Phobos-Grunt - Définition

Introduction

La lune Phobos objectif de la sonde.

Phobos-Grunt (en russe Фобос-Грунт c'est-à-dire sol de Phobos) est une mission programmée par la Russie qui doit explorer Phobos, une des 2 lunes de Mars. La sonde spatiale lourde (8 tonnes au départ de la Terre) doit étudier les caractéristiques de cette lune et ramener un échantillon de son sol (environ 200 g) sur Terre. Le lancement est prévu en 2011 (initialement octobre 2009). Ce sera la première mission interplanétaire de la Russie depuis l’échec de Mars 96. La sonde spatiale emporte une cinquantaine de kg d'instruments scientifiques dont certains réalisés en collaboration avec plusieurs organismes de pays européens (dont le CNES) et chinois. L'un des objectifs de la sonde Phobos-Grunt est de déterminer si Phobos est un astéroïde capturé par Mars. La sonde emportera le micro-satellite chinois Yinghuo 1 qui doit se mettre en orbite autour de Mars pour faire des études de l'interaction entre l'atmosphère martienne et le vent solaire.

Objectifs de la mission

L'origine de Phobos n'est pas connue avec certitude : ce satellite de Mars de petite taille (28 x 20 km) avec une orbite très basse (altitude moyenne d'environ 6 000 km), pourrait être un astéroïde capturé par Mars ou un morceau d'un satellite de Mars plus important qui se serait brisé. La sonde doit tenter de répondre à la question de son origine en analysant son sol. Elle doit également étudier l'évolution du satellite et plus généralement apporter des éléments au rôle des astéroïdes dans la formation des planètes. Les principales expériences effectuées par la sonde sont les suivantes :

• Collecte d'un échantillon du sol de Phobos (environ 200 g) qui sera ramené sur Terre.
• Analyses physico-chimiques sur place du sol Phobos.
• Étude des jets de gaz découverts par Phobos 2 et recherche d'éventuelles poches de glace.
• Étude du comportement atmosphérique de Mars et notamment de la dynamique des tempêtes de sable.
• Étude de l’environnement ionisé de Mars, et de son interaction avec le vent solaire et l’étude de l’atmosphère martienne.

Le nom de la sonde provient des deux aspects principaux de la mission : sa destination Phobos et Grunt signifiant dans ce contexte sol (dont on espère pouvoir retourner un échantillon vers la Terre).

Développement

La mise au point de Phobos Grunt a commencé en 2001 et sa conception préliminaire s'est achevée en 2004. La sonde, qui est construite sous la maitrise d’œuvre de NPO-Lavotchkine, pèse 8120 kg. Le lancement, prévu en octobre 2009, a été repoussé en 2011 pour permettre d'achever les tests (la fenêtre de tir vers Mars s'ouvre tous les 2 ans).

Déroulement prévu de la mission

• Lancement en 2011.
• Injection sur une orbite de transfert vers Mars d'une durée de 10 à 11 mois, après que la sonde se soit placée sur une orbite intermédiaire excentrique (au lieu d'un tir direct).
• Injection sur une orbite autour de Mars parallèle à Phobos. La forme irrégulière de la lune et sa proximité avec Mars interdisent une satellisation stable autour de la lune : la sonde est à la fois sous l'influence du champ gravitationnel de Mars et de Phobos. Pour qu'elle puisse se placer en orbite autour de Phobos et non de Mars, il faut que le rayon de son orbite soit inférieure à une valeur découlant du rapport de masse entre Phobos et Mars et de leur distance respective. Phobos étant très proche de Mars et de masse relativement faible, ce rayon est égal à environ 16 km. Compte tenu de la forme très irrégulière de Phobos, l'orbite à la limite de la sphère de Hill de Phobos n'est pas viable.
• Cartographie de Phobos et repérage du site d'atterrissage.
• Contact avec la surface de Phobos, le prélèvement de 200 à 300g d'échantillons se fera à ce moment-là.
• Décollage de la capsule de retour d'échantillons tandis que 50 kg d'équipements restent sur place pour continuer des analyses in situ.
• Atterrissage de la capsule sur le territoire russe.