( moins risqué que de passer directement à un rover à ces distances après le succès de Huygens en 2005 ). Et l'atmosphère dense de ce satellite ( 1 fois et demi la pression atmosphérique terrestre au sol ) s'y prêterait à merveille. Là aussi ça laisse rêveur... :love: