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Mise à jour le 31 Octobre 2016

 

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Photos : JPM en général sinon voir les crédits.

 

EXOMARS / SCHIAPARELLI EN DIRECT SUR MARS À POISSY

 

 

La communauté urbaine Grand Paris Seine & Oise s’associe à cet événement de portée mondiale en organisant la retransmission en direct de l’arrivée de la mission spatiale ExoMars le 19 octobre, à Poissy au Forum Armand Peugeot.

 

Vous connaissez l’exobiologie ? Cette science très sérieuse consiste à rechercher des traces d’une forme de vie extraterrestre. C’est l’objectif de la mission ExoMars 2016 qui s’apprête à mettre en orbite martienne un satellite chargé d’étudier l'atmosphère de la « planète rouge » et qui servira de relais de télécommunication vers la Terre.

Cet appareil, un Trace Gaz Orbiter (TGO), va analyser les gaz présents à l’état de traces dans l'atmosphère, comme le méthane ou d’autres hydrocarbures.

 

La mission, lancée le 14 mars dernier, permettra aussi le largage sur Mars d’un module EDM équipé de capteurs qui seront actifs pendant la descente sous parachute et lors de l'atterrissage.

Cet engin baptisé « Schiaparelli », du nom d’un célèbre astronome italien, pourra fonctionner à la surface de Mars durant quatre jours pour recueillir des données environnementales.

 

 

Accueil du public dès 14H le 19 octobre 2016 dans ce superbe édifice de 1000places.

 

 

 

 

Un grand bravo à Christophe Denis  (4ème à partir de l gauche) Directeur du Parc aux étoiles et à ses collègues pour l’excellente organisation de l’évènement.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De nombreuses liaisons avec Frédéric Castel à Darmstadt sont prévues tout au long de la journée pour suivre l’évolution de la mise en orbite et de la rentrée atmosphérique.

 

Le planning des interventions (non exhaustif) :

·         Accueil du public  dans l’amphi

·         Mars, une planète comme les autres ? par JP Martin

·         Les missions Viking et Pathfinder par O de Goursac

·         Les missions Exomars 2016 et Exomars 2020 par F Rocard

·         Mars en 3D par O de Goursac

·         Mars, histoire d’eau par JP Martin

·         L’impossible : L’Homme sur Mars, point de vue par F Rocard

·         Mars, les missions humaines par A. Souchier

·         Bilan des missions MER, Phoenix et Opportunity par JP Martin

·         Exomars : le point sur la science à bord par JL Bertaux

·         Mars, simulations sur Terre par A Souchier.

·         Ce qui est arrivé à Schiaparelli.

 

 

 

 

ACCUEIL DU PUBLIC DANS L’AMPHI.

 

 

Les principaux intervenants du début de la soirée :

De gauche à droite :

·         Alain Souchier, Président de l’association Planète Mars

·         Olivier de Goursac , spécialiste des missions martiennes

·         Gille Dawidowicz planétologue et organisateur principal de la soirée

·         Francis Rocard Directeur de l’exploration spatiale au CNES

·         Jean Pierre Martin, physicien,  membre de la SAF.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Encore un évènement spatial que l’on vous fait vivre en direct.

 

L’ESA avec cette mission Exomars 2016 doit atteindre deux buts au moins :

·         Mettre une deuxième sonde européenne en orbite martienne

·         Faire atterrir un démonstrateur sur le sol martien sans encombre et tester ainsi les procédures d’entrée atmosphérique

 

 

Cette mission, Exomars, est, dédiée à la biologie in-situ, exo provient d’exobiologie, la recherche des traces d’une forme de vie extraterrestre.

 

Le programme Aurora de l’ESA a été lancé au début des années 2000, il a pour but :

·         D’explorer le système solaire et l'Univers ;

·         De développer de nouvelles technologies ;

·         D’inciter les jeunes Européens à porter un plus grand intérêt à la science et à la technologie.

 

C’est dans ce cadre là que la mission Exomars a été définie.

 

Les difficultés financières et les aléas politiques (coopération avec les USA, la NASA devant déposer aussi un rover, mais abandon en 2011 à cause de contraintes financières) ont fait craindre pour sa survie, mais l’ESA a tenu bon et la mission après de nombreux reports est sauvée grâce à nos amis Russes de Roscomos qui montent dans le projet.

Ils fournissent même les deux lanceurs Proton et des instruments à bord de l’orbiteur.

 

La mission sera scindée en deux parties :

·         Un orbiteur TGO (Trace Gas Orbiteur) et un mini atterrisseur EDM (Entry, Descent and Landing Module) surnommé Schiaparelli, en 2016 (Exomars 2016) et

·         Un robot motorisé pour 2020 (Exomars 2020) atterrissant à l’aide d’un système classique russe (rétro fusées).

 

L’objectif de la mission est multiple, comme son nom l’indique, on va d’abord s’intéresser à l’environnement martien (orbiteur de 2016) et à une possible vie passée ou éventuellement présente sur Mars, ce sera principalement le rôle du robot de 2020.

Mais on va aussi en profiter pour mettre au point et maitriser de nouvelles technologies pour des missions ultérieures comme :

·         L’aérofreinage pour mise en orbite

·         Atterrissage en douceur (module EDM) sur Mars (après l’échec de Beagle 2)

·         Utilisation de l’orbiteur comme antenne relais vers la Terre du robot martien

·         Mesure de gaz trace dans l’atmosphère (Orbiteur TGO)

·         Composition du sol en divers endroits suite à la mobilité du robot, la planète a-t-elle hébergé la vie ?

