Une Atlas V pour lancer le Mars Science Laboratory

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Source: http://www.flashespace.com/html/juin06/07_06.htm

Lockheed Martin a remporté le contrat portant sur le lancement du rover Mars Science Laboratory. Le centre spatial Kennedy de la NASA a donc choisi d'utiliser le lanceur le plus puissant de la famille Atlas. Le lancement est prévu à l'intérieur d'une fenêtre de tir s'ouvrant le 15 septembre 2009 et se fermant le 4 octobre de la même année. L'atterrissage sur la planète Mars est prévu entre le 10 juillet et le 22 septembre 2010.

Le choix d'une Atlas V peut paraître disproportionné, mais s'explique facilement.. Avec une masse de 2800 kg au lancement, MSL est le rover le plus lourd jamais construit et envoyé sur Mars. Surtout, il a besoin d'une coiffe suffisamment vaste pour emporter le bouclier thermique qui sera utilisé lors de la descente dans l'atmosphère martienne. Le choix de la NASA s'est donc porté sur une Atlas V de la série 500. Ce lanceur est capable de lancer plus de 8 tonnes sur l'orbite de transfert géostationnaire. Surtout, il a la particularité d'être équipé d'une coiffe d'un diamètre de 5 m, parfaite pour emporter le Mars Science Laboratory.

Mars Science Laboratory

D'une durée de vie opérationnelle d'au moins 2 ans, le rover marque une rupture technologique significative par rapport aux générations précédentes. Il est sensiblement plus puissant et plus grand, de la taille d'une petite voiture. Avec un poids de quelque 775 kg sur Mars, Mars Science Laboratory sera bien plus lourd que les 10,5 kg du Sojourner de Mars Pathfinder (1997) et les 170 kg de chaque rover des missions MER (2004).

Il embarque une charge utile hors du commun de sorte que sa capacité d'analyse sera bien plus performante que celle des rovers MER Spirit et Opportunity actuellement sur Mars.

Démonstrateur de technologies

On le sait moins, mais la mission s'appuiera sur plusieurs technologiques innovantes sur lesquelles la NASA compte beaucoup. De fait, il est important que la mission réussisse car MSL préfigure ce que sera la prochaine génération de rover. Un échec compromettrait sérieusement les plans futurs de la NASA et marquerait un retour en arrière.

D'un point de vue pratique, MSL doit démontrer la capacité d'un engin martien à se déplacer sur longue distance, de 5 à 20 kilomètres. Dans le cas de MSL, la NASA s'attend à ce que la vitesse moyenne de déplacement de l'engin soit d'environ 30 mètres par heure, bien que le rover soit conçu pour rouler jusqu'à 90 mètres par heure. Cette moyenne s'explique par les niveaux de puissance qui peuvent fluctuer, la texture du terrain qui peut à certains endroits être moins roulant. D'autres paramètres, comme l'inclinaison du terrain ou une faible visibilité (tempête de poussière) peuvent ralentir le déplacement du rover. MSL sera capable de rouler sur des obstacles d'une hauteur d'environ 75 centimètres.

Un générateur isotopique

Autre innovation majeure, le rover sera alimenté par un générateur isotopique ce qui fait de lui le premier engin nucléaire envoyé sur Mars. ce générateur produira l'électricité nécessaire à partir de la chaleur produite par la décroissance radioactive du plutonium. Ce type d'alimentation, bien que difficile à faire accepter au grand public est la seule capable de répondre aux besoins du rover tout au long de sa durée de vie opérationnelle d'au moins une année martienne (687 jours terrestres). D'autant plus que le site d'atterrissage du rover se situe vraisemblablement dans une région des latitudes élevés. Or, ces régions sont connues pour leur environnement extrême. Les changements de saisons s'accompagnent de conditions climatiques difficiles et les températures peuvent descendre jusqu'à -100 degrés C et monter jusqu'à 80 degrés C. De fait, l'usage de panneaux solaires apparaît très risqué. Ils peuvent être dans l'incapacité de produire suffisamment d'énergie pendant plusieurs jours, ce qui peut être fatal au rover.

Un atterrissage de précision

Il s'agira également de la première mission à viser un atterrissage de précision de façon à atteindre des sites scientifiques à la fois prometteurs et difficiles à atteindre. La NASA vise une zone d'atterrissage d'un diamètre de 20 km. Notez que le site sera choisi à partir des images de la caméra Hirise de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.

Autres technologiques innovantes, un mixte de tout ce qui a été fait pour poser un engin sur Mars avec un final palpitant. Cette phase de la mission sera cruciale du fait que c'est la première fois que la NASA posera une charge aussi lourde sur Mars. il y a les 775 kg du rover, mais c'est jusqu'à 1100 kg qu'il faudra contrôler pendant la phase de descente.

