Après de multiples retards et déboires avec les parachutes, la seconde partie de la mission ExoMars est enfin prête pour le décollage. Il s’agit pour l’Europe de poser son premier rover à la surface de Mars, après l’échec de l’atterrisseur Schiaparelli. La fenêtre de tir s’ouvrira en septembre de cette année.

« Le rover Rosalind Franklin de l’ESA commence l’année avec à son actif des mois de maintenance et d’essais fonctionnels réussis. Tous ses instruments sont prêts au décollage, et il ne reste que quelques réglages mineurs à terminer ce mois-ci », explique l’Agence spatiale européenne. Il est temps puisque le décollage devait initialement avoir lieu en… 2018. 

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ExoMars est en Italie en attendant son transfert au Kazakhstan

Pour le moment, le rover Rosalind est confortablement installé dans une salle blanche de Thales Alenia Space à Turin (Italie). Il se trouve juste à côté de son compagnon de route : la plateforme d’atterrissage Kazachok. Un « examen final » est prévu en avril puis « tous les composants du vaisseau spatial, c’est-à-dire le rover, le module de descente, la plateforme d’atterrissage et le module de transport, seront transportés vers le site de lancement à Baïkonour, au Kazakhstan, en vue du décollage ».

Pietro Baglioni, chef de l’équipe chargée du rover ExoMars de l’ESA, précise qu’il reste tout de même une dernière manipulation importante avant que la mission ne fasse son dernier voyage sur Terre : « télécharger la version finale du logiciel qui permettra au rover d’explorer Mars de manière autonome ».

Fusée Proton puis des mois d’attente…

Plusieurs étapes importantes devront être franchies avant que la mission scientifique ne puisse réellement commencer. Il y a évidemment le lancement à bord d’une fusée Proton… non sans quelques inquiétudes côté français. Elle avait déjà été utilisée pour la première partie d’ExoMars en 2016… mais le lanceur avait explosé juste après avoir largué sa charge utile, heureusement sans incidence sur le déroulement de la mission.

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Francis Rocard, responsable du programme d'exploration du système solaire au CNES, expliquait lors d’une conférence de presse fin 2016 que « les Russes [s’étaient] bien gardés de nous le dire […] ce qui nous fait un peu peur, c’est la partie russe qui doit poser le rover sur Mars ».

Une fois dans l’espace, ExoMars 2022 voyagera pendant plusieurs mois avant de rejoindre la planète rouge. Plusieurs opérations délicates seront alors à réaliser. Il y a évidemment l’insertion orbitale, puis la descente et l’atterrissage… en évitant de reproduire l’erreur de Schiaparelli qui s’est malheureusement écrasé comme une crêpe sur la surface de Mars.

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… avant l’angoisse des parachutes

Une bonne partie du retard de cette seconde partie de la mission ExoMars vient d’ailleurs des parachutes qui doivent freiner la chute. L’ESA a fait face à de nombreux déboires et s’était rapproché des Américains pour trouver une solution.

Mi-décembre 2021, l’heure était aux bonnes nouvelles puisque tout était réglé avec des tests concluants : « Deux essais de largage à haute altitude ont eu lieu dans l’Oregon les 21 novembre et 3 décembre avec les parachutes afin d’assurer l’arrivée en toute sécurité du rover ExoMars Rosalind Franklin et de l’atterrisseur Kazachok à la surface de Mars en juin 2023 ».

« Les deux parachutes se sont déployés et ont magnifiquement volé. Nous avons maximisé les leçons tirées de tous les tests précédents […] nous sommes vraiment sur la voie du lancement », lâchait alors Thierry Blancquaert, chef d’équipe du programme Exomars. Une vidéo des tests est disponible ici. Une très bonne nouvelle après les déboires de 2018 et 2019, qui ont conduit à décaler la mission.

ExoMars utilisera pour rappel pas moins de quatre parachutes qui s'ouvriront à tour de rôle : deux parachutes principaux de 15 et 35 m de diamètre, et deux « parachutes pilotes » plus petits ; un pour chaque parachute principal. Celui de 15 m s’ouvre alors que la vitesse de descente sera encore supersonique, contrairement au second où elle sera subsonique… si tout va bien.