·         Mise au point de techniques de prise d’échantillons du sol et retour sur Terre pour de futures missions

 

 

 

 

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MARS, UNE PLANÈTE COMME LES AUTRES ? PAR JP MARTIN

 

Beaucoup de ces slides sont reprises de ma présentation générale sur Mars donnée à Vega il y a quelques jours. Cette présentation complète est disponible au téléchargement.

 

Néanmoins je mets aussi au téléchargement ces trois présentations données à Poissy.

 

Elles sont sur ma ligne ftp  dans le dossier : CONFÉRENCES JPM  sous dossier Exomars 2016

Ceux qui n’ont pas les codes doivent me contacter.

 

En quelques mots voici le résumé de cette présentation :

 

QUELQUES DONNÉES SUR MARS  MARS = ½ TERRE

 

Mars est née en même temps que la Terre il y a approximativement 4.5 Milliards d’années

Mars est 2 fois plus petite que la Terre et en gros 10 fois moins lourde (densité plus faible)

Ceci aura des conséquences sur son évolution :

La gravité y est plus faible que sur Terre (1/3) et en conséquence son atmosphère s’échappe au cours du temps

Le CO2 diminuant, l’effet de serre (qui a sauvé la race humaine!!!) s’inverse, la température diminue

 

 

Les dés sont jetés, Mars sera une planète froide, c’est une Terre avortée

Plus éloignée aussi du Soleil, elle se refroidit plus vite, le noyau se solidifie donc

Pas de champ magnétique donc pas de protection contre les particules dangereuses provenant du Soleil, et donc difficulté pour une certaine forme de vie de s’établir

Le volcanisme est très actif : 20 volcans majeurs, les derniers ayant été actifs récemment (qq dizaines de millions d’années!)

Pas de tectonique de plaques mais des failles et fractures (Valles Marineris)

L’eau dans le passé a été un agent d’érosion, maintenant le vent (tempêtes de poussières fréquentes) joue un rôle essentiel

L’eau ne peut pas exister longtemps a l’état liquide en surface sur mars actuellement     pourquoi?

Température trop basse (de 0 a –100°c) et pression trop faible (<1% de la pression  terrestre)   :

sublimation : solide   à gazeux directement

 

Les sondes martiennes ont complètement changé la vision simpliste que nous avions au début des années 1960

Cartographie complète et précise de Mars en altitude et température

Le plus grand canyon du système solaire, Valles Marineris, près de 4000km de long (les USA!)  2500m de profondeur en moyenne 10000m par endroits

 

Voir cette vidéo de Mars Express survolant Valles Marineris.

 

Le plus haut volcan du système solaire : Olympus Mons; 25km de haut, la moitié de la France en surface.

 

 

Pas de tectonique de plaques : Mars est trop petite ou trop sèche.

Donc PAS DE MONTAGNES.

 

Deux hémisphères différents, le Nord avec de grands bassins (mer dans le passé?) et le Sud très cratérisé.

 

Des traces d’anciennes « rivières » sont apparentes

 

La surface de Mars est riche en Fer Il y a approximativement 15 à 20% de Fer à la surface de Mars Ce fer s’est oxydé avec le temps et l’oxygène de l’atmosphère, la planète est devenue….rouge

 

 

 

 

 

 

 

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LES MISSIONS VIKING ET PATHFINDER PAR O DE GOURSAC

 

Olivier, grand spécialiste des missions martiennes nous avait conviés il y a quelques temps à une table ronde  justement à ce sujet à l’Aéroclub de France. 

Se reporter au compte rendu pour avoir tous les détails dont je reprends quelques passages.

 

 

 

L’ancêtre des missions martiennes : Mariner IV

 

 

MARINER

Dans les années 1960 on imagine les sondes spatiales Mariner et Voyager, qui vont aboutir à la mission fondatrice : Mariner IV.

Je l’avais évoqué, d’ailleurs avec Olivier lors d’un article pour l’Astronomie, la revue de la SAF.

 

L’artisan de ce succès comme de la plupart des missions spatiales depuis lors, est le mythique JPL (Jet Propulsion Laboratory) division du célèbre CalTech de Pasadena (banlieue de Los Angeles).

Il a été fondé dans les années 1930 par le Professeur Von Karman pour étudier la propulsion par fusée.

Au moment du Sputnik c’est William Pickering qui en est le Directeur et qui met avec Von Braun le premier satellite américain (Explorer I) en orbite.

Il va donner au JPL ses lettres de noblesse en mettant au point les programmes Explorer, Mariner, Pioneer, Viking, Voyager etc..

Avant qu’un autre célèbre directeur Bruce Murray ne prenne la suite.

 

C’est donc en Novembre 1964 qu’une fusée Atlas-Agena envoie vers Mars la sonde Mariner 4.

Une mise en orbite n’est pas possible (problème de puissance), la sonde ne fera que passer et prendra les premières photos de près (10.000km) de Mars les 14 et 15 Juillet 1965.

C’est un moment unique, ce furent les premières images d’une autre planète prises depuis l’espace.

 

Sur l’ossature de la sonde était montée une caméra de télévision classique (pas de CCD à l’époque !) et d’autres instruments de mesure comme un magnétomètre, un détecteur de rayons cosmiques, un compteur Geiger etc

 

Afficher l'image d'origine

Les données pouvaient être stockées sur une bande magnétique pour transmission ultérieure (capacité 5 MB !).

La régulation de température à bord était contrôlée par les volets s’ouvrant plus ou moins et montés le long de l’ossature.

 

Plus de 7 mois de voyage et une correction de trajectoire (une première !), avant le survol de ce fameux mois de Juillet 1965.

 

La séquence de survol a duré très peu de temps, moins de trente minutes pour prendre 21 photos et 21 lignes de la 22ème d’une toute petite portion (1%) de la planète.

