Mars Reconnaissance Orbiter - Définition et Explications

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Introduction

Vue d'artiste de la sonde MRO, scrutant la surface de Mars.
Lancement de la sonde le 12 août 2005

Mars Reconnaissance Orbiter (sigle : MRO) est une sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour...) américaine actuellement en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de Mars. Son lancement, initialement prévu par la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) le 10 août 2005, a du être reporté à deux reprises, suite à des incidents techniques (notamment à cause d'un problème mineur sur l'étage Centaur de la fusée (Fusée peut faire référence à :) Atlas). Elle a été finalement lancée avec succès, le vendredi 12 août 2005, pour une odyssée de 500 millions de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) en direction de Mars.

Le 10 mars 2006, après un voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel...) de sept mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...), elle a exécuté avec succès, au grand soulagement des responsables de la mission, qui suivaient anxieusement l'opération au Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre...) de la NASA, à Pasadena en Californie, les délicates manœuvres lui permettant d'entrer en orbite autour de la planète rouge (Planète rouge (Red Planet) est un film américain réalisé par Antony Hoffman,...), qu'elle étudiera pendant deux ans. Elle va maintenant se rapprocher peu à peu de Mars grâce à la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) d'attraction et passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) dans les six prochains mois d'une révolution elliptique de 35 heures (L'heure est une unité de mesure  :) à une orbite quasiment circulaire de deux heures autour de l'astre.

Cette sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des...), dont les objectifs scientifiques sont multiples, devrait permettre d'améliorer notre compréhension de Mars, grâce à une observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) détaillée de sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...). Elle permettra de sélectionner d'éventuels sites d'atterrissages pour de futures missions, et elle fera office de relais à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne...) pour les futures sondes présentes à la surface de Mars. Elle remplacera la vieillissante sonde Mars Global Surveyor (Mars Global Surveyor est une mission conjointe de la NASA et du Jet Propulsion Laboratory,...) comme plate-forme principale d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) Mars. MRO est devenue, une fois en orbite, le quatrième satellite artificiel (Un satellite artificiel est un objet fabriqué par l'homme, envoyé dans l'espace à...) en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de la planète rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) (rejoignant ainsi la sonde européenne Mars Express (Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA)...), et les deux sondes de la NASA Mars Odyssey (2001 Mars Odyssey est le nom donné à un vaisseau spatial de la NASA en orbite autour de la...) et Mars Global Surveyor).

Vue d'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...)

MRO conduira sa mission scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) durant une période de deux années, après s'être placée sur une orbite circulaire grâce à la technique du freinage atmosphérique (ou aérofreinage), que la NASA commence à maîtriser. Cette technique consiste à ralentir progressivement le vaisseau grâce à la haute atmosphère de Mars (L’atmosphère de Mars désigne la couche de gaz entourant la planète Mars. La...) pour rendre l'orbite d'un vaisseau plus circulaire. La mission scientifique proprement dite ne commencera que lorsque tous les tests techniques seront effectués (en novembre 2006). Après ses deux années de mission, la sonde continuera très probablement ses observations scientifiques, en continuant à servir de relais de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...).

La sonde Mars Reconnaissance Orbiter (Orbiter est un simulateur de vol spatial réaliste, diffusé sous forme de graticiel (mais non open...) préparera donc le terrain pour de futures missions déjà prévues par la NASA, notamment pour le lander appelé Phoenix, sélectionné pour être envoyé durant l'opportunité de lancement de 2007, mais aussi pour un robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et...) mobile appelé Mars Science Laboratory (Le Mars Science Laboratory, baptisé Curiosity, est un astromobile (rover) de la NASA...), qui sera développé pour profiter de la fenêtre de lancement (Une fenêtre de lancement, dans le domaine de l'astronautique, est l'intervalle de temps pendant...) de 2011. Les caméras de MRO permettront de choisir les meilleurs sites d'amarsissage pour ces robots, en faisant le meilleur compromis entre risques potentiels et récolte scientifique attendue sur les dits sites. Les capacités supérieures de la sonde MRO en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) de transmission de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) permettront de fournir un relais de communication indispensable pour les missions présentes au sol. MRO sera aussi capable de fournir des données essentielles durant l'amarsissage de ces sondes.

Instrumentation

Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de données attendu de la sonde MRO

Les principaux buts de la mission de Mars Reconnaissance Orbiter sont la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) d'éventuelles ressources aquifères, la caractérisation de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) et de la géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...) martienne.

Six instruments scientifiques sont embarqués à bord du vaisseau, ainsi que deux instruments qui utilisent les données récoltées par les sous-systèmes du vaisseau, pour récolter des données scientifiques. Trois démonstrations technologiques sont aussi incluses, pour être éventuellement utilisées lors de missions futures.

