Objectifs de la mission
L'ESA a deux objectifs principaux pour la mission ExoMars. Premièrement, l’agence utilise la mission comme test pour développer une technologie qui sera utile aux futurs atterrissages sur Mars. Deuxièmement, les scientifiques aident à trouver et à mesurer un niveau détectable de méthane et d'autres gaz qui sont des indicateurs de la vie biologique et des processus géologiques actifs.
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Orbiteur de gaz trace (TGO)
Comme son nom l’indique, le vaisseau spatial Trace Gas Orbiter (TGO) est conçu pour détecter et mesurer les traces de gaz dans l’atmosphère martienne. Il fera le tour de la planète pendant les quatre prochaines années sur une orbite elliptique située à 400 kilomètres au-dessus de la surface de la planète. Pendant ce temps, le TGO déploiera des instruments de pointe capables de détecter des composants atmosphériques tels que le méthane, la vapeur d'eau, les oxydes d'azote, l'acétylène, etc. Ces derniers instruments sont extrêmement sensibles et fournissent des données trois fois plus précises que les mesures précédentes. Le TGO surveillera également les changements saisonniers dans la composition des gaz atmosphériques et les changements de température, permettant ainsi aux scientifiques de développer un modèle atmosphérique détaillé pour la planète rouge.
Bien que son objectif soit l'atmosphère, le TGO dirigera ses instruments vers la planète située en dessous dans une étude qui cartographiera l'hydrogène souterrain situé jusqu'à un mètre sous la surface de Mars. Ces données serviront à identifier les poches d’eau et de glace cachées sous la surface. Ces zones pourraient aider les scientifiques à choisir des sites d'atterrissage sûrs pour de futures missions ainsi qu'à découvrir des sources souterraines de gaz traces présents dans l'atmosphère. Enfin, le TGO servira de point de contact pour les télécommunications entre l'atterrisseur Schiaparelli sur Mars lors de sa descente et l'arrivée du rover ExoMars en 2020. La mission du TGO se terminera en 2022 après que le vaisseau spatial lui aura envoyé les données finales depuis le rover ExoMars.
Schiaparelli Atterrisseur sur Mars
Contrairement au TGO, conçu pour les études scientifiques et les télécommunications, le Schiaparelli Mars Lander est le cobaye de l’ESA. Sa mission première est de tester les technologies que l'agence a développées pour ses missions sur Mars. Ces technologies incluent la protection thermique extérieure de l'exoshell du module, le système de parachute qui ralentira le module lors de sa descente, l'altimètre radar Doppler qui maintiendra le module en place. trace des altitudes du module pendant la descente, et les propulseurs à propulsion liquide qui freineront la descente et permettront au module d'atterrir avec une légère bosse et non un accident.
Alors que l'atterrisseur entame sa descente dans l'atmosphère maritime, plusieurs ensembles d'instruments seront collecter des données sur la façon dont le module gère les conditions extrêmes qu'il rencontrera lors de sa descente. Le projet Atmospheric Mars Entry and Landing Investigations and Analysis (AMELIA) surveillera les capteurs techniques du vaisseau spatial pendant la descente pour collecter des données atmosphériques, tandis que l’ensemble d’instruments combinés de capteurs aérothermiques et radiométriques (COMARS+) mesurera la pression, la température de surface et le flux thermique sur la surface extérieure du module. Il existe également une caméra de descente qui capturera la surface d'atterrissage ainsi que des images de l'atmosphère à différentes altitudes.
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S'il atterrit avec succès, le module Schiaparelli sera alors utilisé pour la collecte de données de surface, mais seulement sur une portée limitée. L’atterrisseur Schiaparelli ne dispose pas de source d’alimentation à long terme et ne peut fonctionner qu’avec l’alimentation à court terme fournie par les batteries à usage unique du module. En raison de contraintes de taille, le module ne dispose que d'un petit ensemble de capteurs et d'instruments scientifiques qui prendront des mesures pendant deux à huit sols (jours martiens) une fois à la surface. Au cours de sa première et unique semaine, l'atterrisseur utilisera sa charge utile de surface pour la caractérisation des poussières, l'évaluation des risques et Instrumentation d'analyseur d'environnement sur la surface martienne (DREAMS) pour mesurer la vitesse du vent, la direction du vent et la surface température. Le package DREAMS est également capable de mesurer les champs électriques de surface et la manière dont ils interagissent avec la poussière de surface afin que les scientifiques puissent en apprendre davantage sur les tempêtes de poussière martiennes.
Une fois le module Schiaparelli épuisé, la collecte des données de surface prendra fin rapidement. Son travail sera accompli mais l'atterrisseur ne sera pas oublié car il est équipé de rétroréflecteurs laser qui permettront aux futurs vaisseaux spatiaux de Mars de localiser facilement le module selon leurs besoins.
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