 

 

 

 

 

Notre vue de Mars est partielle, on ne voit pas encore ce que l’on va découvrir plus tard avec d’autres missions : les canyons et les volcans et qu’en fait Mars est différent de la Lune.

 

Ce sera la grande victoire de Mariner 9 qui mènera ensuite aux missions Viking et suivantes.

Notre grande leçon de l’étude des images de Mariner 4 est qu’il ne faut pas conclure trop vite

En fait toutes ces missions Mariner vont tracer la voix d’une autre mission extraordinaire : les Vikings, deux sondes lourdes  équipées d’instruments de mesure pour étudier in-situ le sol martien.

 

 

 

À PROPOS DE VIKING:

 

·         Viking est le premier atterrissage ayant révélé la surface de la planète rouge in situ avec ses conditions météorologiques

·         Viking, c'est aussi la première recherche de vie extraterrestre tentée sur une autre planète,

·         Viking est à l’origine de toutes les réflexions et les méthodologies à employer pour sélectionner les sites d’atterrissage sur Mars

·         De la mission Viking dérivent toujours 90% des techniques pour se poser sur la planète rouge. Concernant la phase finale de descente, celle des Viking (moteurs à ergols) a été complétée depuis avec celles des airbags (pour Pathfinder et les deux rovers Spirit et Opportunity) et par le SkyCrane (pour le rover Curiosity)

·         Le succès du programme Viking est à l'origine des missions qui ont suivi, grâce à ses grandes découvertes et aux questions qu'elle a permis de soulever (la présence d'eau sur Mars, les changements climatiques, une jeunesse active de la planète...).

·         Le programme Viking a représenté pour l'Amérique un "Everest" spatial budgétaire : 4,4 milliards de dollars de 2015.

 

Ces missions sont prévues en deux parties, un orbiteur qui prend des photos et un atterrisseur pour les mesures sur le terrain.

 

Il y aura Viking 1 et Viking 2, des grands défis pour les ingénieurs de l’époque.

 

Le 20 Juillet 1976, pour le bicentenaire de la révolution américaine, la première sonde Viking se pose avec succès dans Chryse Planitia et envoie ses premières images.

 

On voit enfin la surface de Mars.

 

On va y détecter du givre (eau) saisonnier.

 

 

Les résultats des mesures biologiques sont soit négatives soit incertaines, peut être n’a-t-on pas  su poser les bonnes questions.

 

Ces expériences Viking vont refroidir l’ardeur martienne de la NASA (on est en pleine époque navette) et il faudra attendre les années 1990 avant de lancer d’autres missions. Néanmoins les Vikings vont être le point de départ de nouvelles missions comme les différents rovers et orbiteurs de nouvelles génération.

 

 

 

ET PATHFINDER

 

En outre, fait mal connu, la mission Viking a été parachevée par... celle de Mars Pathfinder :

·         C’est le site "A-1" (au confluent d’Ares Vallis et de Tiu Vallis) qui avait été déclaré prioritaire pour Viking, puis rejeté en juin 1976, qui devint en 1995 le site prioritaire où faire atterrir la sonde Pathfinder où elle s'est posée avec succès le 4 juillet 1997

·         Ce sont les ingénieurs de Viking, alors à la retraite (dont Jim Martin, l'ancien Directeur de la Mission Viking et qui présidait la redoutable 'Red Team' de Mars Pathfinder), qui validèrent au JPL toutes les étapes de conception et de réalisation de cette mission et qui « drivèrent » les jeunes (et talentueux) ingénieurs d'alors, dont Bill Layman, Brian Muirhead, Richard Cook, Rob Manning, Brian Wilcox, Andrew Mishkin, Brian Cooper, Jake Matijevic...

 

Cette mission devra respecter son budget (150M$ pour l’atterrisseur), tester une nouvelle technique d’atterrissage (airbags) et élaborer un petit robot indépendant.

Tout a marché à 200% !

 

http://www.planetastronomy.com/special/2016-special/13jun/clip_image012.jpg

On voit ici (expo Palais de la Découverte) le robot So-Journer en train de descendre de l’atterrisseur Pathfinder.

 

Photo : JPM

 

Internet a rendu populaire cette mission, surtout en permettant de suivre les exploits journaliers du petit robot.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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LES MISSIONS EXOMARS 2016 ET EXOMARS 2020 PAR F ROCARD

 

Francis Rocard évoque d’abord la genèse du programme Exomars ; la coopération ESA/ROSCOSMOS avec notamment les lanceurs Protons devant lancer les deux missions.

 

 

 

 

C’est l’orbiteur TGO (Trace Gas Orbiter) qui est la partie la plus intéressante de la mission, en effet, elle doit notamment détecter la présence ou non de méthane.

 

 

On sait en effet que l’on a découvert récemment (notamment Curiosity) des traces épisodiques de ce gaz, lié principalement à la vie biologique, mais des signes permanents n’ont pas encore été mis au jour. Ce sera un des buts de TGO.

 

Le problème est que la durée de vie du méthane (CH4) est très courte, quelques dizaines à quelques centaines d’années, donc si on mesure du CH4, c’est qu’il existe une source de ce gaz sur le sol. Le CH4 étant un marqueur biologique (produit par des bactéries), il est essentiel d’en connaitre la source étant donné qu’il n’y a pas de vaches martiennes !

 

Le méthane pourrait aussi avoir une origine non biologique et proviendrait du sous sol ou piégé dans la glace d’eau.

 

C’est à ces questions que TGO devrait apporter des réponses.

 

On voit ici à gauche la composition de l’atmosphère martienne.

 

 

 

 

 

 

Les différents processus photochimiques à la surface de Mars, et notamment les différentes provenances possibles du méthane.

