Beagle 2
par Nicolas Rosseels
publié le 25 janvier 2003, modifié le 7 février 2004
Beagle 2 était un petit atterrisseur britannique destiné à se poser sur la planète Mars. Après avoir été accroché à la sonde Mars Express pour effectuer la plus grande partie de son trajet entre la Terre et Mars, Beagle 2 s'en était séparé le 19 décembre 2003 pour achever seul son voyage.
Il devait atterrir sur Mars le 25 décembre 2003 mais on est resté sans nouvelles de lui.
Il était équipé d'un bras robotisé et d'une "taupe" qui devaient permettre de prélever différents échantillons pour les étudier.
Cet atterrisseur était très léger malgré le grand nombre d'instruments qu'il contenait. Sa masse devait initialement s'élever à plus de 100 kilos, mais il avait fallu la ramener à moins de 60 kilos pour qu'elle puisse être transportée par Mars Express. Beagle 2 devait accomplir sa mission en 180 jours martiens (un jour martien équivaut plus ou moins à un jour terrestre).
Masse: 60 kg
Développement: Consortium d'universités britanniques.
Date de lancement: 2 Juin 2003
Lieu de lancement: Cosmodrome de Baïkonour (Kazakhstan)
Lanceur:
Soyouz / Fregat
Objectifs
- Rechercher des indices
qui indiqueraient que la vie aurait pu se développer sur Mars, tels que la présence d'eau
ou l'existence de carbonates ou de résidus organiques.
- Rechercher dans l'atmosphère
martienne des traces de vie encore existante.
- Déterminer précisément la
composition de l'atmosphère afin de déterminer l'histoire géologique de la planète.
-
Décrire la morphologie géologique du site d'atterrissage.
- Étudier l'état d'oxydation
du sol martien, de l'intérieur des rochers et du sol sous ceux-ci.
- Déterminer
la nature géologique des rocs, leur composition chimique et minéralogique et leur
âge.
- Évaluer les conditions environnementales à la surface de Mars (température,
pression, vitesse du vent, rayonnement ultraviolet, poussières, ...).
Site
d'atterrissage
Le site choisi pour l'atterrissage de Beagle 2 était Isidis
Planitia (10,6° nord - 270° ouest). Ce site avait été choisi en tenant compte de différentes
contraintes techniques et des objectifs scientifiques de la mission.
Ce large
bassin sédimentaire pourrait avoir conservé des traces de vie, ce qui le rend particulièrement
intéressant au niveau scientifique. Sa latitude très proche de l'équateur martien
permettait de minimiser l'isolation thermique nécessaire pour que la sonde supporte les nuits glaciales de Mars. De plus, cette région n'est ni trop poussiéreuse
ni trop rocailleuse, ce qui aurait dû permettre à Beagle 2 d'atterrir et de fonctionner
sans problème. Il devait, cependant, y avoir suffisamment de rochers pour que le
site soit intéressant au niveau scientifique. Sa basse altitude garantissait une atmosphère
suffisamment épaisse à cet endroit pour permettre aux parachutes de ralentir la
descente de la sonde.
Largage, descente et atterrissage
Le 19 décembre 2003, un mécanisme à base de ressort sur Mars Express a éjecté
Beagle 2. La descente s'est ensuite faite uniquement grâce à l'attraction gravitationnelle.
Le bouclier thermique devait protéger la sonde de l'augmentation de température due aux
frottements avec la haute atmosphère. Ces mêmes frottements devaient ralentir Beagle 2 jusqu'à
ce qu'il atteigne une vitesse de 1600 kilomètres par heure. Ensuite, des parachutes
devaient être déployés pour continuer la décélération. A la fin de la descente, des airbags devaient être gonflés pour protéger la sonde lors de l'atterrissage. Dès que celle-ci se serait immobilisée, les airbags devaient être dégonflés et éjectés afin qu'ils ne soient pas gênants pour la mission.
Déploiement
Après l'atterrissage,
les panneaux solaires devaient d'abord être déployés pour permettre aux batteries de se
recharger.
Ensuite, le bras robotisé devait être activé. Il était prévu que les deux caméras stéréoscopiques
prendraient des photos panoramiques du site d'atterrissage ainsi que des photos du
sol et des cailloux aux alentours de la sonde afin d'identifier les candidats potentiels
pour des analyses.
