Structure emboîtée de la sonde InSight (© NASA)

Une structure emboîtée en poupée russe

Lorsqu'elle quitte la Terre, la sonde InSight ressemble à une poupée russe. Elle se compose tout d'abord d'une capsule d'atterrissage, accrochée à un étage de croisière (un cylindre flanqué de panneaux solaires) qui a pour objectif de conduire l'engin à bon port. Une fois à proximité de Mars, la capsule se sépare de l'étage de croisière, devenu inutile.

La capsule est elle-même constitué de plusieurs éléments : la partie avant est occupée par un large bouclier thermique, tandis que la partie arrière est occupée par un bouclier arrière, qui renferme un parachute. L'atterrisseur InSight, pieds et panneaux solaires repliés, est lui-même pris en sandwich entre le bouclier thermique frontal et le bouclier arrière.

Dernière mise à jour : 28 octobre 2016

Fabrication du bouclier thermique d'InSight (© NASA)

Affronter l'enfer de la traversée atmosphérique

Lors de sa descente vers la surface martienne, l'atterrisseur InSight sera protégé derrière un vaste bouclier thermique de 2,65 mètres de diamètre et de 62 kilogrammes, recouvert de tuiles découpées dans un matériel ablatif.

En abordant la planète à la vitesse de 6,3 km/s, InSight va effectivement frapper très violemment la partie supérieure de l'atmosphère martienne. Même si, à 125 kilomètres d'altitude, la couche d'air qui entoure Mars est très ténue, les forces de friction seront néanmoins considérables, et entraîneront très vite un échauffement conséquent de la surface du vaisseau, qui sera porté à plusieurs milliers de degrés.

Le bouclier thermique protège la sonde InSight de l'échauffement provoqué par la friction avec l'atmosphère durant la phase d'entrée atmosphérique (© NASA).

En brûlant lentement, les tuiles ablatives du bouclier thermique absorberont une grande partie de l'énergie dégagée par l'entrée dans l'atmosphère, en protégeant du même coup l'atterrisseur.

Dernière mise à jour : 28 octobre 2016

Test en soufflerie du parachute de 12 mètres de diamètre de la sonde InSight. Le tunnel mesure 24 mètres de hauteur et 37 mètres de longueur (© NASA)

Un parachute de grand diamètre

Malgré l'important freinage dû à la friction du bouclier thermique avec les hautes couches de l'atmosphère martienne, la vitesse de la sonde InSight est encore trop importante pour que celle-ci puisse se poser en douceur sur le sol martien.

A une altitude d'environ 9 kilomètres, l'atterrisseur va donc déployer un parachute, une large corolle de tissu d'un diamètre de 12 mètres. Le parachute d'InSight possède une structure dite en disk-gap-band.

Son ouverture a lieu grâce à la mise à feu d'un mortier, l'emploi d'un parachute extracteur n'étant pas possible à cause de la faible densité de l'atmosphère martienne et de l'importante vitesse de la sonde à ce moment-là.

Dernière mise à jour : 28 octobre 2016

Phase finale de descente propulsée de la sonde InSight (© David Ducros)

Freinage final par rétrofusées

Le freinage final de l'atterrisseur InSight est assuré par trois grappes de quatre rétrofusées, fixées sur la plateforme de la sonde. Consommant de l'hydrazine stockée dans un réservoir pressurisé, chaque moteur développe une poussée de 300 newtons environ.

Les rétrofusées embarquées sur InSight fonctionnent par pulses : contrairement aux moteurs à poussées variables, utilisées par exemple sur les sondes Viking en 1976 et le rover Curiosity en 2012, la poussée est ici contrôlée par un allumage et une extinction incessant des fusées, qui sont placées sous l'autorité de l'ordinateur de bord.

Les moteurs ne sont coupés qu'une fois les pieds de la sonde en contact avec le sol. Cependant, l'échappement des moteurs est tel que le site d'atterrissage ne sera que peu perturbé par l'arrivée de l'engin, et la quantité de poussière soulevée par les jets de gaz sera réduite à un minimum.

Dernière mise à jour : 28 octobre 2016

Radar de descente de la sonde InSight (© NASA/JPL-Caltech/Lockheed Martin)

Radar altimétrique de descente

La sonde InSight dispose d'un radar de descente, fixée sous la plateforme, et dont l'objectif est de mesurer l'évolution de la vitesse et de l'altitude durant la descente vers la surface martienne.

Disposant de quatre antennes radio (une paire pour l'altitude et trois paires pour la vitesse horizontale), le radar s'initialisera à une altitude d'environ 6 kilomètres.

Les données fournies par le radar seront essentiels à l'ordinateur de bord, qui a la lourde charge de contrôler l'incroyable chorégraphie qui doit permettre à l'atterrisseur InSight de rejoindre sain et sauf la surface rouillée de la planète rouge.

L'atterrisseur InSight intégré à l'étage de croisière et vu de dessous, montrant les antennes du radar de descente (© NASA/JPL-Caltech).

Dernière mise à jour : 4 avril 2018