  • Caméras
    • HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment)
    • CTX (Context Camera)
    • MARCI (Mars Color Imager)
  • Spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité...)
    • CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars)
  • Radiomètre
    • MCS (Mars Climate Sounder)
  • Radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la...)
    • SHARAD (Shallow Radar)

Instrumentation scientifique

HiRISE

La caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil...) HiRISE (en anglais High Resolution Imaging Science Experiment) est constituée d'un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) réfléchissant de 0,5 mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...), le plus grand jamais utilisé dans une mission spatiale. Cette caméra a une résolution angulaire correspondant à 0,3 mètre au sol depuis une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 300 kilomètres. Elle prendra des clichés dans 3 bandes de couleurs : en bleu-vert, en rouge et dans l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...).

Pour faciliter la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) de sites potentiels d'amarsissage, la caméra HiRISE peut produire des images stéréo. On pourra ainsi estimer la topographie d'un site avec une précision de 0,25 mètre.

Comparaison de la résolution de la caméra HiRISE de MRO, avec celle de son prédécesseur, MGS
la caméra HiRISE
La caméra HiRISE est préparée avant d'être rattachée à la sonde

CTX

La caméra de contexte (en anglais Context Imager dont l'acronyme est CTX) fournira des clichés monochromes, pouvant couvrir jusqu'à 40 km de largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit...), avec une résolution de 8 mètres par pixel (Le pixel, souvent abrégé px, est une unité de surface permettant de mesurer une...). L'instrument CTX doit fonctionner de manière synchrone avec les deux autres caméras présentes sur la sonde, pour fournir (comme son nom l'indique) des cartes permettant de replacer les images d'HiRISE et de MARCI dans leur contexte global.

MARCI

Le Mars Color Imager, aussi appelé MARCI, fournira des images dans 5 bandes de couleurs visibles, et dans 2 bandes ultraviolettes. MARCI sera utilisé pour réaliser une carte globale de Mars, afin de caractériser les variations journalières, saisonnières et annuelles du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures...). MARCI fournira aussi des bulletins météo journaliers.

CRISM

L'instrument CRISM

L'instrument CRISM est un spectromètre travaillant dans l'infrarouge et la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...). Il produira des cartes détaillées de la minéralogie de la surface martienne. Cet instrument a une résolution de 18 mètres, à une distance orbitale de 300 km. Il opérera dans des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) comprises entre 400 nm et 4050 nm, mesurant leur spectre grâce à 560 canaux de 6,55 nm de largeur chacun. En langue anglaise, CRISM est l' acronyme de : Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars

MCS

Le Mars Climate Sounder (acronyme MCS) est un spectromètre de 9 canaux, doté d'un canal large bande fonctionnant du proche ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) au proche infrarouge (0.3 à 3.0 µm), et huit canaux fonctionnant dans l'infrarouge moyen (12 à 50 µm). Les différents canaux permettront à l'instrument de mesurer la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...), la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et les niveaux de poussière présents à la surface.

Il observera l'atmosphère en s'intéressant à l'horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre...) de la planète visible depuis la sonde. Cet instrument fractionnera cette image de l'horizon, afin d'analyser finement les différentes couches de l'atmosphère. Le MCS sera capable de visualiser des couches de l'atmosphère séparées de 5 km (soit 3 miles).

Les mesures effectuées seront assemblées pour réaliser des cartes journalières et globales de la température montrant les variations atmosphériques sur Mars.

SHARAD

L'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences...) Shallow Subsurface Radar, surnommée SHARAD, est conçue pour sonder la structure interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) de la calotte polaire martienne, mais aussi pour rassembler des informations sur les couches de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) souterraines présentes sur Mars, sur les roches et pour détecter (qui sait !), de l'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) qui pourrait être accessible depuis la surface.

Autres investigations scientifiques

Étude du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.)

Les variations du champ gravitationnel martien peuvent engendrer des variations de vitesse (On distingue :) pour la sonde MRO. La vélocité (VéloCité est un service de prêt gratuit mis en place par la ville d'Angers qui fournit aux...) de la sonde sera mesurée en utilisant le décalage doppler de l'orbiteur (Dans le domaine de l'astronautique, un orbiteur est un vaisseau satellisé autour d'une planète....), dont le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) est renvoyé vers la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...).

Étude de la structure de l'atmosphère martienne

Des accéléromètres très sensibles sont intégrés à l'orbiteur. Ils permettront de déterminer par déduction la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) atmosphérique. On ne sait pas encore si cette expérience se déroulera uniquement durant la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de freinage atmosphérique (lorsque MRO est situé à une altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) plus basse, dans des zones plus denses de l'atmosphère), ou durant toute la mission.

Démonstrations technologiques

Electra

Electra est une antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de...) UHF à haute fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...), conçue pour communiquer avec les futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) landers dès leur amarsissage. Grâce à Electra, l'arrivée et la localisation de sondes sur Mars seraient plus précises.

Caméra de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...)

La caméra de navigation optique prendra des clichés des lunes de Mars, Phobos et Déimos avec les étoiles en arrière plan, afin de déterminer l'orbite de MRO avec plus de précision. Cette expérience n'est pas indispensable au bon fonctionnement de la mission, elle a été incluse pour que les ingénieurs puissent tester de nouvelles techniques de repérage dans l'espace. À l'avenir, les insertions en orbite et les amarsissages pourraient être plus précis.

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