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Mise à jour 19 Septembre 2019

CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
 « MARS, LE PROCHAIN DÉFI »

Par François FORGET

Astrophysicien, Planétologue, LMD Institut Pierre Simon de Laplace

Au CNAM 292 rue St Martin Paris 3ème.

Le Mercredi 11 Septembre à 19H00 Amphi Abbé Grégoire.

 

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.

Le conférencier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et se nomme : forget-Mars-SAF-11sep2019.pdf, qui se trouve dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2019-2020.

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

 

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV, merci à Laurent Dongé) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse   https://www.youtube.com/playlist?list=PL1ZHG2CIuv2eKNq5XdiWIOoKsiz0Cx776

 

 

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Notre nouvel amphi, ultra moderne de 210 places.

 

 

Une image contenant intérieur, plancher, table

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François Forget est bien connu de nos lecteurs, il est chargé de recherche du CNRS attaché à l'Institut Pierre Simon Laplace travaillant en coopération avec diverses Universités parisiennes.

 

Il est responsable du LMD : laboratoire de météorologie dynamique.

 

 

Il a travaillé dans le passé aussi au CNES et au centre Ames de la NASA.

 

Il est spécialisé dans les modèles climatiques planétaires.

 

Il a donné de nombreuses conférences sur Mars, je ne vais pas tout répéter, voir les références plus bas pour plus de détail.

 

 

 

 

 

 

 

 

François a travaillé sur beaucoup de missions martiennes, dont beaucoup ont échoué, comme on voit sur le panorama ci-contre.

 

En moyenne une mission martienne sur deux a échoué pour diverses raisons.

 

 

Comme il dit, l’exploration spatiale est difficile. (Phrase de Kennedy aussi)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mais beaucoup de missions passées ont été aussi de brillants succès comme :

 

Mariner 9 en 1971 qui nous a fait découvrir le vrai visage de Mars.

Les Viking en 1976 premiers atterrisseurs avec expériences biologiques. En 1976.

Mars Global Surveyor en 1996 (fin en 2006)

Pathfinder et son petit robot en 1996 qui a passionné le public

Les robots Spirit et Opportunity en 2003, Oppy travaille toujours en 2018.

Phoenix premier robot dans la banlieue du pôle N martien.

 

Les missions en cours et toujours opérationnelles :

 

Mars Express de l’ESA

Mars Odyssey

Mangalyan ou MOM (Inde)

Mars reconnaissance Orbiter MRO

Maven

Exomars de l’ESA/Roskosmos (voir plus loin)

Et les robots géologues :

Opportunity

Curiosity le dernier robot mobile de la NASA.

Insight, atterrissage réussi sur Mars.

 

 

 

Une image contenant texte

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On se rappelle tous l’échec de l’atterrissage de Schiaparelli, qui faisait parti de la sonde Exomars.

Quelles en sont les causes ?

 

Les oscillations engendrées par le parachute lors de son déploiement étaient trop importantes, et cela a fait saturer le gyroscope de la centrale inertielle.

La sonde a cru qu’elle était plus basse que réellement, elle a peut-être même cru qu’elle était posée, les moteurs sont coupés et le parachute largué !

Chute libre de près de 4000 m qui se solde par un impact tragique.

 

Illustration : ESA

 

 

 

 

 

 

 

Les missions en cours et futures doivent répondre aux questions suivantes :

 

·         Comment se forment les planètes comme Mars ?

·         Que s’est-il passé sur Mars, il y a 4 Ga ? La vie est-elle apparue ?

·         Pourquoi Mars n’a pas connu le même destin que la Terre ?

·         Comment fonctionne le climat martien aujourd’hui ?

·         La vie subsiste-t-elle dans le sous-sol ?

 

La planétologie comparée devrait nous aider à comprendre nos origines.

 

La structure interne des planètes devrait nous permettre de comprendre leur formation.

 

 

 

D’où l’intérêt de la mission InSight récemment arrivée sur Mars

 

Une image contenant intérieur, mur, ordinateur, homme

Description générée automatiquementC’est une mission qui comme le montre notre ami François, est arrivée à bon port, il n’y a plus de chat noir !!!

François était présent au JPL en Nov 2018 lors de l’atterrissage et il le prouve !

InSight emporte avec elle un sismomètre mis au point notamment par la société SODERN que nous avons reçue il y a quelques temps dans les locaux de la SAF.

Les expériences menées par InSight doivent aboutir à nous en apprendre plus sur l’évolution des planètes rocheuses et notamment sur le processus d’évolution de Mars ; elle doit nous aider à la :

·         Détermination de la taille exacte du noyau et son état physique.

·         Détermination de l’épaisseur et de la structure de la croûte.

