Les missions Flagship

ExoMars

ExoMars est la première mission Flagship d'Aurora en cours d’évaluation. Son objectif est l’étude de l'environnement biologique de Mars pour préparation pour de futures missions robotiques puis des missions d'exploration humaines. Les données recueillies dans le cadre de cette mission fourniront également des informations de grande valeur pour les recherches en exobiologie – la recherche de la vie extraterrestre.

Cette mission implique le développement d'un orbiteur, d'un module de descente et d'un robot mobile (Rover). L'orbiteur devra être capable d'atteindre Mars et de se mettre en orbite autour de la planète. Il transportera un module de descente contenant le robot mobile (Rover).

Après le largage et l'atterrissage de ces derniers à la surface de Mars, l'orbiteur se placera sur une orbite plus adaptée d'où il servira de relais pour la transmission des données vers la Terre. Dans un premier temps, il servira de relais pour les transmissions du robot mobile ExoMars, mais son utilisation pourra être étendue aux futures missions.

Le module de descente libèrera le robot mobile sur un site prédéterminé en utilisant un système d'aérofreinage gonflable ou un système de parachutes. Ces deux systèmes sont suffisamment robustes pour résister aux contraintes de l'entrée dans l'atmosphère et leur précision d'atterrissage sera suffisante pour cette mission.

En utilisant des panneaux solaires traditionnels pour son alimentation électrique, le robot mobile sera capable de parcourir quelques kilomètres sur la surface rocheuse rouge orangée de Mars. Le véhicule pourra fonctionner de manière autonome en utilisant un logiciel de bord et un système de navigation à base de capteurs optiques. Sa charge utile d'environ 40 kg comprendra un système de forage léger, un bras articulé pour la manipulation et la collecte des échantillons et un ensemble d'instruments scientifiques destinés à la recherche de signes de vie fossile ou actuelle.

Pour assurer son succès, la mission ExoMars nécessitera des technologies de pointe dans les domaines suivants :

• robots mobiles (Rover)
• systèmes d'atterrissage
• dispositifs d'aérofreinage gonflables
• alimentation électrique
• autonomie et navigation

Bien que ces avancées représentent un défi technologique majeur pour l'industrie européenne et canadienne, celui-ci permettra de faire fructifier de nombreuses années de développement technologique au niveau de l'ESA et de chaque nation participante.

Mission de retour d'échantillons martiens

Cette mission Flagship complexe impliquera cinq modules : un étage de croisière Terre/Mars, un orbiteur martien, un module de descente, un module de remontée et un véhicule de rentrée atmosphérique pour le retour sur Terre. Lorsque l'orbiteur se trouvera en orbite basse autour de Mars, le module de descente sera largué et descendra à la surface de la planète. Ce module sera équipé d’un appareillage de prélèvement d'échantillons et d'un véhicule de remontée.

Une fois les échantillons de sol martien collectés, ils seront chargés sur le véhicule de remontée. Ce dernier sera alors lancé en orbite autour de la planète pour un rendez-vous avec le véhicule de retour sur Terre. Une fois le rendez-vous effectué, le véhicule de retour ramènera les précieux échantillons sur Terre en suivant une trajectoire balistique. Ces échantillons seront alors récupérés et placés en quarantaine afin de prévenir toute contamination des échantillons et de permettre aux scientifiques de les analyser en toute sécurité.

Un système d'aérofreinage gonflable similaire à celui proposé pour la mission ExoMars sera probablement utilisé pour l'entrée dans l'atmosphère martienne. Pour la rentrée dans l'atmosphère terrestre, un parachute ou un système gonflable est envisagé.

Un certain nombre de nouvelles technologies seront nécessaires pour mener à bien cette ambitieuse mission, parmi lesquelles le système d'atterrissage sur Mars, le véhicule de remontée, le système de rendez-vous en orbite martienne et le véhicule ou la capsule de retour sur Terre. En principe, toutes ces technologies peuvent être expérimentées autour de la Terre à l'exception du système de rendez-vous et du système d'arrimage, qui devront être testés de préférence sur une orbite martienne. Les technologies nécessaires pour cette mission Flagship seront développées au cours d'une série de missions technologiques Arrow.

Plusieurs paramètres importants influeront sur la conception et le développement de la mission :

• Le site d'atterrissage. La sélection pourrait rester ouverte pour quelque temps alors que notre connaissance des caractéristiques géochimiques, biologiques et environnementales de Mars s'améliore progressivement, grâce aux missions précedentes vers cette planète. Cela signifie que la conception du module d’atterrissage devra être suffisamment robuste pour être compatible avec un éventail de sites différents qui seront déterminés plus tard dans le programme.
• La masse des échantillons. Une masse d’échantillons de sol de 500 grammes est considérée comme conforme aux recommandations du Groupe de Travail International pour l'Exploration de Mars (IMEWG).
• Le prélèvement des échantillons. Une foreuse miniature sera nécessaire pour prélever les échantillons de sol martien à une certaine profondeur. Les échantillons seront prélevés sous la couche supérieure du sol cette dernière est soupçonnée d'être complètement stérile à cause du niveau élevé de radiations. En effet, à la différence de l'atmosphère terrestre, l'atmosphère de Mars ne filtre pas les radiations qui parviennent donc jusqu’au sol. Les signes de vie fossile ne seront probablement pas trouvés à la surface à cause des niveaux élevés d’oxydation qui détruisent les biosignatures identifiables.
• La protection des échantillons. Des mesures de précaution seront nécessaires afin de protéger les échantillons. D'une part, il sera nécessaire d'éviter la contamination de Mars par des organismes provenant de la Terre et d'autre part, il sera essentiel de s'assurer qu'aucun organisme martien – s'ils existent – ne contamine la Terre.

Si tout se passe comme prévu, cette mission difficile et complexe pourrait être lancée dès 2011.