Pendant les 3 dernières minutes avant son atterrissage, le rover utilisera un parachute pour freiner sa chute dans l'atmosphère. 500 mètres avant de toucher le sol, des rétro-fusées entrent en action et quelques secondes avant la partie haute du rover déposera le rover au bout d'un câble sur la surface, telle une grue de chantier.
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@Mustard a écrit:Source: http://www.flashespace.com/html/juin06/07_06.htm

Lockheed Martin a remporté le contrat portant sur le lancement du rover Mars Science Laboratory. Le centre spatial Kennedy de la NASA a donc choisi d'utiliser le lanceur le plus puissant de la famille Atlas.
.../cut/...

Le choix d'une Atlas V peut paraître disproportionné, mais s'explique facilement..
.../cut/...Le choix de la NASA s'est donc porté sur une Atlas V de la série 500. Ce lanceur est capable de lancer plus de 8 tonnes sur l'orbite de transfert géostationnaire. Surtout, il a la particularité d'être équipé d'une coiffe d'un diamètre de 5 m, parfaite pour emporter le Mars Science Laboratory.


Puisqu'on parle de gros lanceur , quelqu'un saurait-il si la Delta IV Heavy a été réutilisée depuis son vol d'essai en décembre 2004 (avec une charge d'essai et un arrêt prématuré de la propulsion donc semi-échec) ?

La taille du rover martien est impressionante. Les USA travaillent-ils en solo ou en coopération internationale ?


:?:
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@montmein69 a écrit:La taille du rover martien est impressionante. Les USA travaillent-ils en solo ou en coopération internationale ?
Beaucoup d'instruments de MSL sont réalisés en coopération avec différents labos du monde (dont la France).
Voir ici les instruments sur la page du JPL et notamment ChemCam en coopération avec la France.
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@montmein69 a écrit:
Puisqu'on parle de gros lanceur , quelqu'un saurait-il si la Delta IV Heavy a été réutilisée depuis son vol d'essai en décembre 2004 (avec une charge d'essai et un arrêt prématuré de la propulsion donc semi-échec) ?

Non depuis l'incident de décembre 2004, aucune Delta IV Heavy n'a volé. Je pense que son taux d'utilisation sera proche de celui de Titan 4, à savoir de 1 à 2 vols par an. Je pense qu'il est prévu un vol cette année mais aucune date n'est fixée. Boeing doit rattrapper le retard dans son calendrier suite aux grèves qui ont eu lieu en 2005.
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C'est vraiment un monstre ce lanceur ! C'est le plus gros lanceur américain ? (hors shuttle)
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@Mustard a écrit:Source: http://www.flashespace.com/html/juin06/07_06.htm
[...] 500 mètres avant de toucher le sol, des rétro-fusées entrent en action et quelques secondes avant la partie haute du rover déposera le rover au bout d'un câble sur la surface, telle une grue de chantier.
Je dois dire que je visualise mal cette phase. Quelques secondes avant ? avant quoi?
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@Mustard a écrit:
...
Un générateur isotopique
Autre innovation majeure, le rover sera alimenté par un générateur isotopique ce qui fait de lui le premier engin nucléaire envoyé sur Mars. ce générateur produira l'électricité nécessaire à partir de la chaleur produite par la décroissance radioactive du plutonium. Ce type d'alimentation, bien que difficile à faire accepter au grand public est la seule capable de répondre aux besoins du rover tout au long de sa durée de vie opérationnelle d'au moins une année martienne (687 jours terrestres)...

Viking I et II utilisaient déjà des générateurs radioisotopiques en 1976...
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Astrogreg a écrit:C'est vraiment un monstre ce lanceur ! C'est le plus gros lanceur américain ? (hors shuttle)

Depuis la mise à la retraite de Titan IV, on peut dire que Delta IV Heavy est le lanceur le plus puissant de la gamme américaine et même le lanceur le plus puissant au monde hormis la navette. Il a été question pendant un moment d'une Atlas V Heavy mais même le site du constructeur n'en parle plus.

Si tu veux plus d'infos sur la Delta IV, tu peux toujours visiter mon site
http://users.skynet.be/Yantar/delta_10.htm
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@Yantar a écrit:Depuis la mise à la retraite de Titan IV, on peut dire que Delta IV Heavy est le lanceur le plus puissant de la gamme américaine et même le lanceur le plus puissant au monde hormis la navette.
Bonjour

Intéressant tout ça.
Mais au fait, quel est le critère retenu pour exprimer cette "puissance" et comparer les lanceurs ?

