Phobos-Grunt - Définition

Caractéristiques de Phobos Grunt

Maquette de l'étage de croisière de la sonde.

Pour mener à bien ses objectifs la sonde comporte 4 sous-ensembles. Elle est équipée d’un moteur ionique du même type que celui de la sonde Deep Space 1 de la NASA:

Module de croisière 

Le module de croisière est chargé de transporter la sonde de l'orbite terrestre jusqu'à l'orbite de Phobos  : il effectue les corrections de trajectoire intermédiaires puis décélère la sonde pour l'insérer en orbite autour de Phobos.

Orbiteur/atterrisseur 

L'orbiteur/atterrisseur contient les instruments scientifiques et transporte les deux autres modules chargés de ramenés l'échantillon de sol sur Terre. Il mène les mesures en orbite autour de Phobos puis atterrit pour poursuivre ses investigations sur le sol de Phobos.

Module de rentrée sur Terre (215 kg) 

le module de rentrée sur Terre est chargé de ramener l'échantillon de sol de Phobos contenu dans le module de descente sur Terre. Après avoir décollé de Phobos, il s'injecte sur une trajectoire de retour vers la Terre en effectuant en route plusieurs corrections de trajectoire.

Module de descente (8,15 kg) 

Le module de descente contient l'échantillon du sol de Phobos. Il est transporté par le module de rentrée sur Terre puis effectue seul la rentrée dans l'atmosphère pour être récupéré.

La sonde est équipée d’un moteur ionique du même type que celui de la sonde Deep Space 1 de la NASA.

Instruments scientifiques

La charge utile à une masse de 40 kg. Elle comprend les instruments scientifiques suivants:

Instruments d'analyse in situ

• Ensemble d'analyse des gaz (GAP) (8,7 kg) : composition minéralogique du sol, détection des molécules volatiles légères et des gaz rares détection de molécules organiques, composition isotopique des molécules analysées.

• Analyseur de différences thermiques.
• Spectromètre à diode laser.
• Chromatographe en phase gazeuse.
• Spectromètre de masse.

• Instruments situés sur le bras manipulateur (1,3 kg) : composition élémentaire et minéralogique du sol.

• Spectromètre APX.
• Spectromètre Mössbauer.
• Mini caméra.

• Spectromètre Gamma : composition élémentaire du sol (5,5 kg).
• Spectromètre à neutron : analyse du contenu en hydrogène du sol (4,0 kg).
• Spectromètre infrarouge : minéralogie du régolite (2,5 kg).
• Spectromètre de masse laser : composition élémentaire du sol (1,5 kg).
• Spectromètre de masse à ions secondaires  : composition élémentaire du sol (1,5 kg).
• Capteur thermique : étude des caractéristiques thermiques du régolite (0,3 kg).
• Radar à ondes longues pour les sondages en profondeur : étude des caractéristiques électriques de la structure interne de Phobos (3,5 kg).
• Sismographe : gravimétrie et structure interne de PHOBOS (0,5 kg).

Instruments optiques

• Système de navigation TV : cartographie de la surface, support à l'atterrissage (3 kg).
• Caméra panoramique TV : prises de vue panoramiques de PHOBOS, images pour la sélection d'échantillons (0,5 kg).
• Spectromètre optique : étude des composants mineurs de l'atmosphère martien (2,5 kg).

Instruments pour l'étude de l'environnement martien et de la mécanique céleste

• Compteur de poussières : micrométéorites (3,0 kg).
• Compteur de poussières : mesure des poussières sur l'orbite PHOBOS (2,5 kg).
• Ensemble d'analyse du plasma (3 kg) : Interaction entre le vent solaire et Phobos ainsi que Mars.

• Spectromètre à ions.
• Spectromètre à électron.
• Magnétomètre.

• Senseur solaire : étude de la libration de PHOBOS (0,5 kg).
• Oscillateur ultra-stable : expérience de mécanique céleste (0,1 kg).

La participation française, pilotée par l'agence spatiale française du CNES porte sur les colonnes chromatographiques du chromatographe (réalisation du laboratoire LATMOS du CNRS) et les diodes laser et des composant électroniques du TDLAS (Tunable Diode LAser Spectrometer).

Yinghuo 1

Dans le cadre d’un contrat de coopération plus large entre l’Agence spatiale fédérale russe et l’Administration spatiale nationale de Chine, la Chine fut associée tardivement à la mission russe pour la conception du mécanisme de prélevement d’échantillons et l’adjonction du microsatellite Yinghuo 1 à la sonde. Cet orbiteur supplémentaire est un cube de 75×75×60 cm pesant 110 kg qui se séparera à proximité de Mars et s’injectera dans une orbite équatoriale (inclinaison 5°, altitude de 800 à 80 000 km et période de 3 j) autour de Mars où il devrait rester pendant un an. La sonde chinoise emporte 4 instruments scientifiques. Phobos-Grunt et Yinghuo 1 effectueront ensemble des expériences d’occultation.