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L’ESA reconnait qu’un petit grain de sable est venu jouer les trouble-fêtes durant les essais, mais sans conséquence sur le résultat : 

« Au cours de cette série d’essais, le second parachute de 35 m fourni par Arescosmo a subi un dommage mineur, probablement dû à un détachement inattendu de la goulotte lors du gonflage final, mais il a tout de même ralenti le véhicule d’essai de chute comme prévu.

Dans les mois qui ont suivi, la fixation de la goulotte a été modifiée et les renforts en Kevlar ont été remplacés par du nylon sur deux anneaux du parachute pour être davantage en phase avec la résistance et à l’élasticité du tissu du parachute, afin de réduire le risque de déchirure ».

Les premiers tours de roue seront cruciaux…

Mais n’allez pas croire que la mission est terminée. Une fois posé au sol, il reste une étape cruciale : « un moment très attendu de la mission ExoMars sera celui où le rover Rosalind descendra de la plateforme d’atterrissage et roulera pour la première fois sur le sol martien. La descente de la plateforme d’atterrissage Kazachok est une opération soigneusement chorégraphiée et répétée sur Terre par les ingénieurs ».

Comme toujours pour ce genre de mission, un double reste sur Terre afin de procéder aux tests, mais aussi pour avoir une « copie » la plus réaliste possible à portée de main afin de procéder à des essais grandeur nature avant d’envoyer des commandes sur Mars. C’est notamment très utile en cas de problème pour vérifier que la solution fonctionne. 

Sur Terre, « le jumeau du rover lunaire Rosalind Franklin de l’ESA est descendu avec succès de la plateforme lors de récents essais dans le simulateur de terrain martien installé dans les installations d’ALTEC à Turin ». Il faudra maintenant réaliser la même opération sur Mars. 

Ce jumeau a récemment été baptisé Amalia, en hommage à la professeur Amalia Ercoli Finzi (84 ans), « une astrophysicienne renommée pour sa vaste expérience de la dynamique des vols spatiaux ». Elle était la première femme à obtenir un diplôme d'ingénieur aéronautique en Italie et, « en plus d'être conseillère scientifique pour l'ESA et la NASA, elle a conçu la foreuse de l'atterrisseur Philae de Rosetta et a fortement œuvré pour le développement de la foreuse d’ExoMars il y a déjà 20 ans ».

… c’est une « opération longue et cruciale » 

L’opération en elle-même ne prendra que 15 minutes, mais l’ensemble du processus durera quelques jours martiens : « Après l’atterrissage, il faudra plus d’une semaine au rover pour déplier ses roues, déployer le mât et effectuer d’autres vérifications. La descente est une opération longue et cruciale. Nous devons procéder en douceur et l’effectuer très lentement pour une sécurité maximale », explique Andrea Merlo, responsable de la robotique d’ExoMars pour Thales Alenia Space.

La plateforme dispose de deux rampes de sortie : une devant, une autre derrière. Ce sera à l’équipe sur Terre de choisir la solution la plus sûre après l’atterrissage. Cela permet aussi d’assurer une redondance en cas de problème avec une des rampes. « L’histoire de ce rover sur Mars débutera une fois que ses six roues auront touché la surface », ajoute Andrea Merlo.

Chercher des signes de vie sous la surface

ExoMars est pour rappel « la première mission à rechercher des signes de vie jusqu’à deux mètres sous la surface martienne, profondeur à laquelle les signatures biologiques de la vie sont susceptibles d’avoir été particulièrement bien préservées ».

Sur Terre, Amalia a déjà « démontré sa capacité à effectuer un forage jusqu’à 1,7 mètre de profondeur et à faire fonctionner tous ses instruments tout en envoyant des données scientifiques au Rover Operations Control Center (ROCC), le centre opérationnel qui orchestrera les déplacements sur Mars du rover construit en Europe ».

Normalement, aucun autre retard n’est à prévoir : « Le rover est prêt, et avec la récente réussite des tests de chute des parachutes, nous sommes convaincus que nous serons au rendez-vous pour le lancement en septembre », affirme Pietro Baglioni.