La contribution française à la mission Mars Express

Mars
26 octobre 2001

C’est en juin 2003 avec le lancement de Mars Express, la mission orbiteur et atterrissage de l’Agence spatiale européenne, que l’Europe fera ses débuts dans l’exploration de la planète rouge. Vingt-cinq sociétés au moins, membres de 15 pays européens, préparent actuellement les logiciels et le matériel informatique de la navette, ou mettent leurs compétences à disposition du projet; plus de 200 scientifiques rattachés à des instituts de recherche dans tous les Etats membres de l’ESA et au-delà participent à cette entreprise scientifique.

"Le projet Mars Express crée des centaines d’emplois en Europe," estime Rudi Schmidt, Directeur du projet Mars Express à l’ESTEC, centre technique de l’Agence spatiale européenne aux Pays-Bas.

La France est l’un des principaux collaborateurs. Astrium SAS, à Toulouse, est le principal prestateur de services et des instituts français fournissent deux des sept instruments scientifiques qui voleront autour de Mars sur l’orbiteur. Des scientifiques français sont associés au développement de la majorité des instruments. La participation de la France est plus particulièrement détaillée ci-après.

Lumière SPICAM

SPICAM instrument
SPICAM instrument

Les images rapportées par le vaisseau de la NASA chargé de la surveillance de Mars l’an dernier montrent des traces de remontée d’eau à la surface de Mars depuis relativement peu de temps. "Nous ne savons pas quand ce phénomène s’est développé. Cela peut remonter à 10 millions d’années (ce qui est récent en termes géologiques), à trois ans, ou même encore plus récemment", observe Jean-Loup Bertaux du Service d’Aéronomie du CNRS, à Verrières-le-Buisson (France). "L’instrument que nous mettons actuellement au point pour Mars Express (la lumière SPICAM) pourrait nous aider à le savoir en mesurant la concentration de la vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère".

L’eau qui remonte aujourd’hui à la surface de Mars s’évaporera presque instantanément dans la fine atmosphère de la planète, entraînant une augmentation de la vapeur au-dessus des zones de remontée. "Nous serons très attentifs à notre façon d’interpréter le signal autour de ces sites éventuels", remarque Bertaux.

La lumière SPICAM est un spectromètre à ultraviolet et infrarouge permettant de déterminer la composition de l’atmosphère à partir des longueurs d’onde de la lumière du soleil qui sont absorbées par les gaz constituants. Au cours de la durée de vie de la mission, une carte montrant la manière dont se concentrent les différents gaz sur l’ensemble de la planète sera produite. Il sera même possible de suivre le mouvements de certains constituants atmosphériques selon les saisons.

OMEGA

OMEGA instrument
OMEGA instrument

Pendant la mission de Mars Express, un spectromètre à infrarouge de cartographie minéralogique, OMEGA, servira à établir une carte de la composition minérale de toute la surface de la planète Mars. Quelques zones, choisies, seront cartographiées avec une plus haute résolution. "Nous ciblerons les zones où des missions antérieures ont relevé des formations caractéristiques de phénomènes d’hydratation, de volcanisme ou d’impact", commente Jean-Pierre Bibring de l’Institut d’Astrophysique Spatiale, à Orsay (France).

OMEGA, au même titre que SPICAM, permettra également de mieux comprendre le destin de l’eau sur Mars. "Deux des grandes questions qui se posent sur Mars concernent le dioxyde de carbone et l’eau", déclare Bibring. "L’atmosphère contient du gaz carbonique, mais la pression est très faible. Donc soit ce gaz a disparu de Mars, soit il est toujours présent dans les roches sous forme de carbonates. Si le dioxyde de carbone est dans les roches, c’est que de l’eau existait auparavant". En effet, les carbonates se forment à partir du moment où le dioxyde de carbone se dissout dans l’eau, puis réagit avec des métaux.

Le matériel chargé surveiller la planète Mars a repéré de nombreuses régions caractérisées par des formations rocheuses stratifiées, qui peuvent être des couches sédimentaires déposées sur le fond de lacs ou d’océans. OMEGA devrait pouvoir le confirmer, ou bien montrer que les couches ont été formées par d’autres phénomènes, peut-être volcaniques. "OMEGA produira des cartes qui indiqueront les zones les plus hydratées et les plus sèches, pouvant ainsi révéler les lieux où il existait de l’eau", dit Bibring.

Astrium (France), principal prestataire de services

Avec Mars Express, l’ESA est à la pointe de la recherche de nouveaux moyens, plus économiques, pour créer des missions spatiales scientifiques. "L’industrie est plus responsable en ce qui concerne les interfaces techniques entre instruments, vaisseau spatial et véhicule de lancement, ce qui permet un processus plus efficace de prise de décision", explique Vincent Poinsignon, Directeur du projet Mars Express à Astrium SAS.

Responsable de la gestion de la construction du la navette de Mars Express, Astrium SAS est également chargé de concevoir et de tester l’ensemble des logiciels à bord, y compris le système de contrôle d’assiette et d’orbite. "Nous sous-traitons un grand nombre de sous-systèmes à environ 15 à 20 sociétés européennes", ajoute Poinsignon.

Le vaisseau a récemment été soumis à des tests mécaniques à Intespace, Toulouse, l’un des sous-traitants. Les modèles de vol des instruments de bord seront adaptés plus tard dans l’année.

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