Mars Express - Définition et Explications

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Introduction

Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) lancée le 2 juin 2003, qui a pour objectif l'étude de Mars.

C'est la première mission de l'ESA de mise en orbite d'une sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour...) sur une autre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) que la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) fait suite à la sonde Rosetta (Rosetta est une sonde spatiale conçue par l'Agence spatiale européenne (ESA), ayant pour objectif...), dont Mars Express (Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA)...) reprend les éléments principaux. Elle est elle-même à l'origine de Venus Express (Venus Express est une sonde spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) ayant pour objectif...), sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des...) dont le lancement a eu lieu le 9 novembre 2005.

La sonde

L'orbiteur (Dans le domaine de l'astronautique, un orbiteur est un vaisseau satellisé autour d'une planète....)

Mars Express (Express est un langage informatique servant à spécificier formellement des données....) Orbiter (Orbiter est un simulateur de vol spatial réaliste, diffusé sous forme de graticiel (mais non open...) est l'orbiteur martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures...). Il se présente sous la forme d'un corps central en forme de boîte de dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) 1,5 m × 1,8 m × 1,4 m. Sur une de ses faces est placée une antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de...) grand gain et sur deux autres, les deux panneaux solaires, hérités des satellites (Satellite peut faire référence à :) de télécommunication, d'une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) totale de 11,42 m2.

Son poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) au décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état...) était de 1 120 kg. La moitié de sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) au lancement est réservée au carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...).

Concernant la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant....), le voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel...) Terre-Mars a été assuré par le quatrième étage de son lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) Soyouz (Soyouz (du russe Союз, Union) désigne une famille de vaisseaux...), Fregat. Le moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) principal de la sonde, pouvant délivrer une poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...) de 400 newtons, a servi à freiner Mars Express, pour lui permettre de se satelliser autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de Mars et de rejoindre son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) de travail. Les corrections de trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) durant la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de croisière sont effectuées par 8 fusées d'appoint, pouvant délivrer une poussée de 10 newtons. En cas de défaillance du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...) principal, les fusées pouvaient également être utilisées pour satelliser Mars Express, sans lui permettre d'atteindre son orbite de travail. Le développement des moteurs d'appoint a été réalisé dans le cadre de la mission Cluster.

La durée nominale de la mission était d'une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) martienne, soit 687 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) terrestres, et elle devrait ainsi prendre fin le 30 novembre 2005. La mission peut cependant être prolongée d'une année martienne (jusqu'au 31 octobre 2007) supplémentaire, car un surplus de carburant a été emporté.

Le contractant principal de Mars Express est la société EADS Astrium (EADS Astrium est une filiale à 100 % d'EADS dédiée aux systèmes et...), à Toulouse. Le lancement a été effectué par la société russo-européenne de commercialisation des lanceurs Soyouz, Starsem (Starsem est une société russo-européenne, créé 1996. Son siège social est Évry, en France.).

Instruments scientifiques

La charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) de l'orbiteur est constituée de 7 instruments d'une masse totale de 116 kg} :

  1. ASPERA (Analyser of Space Plasmas & EneRgetic Atoms), capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une...) de particules chargées et neutres étudiant l'échappement des composants atmosphériques martiens dans l'espace en raison des vents solaires, fabriqué par l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) suédois de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) spatiale de Kiruna ;
  2. HRSC (High Resolution Stereo (Stereo (Solar TErrestrial RElations Observatory) est une mission spatiale de la NASA...) Camera) est une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil...) produisant des images en 3D en haute résolution (de 10 mètres par pixel (Le pixel, souvent abrégé px, est une unité de surface permettant de mesurer une...) pouvant aller jusqu'à 2 mètres par pixel pour certaines zones précises. Fabriqué par l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) libre de Berlin et la DLR, il cartographiera la surface de Mars. Par stéréographie, la caméra est également capable de fournir des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) topographiques et ainsi permettre la réalisation de Modèles Numériques de Terrain (MNT) avec une meilleure précision que Mola, le laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...) altimètre (Un altimètre est un appareil permettant de mesurer l'altitude.) américain embarqué sur MGS ;
  3. OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.)), Spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité...) opérant dans le proche infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) et les microondes (gamme de longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) de 350 µm à 5,2 mm). Il étudiera la composition minéralogique de surface et la distribution de certains composés de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et a été conçu par l'Institut d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) spatiale d'Orsay ;
  4. PFS (Planetary Fourier Spectrometer) est un spectromètre infrarouge italien optimisé pour l'étude des différents composants de l'atmosphère martienne que sont le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un...) (95%), l'eau, le monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule...), le méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...) et le formaldéhyde ;
  5. MaRS (Mars Radio Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...)), expérience de l'université de Cologne de radioscience, utilisant le système radio de l'orbiteur, étudiant l'ionosphère (L’ionosphère est une région de l'atmosphère située entre la mésosphère et la...), l'atmosphère, la surface et le sous-sol de Mars ;
  6. MARSIS (Mars Advanced Radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la...) for Subsurface and Ionosphere Sounding), radar destiné à la détection de présence d'eau sous forme liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) ou solide sous la surface martienne jusqu'à quelques kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) de profondeur réalisé par l'université de Rome « La Sapienza » ;
  7. SPICAM (SPectroscopy for the Investigation of the Characteristics of the Atmosphere of Mars), spectromètre opérant dans l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) et l'infrarouge, mesurant le taux d'ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes...) et de vapeur () d'eau de l'atmosphère, conçu par le service d'aéronomie du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) de Verrières-le-Buisson en France.

L'atterrisseur (Un atterrisseur (lander en anglais) désigne en dans le domaine de l'astronautique un engin...)

Beagle 2 (Beagle 2 était un atterrisseur qui devait se poser sur la planète Mars le...) est un module d'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme....). Depuis sa descente sur Mars le 25 décembre 2003 il n'a pu être contacté. Il a été déclaré définitivement perdu par la suite.

Instruments scientifiques

Le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) au sol

La salle de contrôle à l'ESOC.

Le contrôle de la mission est assuré par le Centre européen d'opérations spatiales (ESOC). La salle de contrôle, nommée « salle de contrôle des missions planétaires » (en anglais Planetary missions control room), est partagée avec les missions Rosetta et Vénus Express. L'équipe de contrôle est constituée d'un manager des opérations (Spacecraft Operations Manager), de 8 ingénieurs d'opérations (Spacecraft Operations Engineers), de 3 planificateurs (Mission Planners), d'un analyste (Spacecraft Analyst) et de 5 contrôleurs (Spacecraft Controllers) ; formée 4 ans avant le lancement, elle utilise le logiciel (En informatique, un logiciel est un ensemble d'informations relatives à des traitements...) SCOS-2000. Celle-ci est secondée par plusieurs autres équipes chargées par exemple du support informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...) ou du calcul de la trajectoire.

L'atterrisseur est contrôlé par l'agence spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer...) Britannique au LOCC (Lander Operations Control Centre) depuis Leicester.

La sonde passe une partie de chaque orbite tournée vers Mars et une partie tournée vers la Terre pour transmettre à 230 kb/s les informations collectées (entre 0,5 et 5 Go par jour), comme Venus Express. Après 6 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) environ, les données scientifiques sont transmises au Centre européen d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) (ESAC) et stockées dans le Mars Express science data archive. Les antennes utilisée pour communiquer avec la sonde sont celles de New Norcia, en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...), et de Cebreros en Espagne ; toutes deux mesurant trente-cinq mètres de haut et étant conçues pour pouvoir communiquer avec les sondes les plus éloignées.

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