 

Il y a plusieurs causes possibles à la présence de Méthane, qui sont représentées sur ce graphique aussi.

 

 

C’est l’instrument MIRTIS à bord d’Exomars qui est chargé de détecter les traces de ces gaz.

 

 

 

 

 

 

 

Concernant l’arrivée de TGO, voici la chronologie prévue :

·         Insertion en orbite prévue à 15H09 CEST  le 19 octobre

·         Durée 2h14, ralentissement 1,55km/s

 

 

Concernant l’atterrissage de l’EDM (Entry and Descent Module) Schiaparelli :

·         Entrée dans l’atmosphère estimée à 16H42 CEST le 19 Octobre

·         Durée de la descente 6min

 

 

 

Exomars trace gas orbiter and Schiaparelli mission (2016)

 

 

 

 

 

 

EXOMARS 2020.

 

Cette mission est composée de deux parties :

·         Une plateforme de surface de la responsabilité de Roscosmos

·         Un rover construit par l’ESA.

 

 

La plateforme sera équipée de divers instruments : caméra, station météo, mesure atmosphérique…

 

Des instruments devraient aussi permettre de mesurer l’eau de surface  et dus sous sol proche.

 

De nombreux autres instruments devraient équiper cette plateforme, voir le site de l’ESA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le rover quittera la plateforme et sera chargé d’explorer la surface. Il possèdera une perceuse permettant de forer jusqu‘à 2m de profondeur.

 

Il collectera les échantillons du sol et les analysera.

 

De nombreux instruments sont attachés à ce rover, voir le site ESA.

 

Le TGO devrait rester en communication avec le rover et transmettre ses informations à la Terre. Le centre de contrôle du rover (ROCC) se trouve à Turin en Italie.

 

 

 

 

 

 

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MARS EN 3D PAR O DE GOURSAC

 

Olivier nous présente un jeu de photos anaglyphes  donnant un superbe effet relief aux paysages martiens.

 

De plus, le public équipé de lunettes bleu/rouge a aussi l’air de martiens !!

 

 

 

Bravo Olivier, superbes moments !

 

 

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MARS, HISTOIRE D’EAU PAR JP MARTIN

 

On continue l’histoire de Mars avec la possibilité de présence d’eau passée  et présente à sa surface.

 

Cette présentation est aussi disponible au téléchargement.

 

Sur ma ligne ftp  dans le dossier : CONFÉRENCES JPM  sous dossier Exomars 2016

Ceux qui n’ont pas les codes doivent me contacter.

 

 

 

 

 

 

Des traces d’anciennes « rivières » sont apparentes, le relief a été manifestement sculpté par l’eau en certains endroits

 

 

Il y a eu beaucoup d’eau sur Mars dans le passé, On le voit bien sur les photos prises par les sondes en orbite.

 

Les débits étaient probablement très importants

Quels effets climatiques ont causé ces inondations?

 

Une chaleur interne? Un changement de l’axe de Mars? Il y a qq millions d’années l’inclinaison était de 35°; les météorites …

 

Y aurait-il des cycles chaud/froid sur Mars?

 

 

Photo : traces d’anciennes rivières / ESA/DLR

 

 

 

 

OÙ EST PASSÉE L’EAU???

 

Mars avait au début les mêmes chances que la Terre, elle possédait de l’eau et une atmosphère.

Que s’est-il passé?

 

Mars est plus petite que la Terre (10 fois moins massive) elle refroidit beaucoup plus vite que la Terre, son noyau métallique dont la rotation fournit un champ magnétique se solidifie, ce champ protecteur contre les rayonnements solaires s’arrête il y a 4 milliards d’années

Le vent solaire a commencé à balayer l’atmosphère, favorisant ainsi la pénétration des rayonnements dangereux.

La surface de la planète est devenue stérile

À cela s’ajoute le fait suivant :

Mars moins massive que la Terre, possède une gravité beaucoup plus faible (1/3 de la Terre), la planète n’arrive pas à retenir son atmosphère qui s’échappe lentement dans l’espace (vitesse de libération plus faible).

La planète devient très froide, l’eau ne peut plus exister à l’état liquide, elle se sublime et pénètre dans le sol et aux calottes

 

Les pôles N et S contiennent donc principalement de la glace d’eau recouverte d’une mince couche de glace carbonique.

Mais il n’y a pas de l’eau qu’aux pôles.

Il semble qu’elle se soit écoulée en certains endroits (ravines, « gullies » en anglais) avant de se sublimer

Sujet controversé, ce pourrait être de la glace de CO2 qui se sublimerait et déstabiliserait le sol (très récent : janv 2016)

 

Une découverte fondamentale : LES ARGILES.

 

 

Les argiles (clay en anglais) sont très importants.

Ils nécessitent pour se former une stabilité d’eau liquide neutre.

Aux argiles ont succédé les sulfates créés en milieu plus acide.

Cela était probablement le cas au tout début de Mars.

Les roches plongées dans cette eau liquide ont produit ces argiles.

 

Toutes les missions martiennes recherchent maintenant ces endroits particuliers

 

On peut donc en ce début de XXIème siècle faire le point sur la présence d’eau sur Mars :

 

1) Présence en sub-surface d’énorme quantité d’eau solide incorporée dans le sol dans les régions près des pôles (permafrost)

 

2) Contrairement à ce que l’on pensait depuis plus de 30 ans, les Pôles sont principalement de la glace d’eau et non de CO2

 

3) Il y a en certains endroits sur les parois les plus froides de cratères des résurgences RÉCENTES  d’eau

 

De nouvelles missions martiennes au sol vont devoir trouver ces traces d’eau

 

 

 

 

 

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L’IMPOSSIBLE : L’HOMME SUR MARS, POINT DE VUE PAR F ROCARD

 

Francis nous présente pour commencer un extrait du rapport du National Research Council de Juin 2014 sur l’exploration humaine :

Pathways to exploration rationales and approaches for a U.S. program of human space exploration

 

Ce rapport décrit les différentes étapes de ces possibles projets et surtout pose les questions fondamentales du genre : pourquoi devrions nous y aller, ou les différents défis…

 

 

Oui pourquoi, ce rapport dit en substance qu’il n’y a pas de retour sur investissement à attendre ! Rappel : Navette chaque vol a couté : 500M$

 

 

Le but consensuel annoncé  c’est de mettre des hommes à la surface de Mars. Mais il ne semble pas que ce soit une priorité du peuple américain (l’opinion local ne s’intéresse pas à l’espace !).

