N° 64–2002: Le programme Aurora prend son envol : les premiers pas de l’Europe vers la Lune, Mars et au-delà

Le lundi 7 octobre, le Comité des participants au programme Aurora, réuni au Siège de l’ESA à Paris, a approuvé le démarrage des études d’évaluation des quatre premières missions robotiques.

Ces études porteront d’une part sur deux missions étendards, étapes majeures qui permettent de faire progresser les connaissances scientifiques et techniques nécessaires à une mission humaine, et d’autre part sur deux missions éclairs, missions de technologie généralement moins coûteuses et moins complexes, destinées à réduire les risques inhérents aux vols étendards plus exigeants.

Les missions étendards, dont les études ont été approuvées, sont présentées ci-après :

Mission Exo-Mars

La mission Exo-Mars aura pour objet d’analyser l’environnement biologique de Mars avant que d’autres véhicules spatiaux habités ou non n’y atterrissent. Cette mission fournira des informations inestimables pour des études plus vastes d’exobiologie (recherche de vie extra-terrestre).

Un orbiteur gravitant autour de Mars larguera un module de descente. Ce dernier déposera un astromobile sur un site spécifique, à l’aide d’un système de freinage gonflable ou de parachutes. L’astromobile, alimenté par des panneaux solaires conventionnels, pourra parcourir une distance de quelques kilomètres sur la surface de Mars. Sa charge utile d’environ 40 kg comportera un système de forage et un instrument de prélèvement et de manipulation d’échantillons intégré aux instruments scientifiques.

Le système de navigation de l’astromobile, y compris les capteurs optiques, le logiciel embarqué, la capacité opérationnelle autonome, ainsi que la charge utile capable de détecter des signes de vie, représentent un grand défi technologique, qui marquera pour l’Europe et le Canada l’aboutissement d’années de travaux de développement technologique menés par l’Agence et au niveau national.

On envisage également d’utiliser cette mission comme système de relais de données pour la mission Mars Netlander qui sera conduite par le Centre national d’études spatiales (CNES).

Mission de retour d’échantillons martiens

Un véhicule composite placera en orbite autour de Mars un module de descente et un véhicule de rentrée dans l’atmosphère terrestre. Le module de descente déposera à la surface de Mars une plate-forme d’atterrissage équipée d’un système de collecte d’échantillons ainsi que d’un véhicule de remontée. Une précision d’atterrissage moyenne devrait être suffisante pour la mission, conçue pour rapporter les tout premiers échantillons de sol martien.

Le véhicule de remontée placera un petit conteneur avec les échantillons sur une orbite circulaire basse (environ 150 km) autour de Mars en vue d’un rendez-vous avec le véhicule de rentrée dans l’atmosphère terrestre. Celui-ci placera alors la capsule de rentrée contenant les échantillons sur une trajectoire balistique en direction de la Terre. L’atterrissage se fera en toute sécurité grâce à un système de parachutes (ou un système gonflable).

Pour réaliser une mission de retour d’échantillons martiens, il faudra maîtriser un certain nombre de technologies clés qui ne sont pas encore (ou pas totalement) disponibles en Europe. Il s’agit surtout du système d’atterrissage, du véhicule de remontée, du système de rendez-vous en orbite martienne et du véhicule/capsule de rentrée dans l’atmosphère terrestre.

Ces technologies seront mises au point au cours de deux missions éclairs précurseurs.

Véhicule/capsule de rentrée dans l’atmosphère terrestre

La mission envisagée fera appel à un petit véhicule spatial placé sur une orbite terrestre très elliptique. Le véhicule sera propulsé vers la Terre dans des conditions similaires à celles du voyage de retour d’une capsule interplanétaire. Cette mission représente une étape préparatoire indispensable à la réalisation de la première mission de retour d’échantillons martiens.

Démonstrateur d’aérocapture en orbite martienne

Cette petite mission aura pour objectif de valider la technologie qui permet de ralentir un véhicule spatial afin qu’il puisse se placer en orbite autour de Mars en utilisant les frictions qui se produisent avec la haute atmosphère. Cette technologie sera ensuite appliquée à une future mission étendard, puis à terme aux modules d’une mission humaine.

Note aux rédactions

Les missions automatiques mentionnées ci-dessus représentent les premières étapes vers l’objectif ultime du programme Aurora ; elles permettront de lancer concrètement un éventail d’activités allant de travaux technologiques propres à une mission à la préparation de travaux scientifiques.

Deux phases principales sont prévues pour ce programme à long terme. La première (2005 – 2015) doit permettre d’acquérir des connaissances, de développer et de démontrer les technologies requises pour une mission habitée à destination de Mars et de la Lune, de façon à pouvoir décider de mener ou non une telle mission. Cette phase initiale sera suivie d’une seconde phase (2015 – 2030) consacrée au développement, à la vérification et à la mise en œuvre des éléments européens d’une mission habitée, qui sera sans doute menée à l’échelle internationale.

A l’heure actuelle, les étapes clés prévues pour le programme Aurora sont : deux missions de retour d’échantillons martiens (2011 – 2017) ; la décision d’engager une mission habitée (2015) ; un avant-poste robotique sur Mars et éventuellement une mission habitée à destination de la Lune (2020 – 2025) ; et une mission habitée à destination de Mars (2025 – 2030).

Les études récemment approuvées serviront à mieux cerner la faisabilité et les impératifs des missions et donneront le feu vert à la phase initiale des travaux industriels en 2003. Le Comité consultatif du programme d’exploration (EPAC) a retenu ces missions parmi un certain nombre de propositions recueillies en Europe et au Canada en 2001 et a recommandé aux Etats membres de les approuver. L’EPAC est composé d’experts techniques et scientifiques indépendants qui conseillent le Directeur général de l’ESA.

Les résultats de ces études seront présentés aux Etats membres en décembre 2002 afin qu’ils donnent leur approbation au démarrage des activités industrielles de phase A.

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