·         Détermination de la composition et de la structure du manteau

·         Détermination de l’état thermique de l’intérieur martien et sa vitesse de refroidissement.

·         Mesure précise de l’activité sismique

·         Mesure du taux d’impacts météoritiques sur la surface.

 

 

 

 

Deux microsatellites (des Cubesat) baptisés MarCO (Mars Cube One) A et B volent avec InSight en la suivant.

 

Ils servent de test de communication en employant de si petits satellites, et aussi de relais pendant la descente.

 

Ce qui a parfaitement fonctionné puisque ce sont eux qui ont relayé la première image.

Leurs trajectoires. Après la rencontre avec Mars, ils poursuivront leur orbite autour du Soleil.

 

Pourquoi de tels petits satellites ? Ils ont été construits pour voir si cette technologie survit dans l’espace profond.

Ce qui semble bien être le cas. Après un long voyage de 7 mois, ils ont été capables de transmettre les informations de la descente à la Terre.

 

Ils n’avaient pas beaucoup d’instruments scientifiques à bord, mais quand même une caméra qui a pris la planète Mars lorsqu’ils la quittent.

MarCO-B prend cette image de Mars alors qu’il s’en éloigne de 7600 km le 26 Nov 2018.

 

Ces deux petits satellites n’ont pas de moyens de propulsion propre, c’est la raison pour laquelle, ils poursuivent leur chemin balistique dans l’espace.

 

On sait que l’expérience HP3 présente des problèmes en ce moment, la sonde n’avance plus dans le sol et on cherche des solutions.

Après des études plus poussées, on pense qu’il pourrait y avoir une cavité dans le sol créée par les coups de marteau répétés, or dans ces conditions, la friction nécessaire à l’avancement n’existerait plus, bloquant la progression.

À cet effet on a retiré la sonde du trou, comme on le voit ici.

La caméra de la sonde a ensuite été capable de voir le trou et son environnement, confirmant ce que l’on suspectait, effectivement, une cavité s’est formée autour de la Taupe. On va essayer de boucher le trou.

 

 

Belle animation de la DLR sur la Taupe : https://youtu.be/KAxiHK6dYvE

 

vidéo :

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On s’intéresse aussi au système climatique de Mars, et là, la sonde ExoMars avec son instrument TGO (mesure de gaz traces, notamment de CH4) nous sera très utile, il réellement entré en service en Avril 2018, avant on s’est concentré sur l’aérofreinage de la sonde.

 

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.

 

 

F Forget nous signale l’intérêt d’une nouvelle mission avec de nouveaux acteurs : la mission Hope (traduction de l’arabe) des Émirats Arabes Unis.

Il nous fait remarquer qu’aux EAU la plupart des scientifiques sont …des femmes.

L’orbite de cette sonde est intéressante : elle est équatoriale.

 

 

De nouvelles missions martiennes sont prévues en 2020 (c’est l’année de la bonne fenêtre de tir !) notamment la mission Mars 2020 de la NASA.

 

Elle est bâtie autour d’un double de Curiosity auquel elle ressemble. Mais avec qq chose d’original : un petit hélicoptère !

 

vidéo : https://youtu.be/oOMQOqKRWjU

 

 vidéo :

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Dans l’atmosphère très ténue de Mars, ses pales vont tourner très vite : 3000 t/min

 

Nombreux systèmes de rechange de Curiosity utilisés., mais avec de nouvelles roues !

 

Lancement été 2020. Atterrissage similaire Curiosity (skycrane).

 

La principale différence avec Curiosity : il doit être capable de collecter des échantillons quelques dizaines d’échantillons mis dans un conteneur qui seront retournés sur Terre lors d’une autre mission.

 

 

En 2020 doit aussi avoir lieu le lancement de la mission de l’ESA : ExoMars 2020 avec son rover Rosalind.

 

N’oublions pas aussi nos amis Japonais, Chinois et Indiens qui eux aussi ont leurs mots à dire dans ces missions martiennes.

 

Les missions martiennes : passé, présent et futur.

 

 

DES HOMMES SUR MARS ?

 

La plupart des agences spatiales ont des projets de retour sur la Lune et même de voyage vers Mars.

 

Le problème c’est que ça coûte cher, que l’on n’a pas encore les lanceurs et que les capsules spatiales sont en cours de fabrication.

 

Justement, ces capsules du côté US elles sont au moins trois : Orion de la NASA, CST-100 Starliner de Boeing (ces deux étant des extensions d’Apollo) et un peu plus original : Crew Dragon de SpaceX.

 

Une image contenant transport

Description générée automatiquement

 

Quant aux lanceurs, la NASA met sur pied sont super Saturn, le SLS (Space Launch System) et SpaceX son Starship prévu pour aller aussi vers Mars.