 

Mais cela va couter énormément cher, donc augmentation du budget de la NASA nécessaire.

La seule issue pour faire des économies : trouver un partenaire suffisamment important, et le rapport cite la Chine.

 

 

 

Le rapport est clair avec le projet Mars Direct de Robert Zubrin (Mars Society), cela ne peut pas fonctionner.

 

Il faut passer par des étapes intermédiaires : mission vers un astéroïde, mission vers Phobos puis Mars.

 

 

Pour comprendre la philosophie des missions futures, il faut introduire la notion de Delta V.

 

Delta V = écart propulsif que votre système va vous donner.

Exemple : Aller à l’ISS : Delta V de l’ordre de 9km/s ; style Apollo : 20km/s ; visite d’astéroïdes : au moins 30km/s ; un survol de Mars  15km/s pour une mission courte, pour une mission  longue (900j) 25km/s.

 

Les masses en jeu : l’ISS fait 400t, et on a mis plusieurs années à la construire.

Visiter un astéroïde 400t de vaisseau nécessaire, Apollo 400t ; vaisseau pour la surface de Mars >1000t !

 

 

 

 

 

 

 

Autres problèmes :

 

Les ergols en orbite martienne s’évaporent sur une longue durée…

 

Se poser : le style un peu comme Curiosity (1t) est très dur pour le corps humain. Alors que le vaisseau serait de 40t, la décélération nécessaire serait mortelle on arrive à 5km/s (Vit lib), on tombe sur Mars, il faut freiner de cette valeur ; c’est mortel pour l’équipage.

Il faut autre chose : freiner avant d’atteindre Mars, cela coute beaucoup d’énergie. (Bouclier gonflable par ex comme le LDSD Low Density Supersonic Decelerator sur lequel travaille la NASA).

 

 

Take a ride on a rocket sled to test supersonic decelerators de Universe Today.

 

 

Mais un très sérieux problème  reste prégnant : les radiations.

Il y a deux types de rayonnements dangereux pour nos astronautes durant le voyage :

 

·         Les rayons cosmiques galactiques ou GCR (galactic cosmic rays), particules de haute énergie dues notamment aux supernovae situées hors de notre système solaire. Pour ce genre de particules, c’est clair, on ne sait pas faire !

·         Les particules solaires énergétiques ou SEP (solar energetic particles) liées aux éruptions solaires et aux éjections de masse coronale (CME) de notre Soleil. On peut trouver des solutions.

 

Les chiffres considérés pour une telle mission martienne, sont très limites, pour ne pas dire plus.

Il faudra faire des choix, accepter que l’on dépasse les limites autorisées sur Terre et sélectionner plutôt des hommes de 55 ans et pas de femmes car les femmes sont deux fois plus sensibles que les hommes pour les radiations.

De toute façon, ce sera un grand problème éthique et il faudra reconsidérer les risques acceptables.

 

Énergie nécessaire sur le sol martien : il n’y a pas de choix, ce ne peut être que le nucléaire à cause des tempêtes de poussières permanentes.

 

Finalement si on vise un budget raisonnable, on ne peut pas envisager l’Homme sur Mars avant 2054 !

Ce qui demandera 50 ans d’efforts et de nombreux Présidents US qui devront à chaque fois confirmer que l’on poursuit cette politique spatiale.

 

 

 

Conclusion de Francis:

L’homme sur Mars est un projet d’avenir et il le demeurera longtemps !!! Mais l’Homme aura toujours envie d’y aller !

 

Et finalement une slide qui résume la politique spatiale US pour conquérir Mars.

 

Et les explications correspondantes.

 

 

 

 

 

 

Une vidéo NASA montrant les différentes étapes de la conquête martienne.

 

Explication de la politique spatiale annoncée par le rapport US : Joint Discussion: National Research Council “Pathways to Exploration” Report and NASA Human Exploration Strategy

 

 

 

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MARS, LES MISSIONS HUMAINES PAR A. SOUCHIER

 

Un tout autre point de vue maintenant, car Alain Souchier est Président de l’Association Planète Mars.

 

 

Sa présentation est disponible ICI, donc je ne rajouterai rien de plus.

 

 

L’auteur explique et compare les différentes techniques de voyages.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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À ce moment de la soirée nous recevons de Darmstadt l’annonce que TGO s’est bien mis en orbite martienne  de façon « nominale ».

 

Bravo de l’assistance.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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BILAN DES MISSIONS MER, PHOENIX ET OPPORTUNITY PAR JP MARTIN

 

Cette partie (relativement complète) de ma présentation est aussi disponible au téléchargement.

 

 

Je présente un bilan de missions robotisées sur le sol martien.

 

Pourquoi faut-il explorer le sol martien et s’y déplacer?

On peut ainsi analyser in-situ le sol, la présence passée d’eau, la composition de et sous la surface, et avoir accès à des terrains très anciens ayant disparus sur Terre.

Il faudrait pouvoir essayer de répondre à cette question : la vie a-t-elle pu démarrer sur Mars?