Cordialement,
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La charge utile transportable en LEO et GEO je suppose.
Pourquoi les américains n'utilisent plus leurs airbags cette fois-ci ? Trop gros rovers ?
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@mic8 a écrit:
@Mustard a écrit:Source: http://www.flashespace.com/html/juin06/07_06.htm
[...] 500 mètres avant de toucher le sol, des rétro-fusées entrent en action et quelques secondes avant la partie haute du rover déposera le rover au bout d'un câble sur la surface, telle une grue de chantier.
Je dois dire que je visualise mal cette phase. Quelques secondes avant ? avant quoi?

Avant le contact au sol.
quand l'essemble arrivera à quelques metres du sol, le rover sera déposé par cable.
Perso je visualise bien mais je trouve la manoeuvre assez risquée. Apparement le rover sera trop gros pour réitérer l'atterrissage en airbags.
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Astrogreg a écrit:La charge utile transportable en LEO et GEO je suppose.
Pourquoi les américains n'utilisent plus leurs airbags cette fois-ci ? Trop gros rovers ?
Euh ... et la navette peut envoyer combien en GEO ?
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La navette est hors concours on va dire, son cas est très particulier. A part Magellan par exemple, qui portait lui même son propre étage supérieur, la navette n'est pas faite pour envoyer des satellites autre part qu'en orbite basse, où elle la gagnante toutes catégories !
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Effectivement MSL est trop gros pour pouvoir atterrir avec le système d'airbag.
Du coup MSL va utiliser un système d'atterrissage propulsé.
Auparavant la sonde utilisera un système de contrôle de la rentrée atmosphérique pour diminuer la taille de l'ellipse d'incertitude à l'arrivée.
A l'arrivée le rover sera directement suspendu sous la plate forme propulsée qui le déposera dans une zone sûre.

Une Atlas V pour lancer le Mars Science Laboratory Entry1

Une Atlas V pour lancer le Mars Science Laboratory Entry2

Une Atlas V pour lancer le Mars Science Laboratory Edl3_th250

Bref une mission novatrice par bien des aspects, on croise les doigts !
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Beau dessin de démonstration Steph, merci.
Là pas de doute, l'atterrissage sera très délicat.
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Et méchamment même...
Je pense que si on devait catégorier le type d'atterrissage, ici il pourrait porter le 3
Niveau 1 ("facile") avec les airbags comme les MER ou Mars-Pathfinder
Niveau 2 ("moyen") avec un système embarqué de propulsion Viking ou MPL
Niveau 3 ("difficile") système propulsif largable.
Quand je pense que le niveau 1 est déjà délicat... Je n'ose pas imaginer le dernier. Mais bon, la Nasa a réussi des atterissages depuis, récolté des données très fines sur les rentrées atmosphériques martiennes, l'atmosphère même de la planète rouge.

En ce qui concerne les airbags, il me semble que les MER étaient déjà très lourds pour cette technique d'aterrissage. Plus lourd, il faut envisager une autre méthode. Et puis il faut penser à la saison à laquelle le rover doit atterrir. La pression atmosphérique change pas mal entre l'été et l'hiver.
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Désormais on connait bien les divers paramètres de Mars pour l'atterrissage des sondes (altimétrie et pression atmosphérique).
En plus avec l'énorme boulot que va abattre MRO cela va aller en s'améliorant.
Il faut aussi noter que MSL permettra de voir si on est capable de réaliser des atterrissages précis (précision kilométrique), intéressant pour l'avenir ...
Enfin pour un ingénieur, tout ça est passionnant :lol!:
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Steph a écrit:[...]Bref une mission novatrice par bien des aspects, on croise les doigts !
Ben voilà, quand on m'explique lentement je comprends mieux.
En fait, ce qui m'interpellait c'était le fait de descendre le rover tout en étant en "suspension" (en fait plutôt en freinage) par les rétro-fusées. Faut oser ! :shock:
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C'est vrai qu'un petit schéma vaut mieux qu'un long discours !!
La première fois que j'ai lu ces histoires de "skycrane", j'ai vraiment eu du mal à comprendre de quoi il s'agissait !!
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@mic8 a écrit:
En fait, ce qui m'interpellait c'était le fait de descendre le rover tout en étant en "suspension" (en fait plutôt en freinage) par les rétro-fusées. Faut oser ! :shock:

Maintenir une charge au bout d'un cable dans le flux des rétro-fusées ... c'est effectivement original ...

J'oserai une image ... l'homme canon qui veut jouer au fil-de-ferriste et au trapéziste.

A-t'on déjà tenté ce genre de prouesse ?

:?: :?:
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