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Mars Cube One

Deux anges gardiens pour InSight

Dans son périple vers la planète Mars, la sonde InSight est accompagnée par des anges gardiens très particuliers : deux nanosatellites de la taille d'une valise, totalement autonome, et dont le rôle sera de relayer vers la Terre des informations cruciales durant le déroulement de la phase d'atterrissage.

Des satellites autonomes de la taille d'une valise

Nanosatellite Mars Cube One. Ce satellite CubeSat jouera le rôle de relais de communication durant la phase d'atterrissage (© NASA/JPL)Nanosatellite Mars Cube One. Ce satellite CubeSat jouera le rôle de relais de communication durant la phase d'atterrissage (© NASA/JPL)

Baptisés Mars Cube One (MarCO), ces nanosatellites répondant au standard CubeSat sont des démonstrateurs technologiques qui serviront à valider différents systèmes qui pourraient jouer un rôle essentiel dans le futur de l'exploration planétaire. Si les nanosatellites, dont certains sont conçus par des universités, sont de plus en plus courant autour de la Terre, aucun ne s'est encore aventuré dans l'espace profond.

Les nanosatellites CubeSat sont des satellites miniatures, constitués d'un nombre variable d'unité, chaque unité (U) ayant la forme d'un cube de 10 cm de côté. Les nanosatellites Mars Cube sont assemblés avec 6 unités chacun (6U).

Les deux Mars Cube One occupent un volume relativement réduit : ils mesurent 36,6 cm de longueur, pour 24,3 centimètres de largeur et 11,8 centimètre de hauteur, soit la taille d'un petit bagage cabine. Ils disposent de tous les sous-systèmes rencontrés sur des satellites de plus grand taille, et sont donc totalement autonomes. Jugez plutôt : chaque Mars Cube possède deux panneaux solaires, un système de propulsion par gaz froids pour les corrections de trajectoire et les changements d'orientation dans l'espace, et des senseurs solaires pour se repérer dans l'espace.

Conçus comme des relais radio, ils sont également bardés d'antennes de communication fonctionnant en bande X, à la fois en réception et en transmission. La plus grande est une antenne grand gain rectangulaire déployable, dont la conception la rend tout à fait comparable aux antennes paraboliques classiquement utilisées sur les satellites. Des antennes à moyen gain et à faible gain viennent épauler l'antenne grand gain. Enfin, chaque MarCO est également équipé d'une antenne UHF (qui fonctionne seulement en réception) pour pouvoir écouter les signaux UHF qui seront émis par InSight lors de sa descente vers Mars. Les communications auront lieu avec un débit de 8 kbps, que ce soit entre InSight et les MarCO, ou entre les MarCO et les antennes de 70 mètres du réseau terrestre d'écoute de l'espace lointain (DSN) de la NASA.

Dessin d'artiste de deux nanosatellites Mars Cube (© NASA/JPL)Dessin d'artiste de deux nanosatellites Mars Cube en train de relayer les données durant la phase d'atterrissage d'InSight (© NASA/JPL)Orbitant autour de la planète depuis mars 2006, la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a été choisie pour suivre la plongée d'InSight vers la surface rouillée de la planète rouge en novembre 2018.

Cependant, malgré sa puissance, Mars Reconnaissance Orbiter n'a pas été conçu pour pouvoir d'un côté recevoir les données UHF d'InSight, et de l'autre retransmettre simultanément ces mêmes informations dans une autre fréquence, en bande X, vers la Terre.

De plus, les positions relatives de la Terre, de Mars et de MRO font que ce dernier ne pourra relayer vers le centre de contrôle terrestre les données qu'il aura enregistré que plusieurs heures après l'atterrissage de la sonde InSight. Enfin, contrairement à d'autres sondes, InSight n'a pas la capacité de transmettre directement des informations à la Terre durant sa descente vers Mars. D'où l'intérêt des  deux nanosatellites MarCO, qui, en permettant de recevoir et d'émettre en même temps des signaux radios, vont offrir aux contrôleurs au sol la possibilité de suivre en direct l'arrivée fracassante d'InSight sur la plaine d'Elysium.

Passagers clandestins

Les nanosatellites seront lancés en même temps qu'InSight au mois de mai 2018. La puissance du lanceur utilisé pour injecter InSight sur sa trajectoire martienne est telle que l'emport d'une charge supplémentaire n'est en aucun cas problématique. Au lancement, les deux MarCO sont attachés sur l'extrémité basse de l'étage supérieur Centaur, près de la tuyère, dans des containers spéciaux, tandis qu'InSight est situé dans la coiffe à l'autre extrémité de l'étage Centaur, à son sommet.

Dessin d'artiste de deux nanosatellites Mars Cube (© NASA/JPL)Dessin d'artiste des deux nanosatellites Mars Cube volant en formation derrière InSight (© NASA/JPL)Le déploiement des MarCO a lieu après le début d'une manoeuvre appelé CCAM (Contamination Collision Avoidance Maneuver). Cette dernière permet d'éviter que l'étage supérieur Centaur ne s'écrase sur la planète Mars, avec les risques de contamination de la surface que cela suppose. Alors que la manoeuvre CCAM est en cours, le premier Mars Cube est déployé. L'étage Centaur effectue alors un tour de 180° sur lui-même, libère le second Mars Cube, et termine la manoeuvre d'évitement de collision.

A partir de là, les deux nanosatellites Mars Cube vont voler en formation derrière InSight, de manière autonome. Doté d'un système de propulsion, ils pourront modifier leur trajectoire durant le trajet Terre - Mars. Au moment de l'atterrissage, six mois après le lancement, ils seront aux premières loges pour retransmettre en temps réel le déroulement de ce dernier. Une fois leur mission terminée, les deux Mars Cube dépasseront Mars et iront se perdre dans l'espace interplanétaire.

Dernière mise à jour : 28 octobre 2016

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