 

 

 

 

Alors, on lança les Viking avec la recherche de la vie, puis Pathfinder (voir présentation d’Olivier), un démonstrateur prototype, qui ouvre ensuite la marche pour les Robots Spirit et Opportunity ; Phoenix et Curiosity.

 

Une pléiade de satellites tournent aussi autour de Mars : MGS, Mars Express, Mars Odyssey, MRO etc..

 

Les années 2000 vont voir arriver une succession de robots et de rovers très perfectionnés comme :

Spirit et Opportunity

Phoenix

Curiosity

Et de nouveaux projets : Insight, Exomars, etc..

 

Ces robots géologues en plus de leur intelligence locale située dans tous leurs instruments doivent être capables d’être autonomes

En effet la distance  Terre Mars est trop grande pour pouvoir les contrôler en direct

Ils doivent pouvoir prendre des décisions quant à leurs déplacements

 

Spirit met au jour des dépôts blanchâtres; sous la couche de basalte il y avait une couche riche en sulfate de Magnésium (appelé "Epsom salt" par nos amis anglo-saxons, ou sels d'Epsom ou sel d'Angleterre).  Cette couche de sulfate de Mg a probablement été créée par l'action de ruissellement des couches supérieures due à la capillarité, puis l'eau s'est évaporée.  Donc première preuve qu’un environnement aqueux a existé dans le passé.

 

Pour Opportunity on avait visé le champ d’hématite de Meridiani Planum.

Présence de sphérules (les blueberry ; myrtilles ou BB) de quelque mm de diamètre qui seraient des CONCRÉTIONS formées dans de l'eau liquide par accumulation de minéraux autour d'une petite graine solide (comme se forme une perle).

 

http://www.planetastronomy.com/special/2017-special/08oct/clip_image016.png

On y voit ce que les géologues appellent "cross lamination" (stratification entrecroisée ou festons)

 

Ce genre de sinuosités se produit sur Terre dans des roches sédimentaires et se forment en présence d'eau, ces aspérités ondulées sont les restes de minuscules dunes de sable (comme au bord d'une plage) situées au bord de l'eau et formées par le clapotis d'une eau peu profonde.

 

 

 

 

 

 

 

Phoenix renait de ses cendres !

 

Phénix, (en anglais Phoenix), l'oiseau mythique qui symbolise la renaissance et la vie éternelle. D'après une légende Grecque, cet oiseau lorsqu'il sentait sa fin arriver, prenait feu et de ses cendres renaissait un nouvel oiseau. D'où l'expression renaître de ses cendres. Et bien c'est ce qui est arrivé à la prochaine mission martienne de la NASA baptisée très justement Phoenix, vous allez voir pourquoi. La mission actuelle Phoenix se base sur les missions Mars Polar Lander et Mars Surveyor 2001 Lander  qui ont été des échecs ou des annulations

 

Phoenix va réutiliser beaucoup d'instruments prévus pour ces missions.

Atterrissage : le cercle polaire arctique, dans la région de Vastitas Borealis où de vastes réserves de glace ont été détectées juste au-dessous de la surface Entre le 65 et le 75 ° de latitude Nord

 

Une première : On va photographier l’atterrissage depuis l’orbite grâce à MRO.

 

La mission Phoenix qui s’est posée dans la région proche du Pôle Nord martien nous a permis de mettre au jour de la glace d’eau sous la couche de sol superficielle

 

Phoenix a montré qu'à cette latitude il n'y a pas de glace visible à la surface, elle est située immédiatement en dessous à une quinzaine de cm de profondeur.

La surface est constellée de sols polygonaux, les lentilles de glace, qui sont de glace d'eau pure, que l’on trouve dans les régions froides terrestres où il y a du permafrost.

Ces sols polygonaux sont la signature de la présence de glace  à quelques cm du sol. En effet, la glace chauffe et se dilate, puis se refroidit et se contracte, ce qui donne ces formes.

 

Mais la mission phare a été et est toujours Curiosity. On l’a  évoqué longuement dans ces colonnes.

 

Curiosity est posé dans le cratère Gale, dans un cône alluvial, à la base de terrains à dépôts sédimentaires

Au pied du Mont Sharp que l’on va escalader (en quelques années)

On sait qu’il y a de l’argile, c’est le but de la mission : il faut mettre au jour cet argile et toutes preuves de présence passée d’eau

 

On va carotter le sol, puis les prélèvements sont dirigés vers Chemin et SAM après passage dans le tamis de Chimra.  Four 800°C

Puis Chemcam pointe son Laser à l’intérieur du trou.

On mesure 20à 30% de sulfate de Calcium et d’argile prouvant l’environnement lacustre

On a identifié les éléments suivants : C, H, N, O, P et S. ce sont les composants principaux de la vie.

Les CHNOPS, acronyme des différents éléments chimiques qu’ils représentent, sont ceux nécessaires à la vie.

Ils ont tous été découverts !

Nous sommes donc tous des CHNOPS !!

 

On est dans un milieu qui a supporté de l’eau liquide, avec un pH neutre, une salinité faible, bref,

Comme le dit un scientifique de la mission : on aurait pu boire cette eau!

 

Mais l élément flagrant arrive :

 

On découvre des galets arrondis et polis, c’était le fond de rivières où l’eau coulait, le flux d’eau qui a circulé dans cette zone : de l’ordre de 1m/seconde, la profondeur étant évaluée à quelques dizaines de cm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QU’A-T-ON DONC APPRIS DES MISSIONS MARTIENNES EN 2016 ?

 

·         Mars dans le passé très lointain était chaude et humide, mais sa petite taille a scellé son sort.

