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Premier ajustement de trajectoire pour InSight

La sonde InSight a réalisé sa première manœuvre de correction de trajectoire

Le 22 mai 2018, InSight a allumé ses moteurs pour réaliser sa première manœuvre de correction de trajectoire. Contrairement à ce que l'on pourrait croire, la fusée Atlas V utilisée pour lancer la sonde le 5 mai dernier n'a pas visé la planète rouge. Bien au contraire, les ingénieurs avaient programmé le lanceur pour qu'il injecte InSight sur une trajectoire qui passait délibérément à côté de Mars.

Représentation d'artiste de la sonde InSight durant le trajet Terre - Mars (© NASA/JPL).Représentation d'artiste de la sonde InSight durant le trajet Terre - Mars. Les moteurs permettant les changements de trajectoire sont situés directement sur l'atterrisseur, et dépassent du bouclier arrière conique blanc par quatre opercules spécialement aménagés (© NASA/JPL).

 

Pour éviter de contaminer la planète Mars avec des formes de vie terrestres, tous les engins qui sont envoyés là-bas sont stérilisés de manière plus ou moins drastiques pour se conformer aux règles de protection planétaire. Les opérations de nettoyage et décontamination sont cependant très coûteuses, et elles ne sont pas mises en œuvre pour les lanceurs, y compris pour le dernier étage qui arrache les sondes à l'attraction terrestre, et qui suit donc inévitablement ces dernières sur sa lancée. Pour éviter tout risque de crash de l'étage supérieur Centaur de la fusée Atlas V sur Mars, InSight a donc été pointée non pas en plein dans sa direction, mais un peu à côté. Charge ensuite aux navigateurs interplanétaires de replacer le vaisseau sur son droit chemin.

Manœuvres de correction de trajectoire

La sonde InSight dans le logiciel Eyes of the Solar System de la NASA (© NASA/JPL).La sonde InSight dans le logiciel Eyes of the Solar System de la NASA, librement téléchargeable sur Internet (© NASA/JPL).

Pour changer sa course dans l'espace, InSight s'appuie sur des moteurs fusées dédiés spécialement à ces opérations.

Quatre modules propulsifs (REM) sont fixés sur l'atterrisseur, et dépassent du bouclier arrière de la sonde par des opercules rectangulaires. Chacun de ces modules comporte un moteur de correction de trajectoire (MR-106E), capable de délivrer une poussée de 22 newtons, et un moteur de changement d'attitude (MR-111C) d'une puissance de 4,5 newtons.

En termes de changement de vitesse, la manœuvre du 22 mai (TCM-1) était la plus importante, et les moteurs MR-106E sont restés allumés pendant 40 secondes, provoquant une altération de 3,8 m/s (soit 137 km/h). Si cette opération avait pour but d'annuler la plus grande partie du biais introduit au lancement, d'autres manœuvres plus subtiles sont ensuite programmées pour permettre à InSight de s'aligner le plus précisément possible avec son point d'entrée dans l'atmosphère martienne (une cible rectangulaire de seulement 10 km sur 24 km).

Jusqu'à l'atterrissage, prévu pour le 26 novembre prochain, cinq autres modifications de trajectoire sont donc portées au plan de vol : les trois premières auront lieu respectivement 60, 45 et 15 jours avant l'arrivée sur Mars (soit le 28 juillet, le 12 octobre et le 11 novembre 2018). Les deux dernières (18/21 novembre et 25/26 novembre) seront uniquement mises à profit en cas d'urgence absolue, si une anomalie critique est détectée dans la trajectoire du vaisseau juste avant l'atterrissage.

A intervalle régulier, la trajectoire d'InSight dans l'espace est analysée avec une attention extrême par les navigateurs interplanétaires du Jet Propulsion Laboratory (JPL), grâce notamment aux antennes géantes du réseau d'écoute de l'espace lointain de la NASA (DSN, Deep Space Network), épaulées par des stations de l'agence spatiale européenne (ESA). La distance entre la sonde et la Terre est déterminée, tout comme la vitesse de l'engin grâce à l'effet Doppler. Enfin, une technique avancée, nommée Delta DOR, qui nécessite l'emploi simultané de deux antennes situées sur des sites différents, donne un éclairage supplémentaire sur la position réelle de la sonde dans l'espace.

Navigation interplanétaire

Si, après une correction de trajectoire, les navigateurs vérifient que la manœuvre a bien eu les effets escomptés sur la position et la vitesse de la sonde, leur travail consiste également à modéliser du mieux possible toutes les forces qui s'exercent en permanence sur le vaisseau, des plus importantes aux plus ténues, et à corriger les dérives induites.

Les manœuvres de correction de trajectoire (TCM) des nanosatellites MarCO (© NASA/JPL).Les manœuvres de correction de trajectoire (TCM) des nanosatellites MarCO (© NASA/JPL).

Chaque jour, InSight allume ainsi brièvement ses moteurs de contrôle d'attitude, pour permettre à l'engin de garder ses panneaux solaires orientés vers le soleil, tout en maintenant les antennes pointées vers la Terre. Ces mises à feu quotidiennes introduisent des erreurs dans la trajectoire de la sonde qui doivent être mesurées puis contrebalancées. Des forces encore plus faibles s'appliquent également sur le vaisseau, comme la pression solaire, une poussée du champ électromagnétique émis par notre étoile dont l'influence à tout instant est négligeable, mais qui, cumulée sur de nombreux mois, peut perturber de manière significative une orbite.

InSight est accompagné dans son voyage vers Mars par deux nanosatellites, Wall-E et Eva. Eux aussi vont effectuer tout au long de leur périple des manœuvres de correction de trajectoire, de manière à se retrouver dans la meilleure configuration possible pour relayer le signal radio de l'atterrisseur lorsque ce dernier descendra dans l'atmosphère martienne le 26 novembre. Il est possible de suivre en temps réel le voyage d'InSight, d'Eva et Wall-E grâce au logiciel Eyes on the Solar System, développé par la NASA et disponible librement sur Internet.

Dernière mise à jour : 28 mai 2018.

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