 

Une nouvelle notion s’impose : le Gateway, une mini station spatiale en orbite autour de la Lune et qui pourrait servie de base intermédiaire avant d’aller sur la Lune ou …ailleurs.

 

Nous en avons parlé dans un précédent astronews lors de la définition des nouvelles missions Artemis (remplaçant Apollo).

 

Les USA ont décidé qu’un (ou qu’une) astronaute américain devait retourner sur le Lune pour 2024 !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Une image contenant texte, carte

Description générée automatiquement

Revenons à la problématique des Hommes sur Mars,

 

Il y a plusieurs problèmes liés à une telle expédition humaine :

 

·         Le coût (Apollo avait couté 150 Milliards de $ actuels) le budget de la NASA est aujourd’hui de 21 milliards

·         L’aspect technique : lanceurs et capsules doivent être mis en fabrication et testés

·         Le voyage est long et semé d’embuches : apesanteur, niveau des radiations, psychologique : on ne voit plus la Terre..

·         Atterris au bon endroit sur Mars

·         Vivre su place pendant au moins un an

·         Revenir

 

 

 

 

 

 

 

L’atterrissage sera peut être problématique, on arrive vite, il faut vraiment ralentir, on ne peut pas se contenter des systèmes d’atterrissage des rovers.

Il faudra certainement combiner plusieurs techniques ou alors utiliser un ralentisseur hypersonique gonflable (Hypersonic Inflatable Aerodynamic Decelerator ou HIAD). Ce n’est en tout cas pas la solution retenue pour SpaceX qui veut faire atterrir son starship verticalement.

 

Une image contenant extérieur, ciel, herbe, terrain

Description générée automatiquementCela nécessitera probablement l’établissement d’un camp de base avec des modules préfabriqués arrivés précédemment.

On se rappelle que des modules gonflables ont été testés à bord de l’ISS.

 

Il faudra aussi être capable de fabriquer le carburant de retour sur place, sans parler de nourriture et d’oxygène.

 

Illustration : concept d’une base martienne pour le film « Seul sur Mars ».

 

 

 

 

 

 

 

Bref, pas simple !!

 

 

 

François Forget pense qu’une solution intermédiaire pourrait être une mission en orbite autour de Mars, ce qui permettrait de piloter en direct des robots à la surface de Mars, d’étudier et de visiter les satellites de Mars etc..

 

 

L’avenir est ouvert, on en reparlera !

 

 

 

 

 

POUR ALLER PLUS LOIN :

 

 

Schiaparelli landing investigation completed par l’ESA.

 

The hazards of landing on Mars (les dangers d’atterrir sur Mars) par l’ESA

 

Human Exploration of Mars Design Reference Architecture 5.0 de la NASA de fev 2009 (un peu ancien)

 

From the Moon to Mars (un peu ancient aussi)

 

Planned Orbital Flight Test of a 6m HIAD

 

Les Émirats en route vers la planète Mars article du Monde.

 

 

 

 

Des conférences sur Mars :

 

Le nouveau visage de Mars : CR de la conf SAF de S Bouley du 8 Février 2017. (08/03/2017)

 

Mars, l’exploration commence : CR de la conf SAF de JP Bibring du 12 Dec 2012. (06/01/2013)

 

François Forget sur Mars : CR de sa conférence à la SAF le 18 Nov 2009. (04/12/2009)

 

Curiosity et Mars : CR de la conf IAP de F Rocard du 5 Avril 2016. (12/05/2016)

 

Mars, la nouvelle frontière : CR conf Vega avec JP Martin du 8 Octobre 2016  (07/11/2016)

 

1976-2016 : 40 ans sur Mars : CR conf. du  13 Juin 2016 par l’Aérocl de Fr avec O de Goursac etc.. (04/08/2016)

 

Insight : CR du Touch Down sur Mars à la Cité des Sciences de Paris 26 Nov 2018 (01/12/2018)

 

Évènement Exomars direct : CR SAF du 19 Oct 2016 à Poissy avec F. Rocard, JL Bertaux (07/11/2016)

 

François Forget sur Mars : CR de sa conférence à la SAF le 18 Nov 2009

 

Mars, histoire d'un autre monde : CR de la conférence de F Forget aux RCE 2006 le 11 Nov 2006

 

 

 

 

 

 

 

Prochaine conférence mensuelle de la SAF  au CNAM: Vendredi 9 Octobre 2019  19H00

 

CONFÉRENCE de Jean Pierre LUMINET

SUR  « L’UNIVERS DE STEPHEN HAWKING. »

 

 

C’est COMPLET désolé

 

Entrée libre mais réservation obligatoire. (Vigipirate)

 

 

Bon ciel à tous

 

 

Jean Pierre Martin   Président de la commission de cosmologie de la SAF

www.planetastronomy.com

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