 

·         Mise au jour de gypse et d’argiles, marqueurs de présence d’eau stable  et neutre pendant  une certaine période

 

·         Mars possédait de l’eau liquide de façon stable et pendant de relativement longues périodes (galets usés par le courant), elle est maintenant sous forme de glace dans le sol et aux pôles

 

·         Mars avait tous les ingrédients de base de la chimie organique et donc possédait un environnement favorable à la vie

 

·         Par contre nous n’avons rien mis en évidence correspondant au démarrage d’une quelconque vie biologique malgré le CH4 découvert

 

·         Le niveau des radiations pendant le voyage et sur Mars est un facteur très dangereux pour de futurs astronautes.

 

 

 

 

 

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EXOMARS : LE POINT SUR LA SCIENCE À BORD PAR JL BERTAUX

 

 

Jean-Loup Bertaux est Directeur de Recherches Émérite au LATMOS (Laboratoire Atmosphère, Milieux, Observations spatiales) de l’Université de Versailles St Quentin en Yvelines.

 

Docteur en géophysique, il a participé à de nombreuses missions spatiales comme :PI de SPICAM sur Mars Express, PI de SPICAV de Venus Express, et PI de SWAN sur SOHO.

Il a aussi travaillé sur les Voyagers, Rosetta et Envisat.

 

Il est l’auteur ou le co-auteur de plus de 400 publications scientifiques.

 

Bref une tête bien pleine comme on dit.

 

 

 

 

 

 

JL Bertaux évoque d’abord le module de descente Schiaparelli et ses instruments .

 

Il y a des instruments utilisés pendant la descente comme :

·         Les accéléromètres

·         Les capteurs thermiques

·         La caméra

 

Et les instruments au sol comme :

·         Ceux pour la première fois mesurer le champ électrique martien. Et cela grâce à l’instrument MicroARES Ceux-ci font partie de la plateforme DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface).

 

Ils devraient permettre d’étudier la poussière et ses manifestations locales comme les dust devils.

Justement JLB s’est intéressé à la façon dont se rée un champ électrique dans un dust devil, comme on le voit sur la diapo ci-contre. Texte du site du Latmos :

Les grains de poussière dans l’atmosphère martienne se présentant sur une distribution de dimensions assez étendue (la taille typique d’une poussière se situe autour du millième de millimètre), cette variété de tailles est susceptible de se convertir en une différence de charges entre les plus petites et les plus grosses poussières et dont l’amplitude dépendra de la composition minérale des poussières.

 

 

Comme sur Terre dans les systèmes orageux, la genèse de champs électriques repose essentiellement sur deux phénomènes agissant en symbiose : la gravitation et la convection. Toutes deux concourent à une séparation le long de la verticale des particules selon leur taille et donc selon leur charge. Se faisant, un champ électrique se crée entre la partie supérieure et la partie inférieure du panache de poussière.

L’existence de champs électriques intenses joue un rôle probable dans le cycle des poussières et la physico-chimie de l’atmosphère martienne. Il a été démontré expérimentalement que des champs électriques (> 10.000 V/m) pouvaient à eux seuls soulever des grains de poussière (Kok and Renno, 2006 ; 2009). Pour Mars, cette problématique touche un aspect fondamental du climat, car les processus de soulèvement de la poussière sont mal contraints alors que la poussière est elle-même l’agent atmosphérique au plus fort impact sur le climat de Mars. La poussière possède en effet dans sa composition une fraction de ferrite qui lui permet d’absorber le rayonnement solaire aux longueurs d’onde bleues, restituant l’énergie absorbée sous forme de chaleur déposée dans l’atmosphère jusqu’à très haute altitude (au-dessus de 40 km).

Par ailleurs, les champs électriques devraient favoriser en théorie la production d’oxydants : en présence de champs élevés, la vitesse des électrons libres présents dans l’atmosphère s’accroît au point que leur énergie cinétique devient suffisante pour dissocier les molécules CO2 et de H2O, initiant ainsi la production de composés hydroxyles très oxydants. Cet effet a été invoqué récemment pour expliquer la disparition brutale du méthane sur Mars.

 

 

 

L’orbiteur TGO.

 

L’orbiteur de 4 tonnes permet :

·         Les télémesures avec la Terre et avec le module de descente

·         La science à bord

Le but essentiel est la recherche de gaz trace, la sensibilité de ses instruments est 1000 fois meilleure que les instruments des missions précédentes.

Il y a principalement 4 instruments :

·         NOMAD – Nadir and Occultation for MArs Discovery, c’est le “nez” de l’orbiteur. C’est un spectromètre optique à trois canaux allant de l’infra-rouge à l’ultra-violet, permettant la détection fine des composants de l’atmosphère.

·         ACS– Atmospheric Chemistry Suite, comporte trois instruments IR pour étude de la chimie de l’atmosphère martienne.

·         CaSSIS – Colour and Stereo Surface Imaging System, c’est une caméra haute résolution pour fournir des images couleur et stéréo servant à l’étude des éventuelles sources des gaz mesurés dans le TGO

·         FREND – Fine Resolution Epithermal Neutron Detector, pour analyser la présence de glace d’eau (au travers de l’Hydrogène) à la surface de la planète rouge

 

ACS et FREND sont fournis par nos amis Russes.

 

 

Mais le Graal c’est la détection de méthane.

 

On sait que l’on a détecté il y a peu quelques ppb de méthane dans l’atmosphère et de façon épisodique.

Beaucoup de scientifiques ne semblent pas croire à ces mesures, aussi afin de lever les doutes, la mission TGO a été décidée avec comme objectifs :

·         La détection et l’identification de ces gaz trace et en particulier le CH4. Provenance biologique ou géologique

·         La caractérisation des variations spatiales et temporelles

·         La localisation des sources éventuelles

 

 

Les grands cycles chimiques martiens.

 

 

Tout ce qui pourrait être détecté grâce au TGO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sources et pertes possibles de méthane (CH4) sur Mars. Crédit : NASA / JPL-Caltech / SAM-GSFC / Univ. of Michigan

 

 

Les différentes façons dont le méthane pourrait apparaître avec des pics à la surface de la planète, puis disparaître

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On sait qu’il y a eu de l’eau liquide sur Mars au tout début. De plus l’effet de serre dû au CO2 permettait d’avoir une température supérieure à 0°C. La vie aurait pu apparaître et des bactéries exister.

Pourrait-on trouver des traces de ces organiques ? Et aussi de CH4 principale signature biologique ?

D’où la recherche effrénée du méthane.

 

C’est en fait la détection épisodique par Curiosity de quelques ppb de CH4 qui a mis le feu aux poudres.

Bien sûr on sait que méthane ne veut pas dire obligatoirement process biologique (décomposition d’une biomasse), bien que ce soit le plus courant ; il existe en effet un processus géologique, la serpentinisation. C’est une réaction chimique d’eau chaude (hydrothermalisme du sous sol ?) sur des minéraux et qui produit du méthane en donnant naissance à la serpentine (phyllosilicate).

Donc en cas de détection de méthane par TGO, il faut aussi déterminer son origine.

En fait, l’étude des isotopes du méthane devrait permettre de décider de l’origine.

En effet, la mesure du CH4 sur Terre suggère que suivant son origine (biologique ou géologique) il a une signature isotopique différente. Par exemple sur Terre, la vie utilise plus fréquemment l’isotope 12 du Carbone que l’isotope 13.

 

 

Ce sera la grande difficulté de cette mission !

 

Differentiating biotic from abiotic methane genesis in hydrothermally active planetary surfaces concernant les différents isotopes du methane.

 

Is Mars Alive? Sur un sujet analogue

 

 

Potential Sources and Sinks of Methane on Mars par la NASA

 

 

 

 

JL Bertaux expliquant l’instrument NOMAD de TGO.

C’est le Soleil qui sera sa source de lumière pour analyser la composition de l’atmosphère, grâce à l’absorption de sa lumière par les divers composants.

Les trois canaux sont :

·         SO (Solar Occultation), sensible à l’infrarouge, c’est un instrument similaire à celui de Venus Express, il fait des observations en occultation solaire au lever et au coucher de notre étoile lors du passage de ses rayons dans l’atmosphère (en orange, voir dessin)

·         LNO (Limb, Nadir and solar Occultation), sensible aussi à l’infrarouge, il effectue des mesures soit en occultation soit en Nadir (flèche bleue, voir dessin), il mesure, lui, la lumière réfléchie du Soleil par la surface de Mars. L’intensité de cette lumière étant beaucoup plus faible (10.000 fois) que pour la méthode occultation, cet instrument doit être particulièrement sensible.

·         UVIS, sensible aux ultraviolets et à la lumière visible, en occultation solaire et en Nadir.

Illustration : Aéronomie Belgique  IASB

 

Voilà, donc un beau défi pour TGO.

 

 

Départ de Micro-Ares, instrument du Latmos, à bord de la mission ExoMars 2016

 

ExoMars : une mission pour traquer des traces de vie à la surface de la planète Mars, article de Sciences et Avenir avec JLB

 

L'Europe est à nouveau à la conquête de Mars ? Sur NOMAD et ACS par le LATMOS

 

 

 

 

La fin de la soirée approchant, on commence à avoir des doutes sur le succès  de Schiaparelli, nos craintes seront confirmées un peu plus tard.

 

 

http://rimg.geoscienceworld.org/content/gsrmg/75/1/575.full.pdf

 

 

 

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MARS, SIMULATIONS SUR TERRE PAR A SOUCHIER

 

Et c’est Alain qui a l’honneur de conclure cette (longue) soirée avec la présentation des simulations de vie martiennes sur Terre.

 

 

La présentation est disponible au téléchargement ICI.

 

 

 

 

 

Alain devant son exposition de base martienne à l’entrée de la salle de conférence.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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CE QUI EST ARRIVÉ À SCHIAPARELLI.

 

Les photos fournies par MRO en orbite martienne ne laissent aucun doute : le module Schiaparelli s’est écrasé sur le sol de Mars.

 

Photos avant et après le crash dans la zone considérée.

 

 

Photo: Copyright: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

 

Il semble que le parachute et le bouclier thermique se soient largués trop tôt, suite à un flot d’information trop important.

Cela a eu comme conséquence d’entrainer l’extinction des rétrofusées trop tôt aussi, près de 2km avant la surface.

 

Il aurait heurté le sol à plus de 300km/h !

 

Si le bu informatique se confirme, ce serait un moindre mal, on pourrait corriger pour le futur.

 

Par contre TGO est un grand succès, alors demi succès ou demi échec, l’avenir nous le dira.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ExoMars : le crash de Schiaparelli ne remet pas en cause la mission de 2020 de Futura Sciences.

 

Detailed images of Schiaparelli and its descent hardware on Mars par l’ESA

 

Mise en orbite réussie pour ExoMars TGO mais grande incertitude sur Schiaparelli sur APM

 

Mission ExoMars : avis de décès pour le module européen Schiaparelli  article du Monde.

 

ExoMars: Le crash de Schiaparelli causé par un bug informatique ? de 20 Minutes.

 

Demi succès pour Exomars par Euronews.

 

Les dernières nouvelles d’Exomars à l’ESA

 

 

 

 

Ce sera un long voyage……

 

 

 

 

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Bon ciel à tous

 

Jean Pierre Martin SAF Président de la Commission de Cosmologie

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