Caractéristiques techniques
Système de communications
Un système
de télécommunications directes avec la Terre aurait trop alourdi Beagle 2. Les communications
devaient donc se faire par l'intermédiaire de Mars Express. Celle-ci n'aurait été dans la ligne
de vue de l'atterrisseur qu'à certains endroits de son orbite. Les communications
auraient donc dû avoir lieu sur des périodes de quelques minutes seulement.
La communication
était particulièrement difficile au début de la mission, puisque Mars Express était
très occupée dans des manoeuvres de mise en orbite. Cette période étant très importante
pour le succès de la mission, l'ESA espérait pouvoir rester en contact avec Beagle
2 par l'intermédiaire de la sonde américaine Mars Odyssey. On est cependant resté sans nouvelles de Beagle 2.
Alimentation
électrique
La puissance électrique nécessaire pour les instruments de
Beagle 2 devait être fournie par un ensemble de batteries Lithium-Ion. Ces batteries auraient été
chargées par cinq panneaux solaires d'une superficie totale d'un mètre carré. Quatre
des cinq panneaux étaient montés sur des "pétales" qui devaient s'ouvrir juste après l'atterrissage.
Pour conserver les batteries à une température de fonctionnement suffisamment élevée,
une couche de matériau thermo-absorbant devait transférer la chaleur du Soleil dans les
batteries le jour. Cette chaleur aurait été emmagasinée dans une masse d'eau qui l'aurait libérée
la nuit afin de maintenir les batteries à une température minimale de -20°C.
RSA
- Robotic Sampling Arm (Bras robotisé)
Le bras robotisé de Beagle 2 avait été
conçu pour permettre à la sonde de déplacer et de déployer certains instruments à
des endroits où ils auraient pu étudier ou prélever des échantillons de sol ou de rocs.
C'est pour cette raison que la majorité des instruments se trouvaient concentrés au
bout de ce bras. Ils formaient le PAW (Position Adjustable Workbench).
Instruments
GAP
- Gas Analysis Package
Cet instrument consistait en douze fours dans lesquels
auraient pu être chauffés progressivement, en présence d'oxygène, des échantillons de
sol ou de rocs. L'abondance des isotopes 12 et 13 du carbone aurait été mesurée dans un
spectromètre de masse qui aurait récolté le dioxyde de carbone dégagé à chaque palier
de température.
La température à laquelle se forme de dioxyde de carbone donne
une indication quant à l'origine du carbone. En effet, les matières organiques brûlent
à des températures plus basses que les carbonates.
ESS - Environnemental
Sensor Suite
Un ensemble de petits capteurs devaient mesurer différents aspects
de l'environnement martien afin de déterminer si la vie a pu exister ou si elle existe
encore sur Mars. Les capteurs météorologiques devaient mesurer la pression atmosphérique,
la température et la vitesse et la direction du vent. Le rayonnement ultraviolet
et la concentration de gaz oxydant auraient également été mesurés. Lors de la descente
de Beagle 2, des mesures de pression, de densité et de taux de chute de poussière
devaient être prises dans la haute atmosphère martienne.
PAW - Position Adjustable
Workbench
Le PAW était l'ensemble formé par tous les instruments se trouvant
au bout du bras robotisé. Sa conception était remarquable en termes de miniaturisation
et de minimisation de la masse. Malgré qu'il ne pesait que 2,5 kilos, il contenait une
grande partie des instruments de Beagle 2.
Instruments du PAW (Position Adjustable Workbench)
Système d'imagerie stéréoscopique
Le
rôle principal de ce système composé de deux appareils photo, était de construire un
modèle en trois dimensions de la zone accessible au bras robotisé juste après le
déploiement. Ce modèle devait ensuite servir de base pour donner des ordres au bras.
Microscope
Le
microscope était capable d'observer des détails de la surface et des rocs martiens
jusqu'à une taille de quatre millièmes de millimètres, ce qui devait être suffisant
pour éventuellement identifier des bactéries.
Des diodes luminescentes (LEDs)
auraient permis de faire des observations des échantillons sous différentes illuminations
(rouge, verte, bleue et ultraviolette). La diode UV aurait été utilisée pour repérer des
roches fluorescentes. Bien que certains composants inorganiques soient fluorescents,
c'est surtout la chlorophylle, également fluorescente, que la sonde aurait cherchée.
Spectromètre
Mössbauer
Le spectromètre Mössbauer devait inspecter la composition minéralogique
des rocs et du sol en les irradiant à l'aide de rayons gamma émis par une source
radioactive au cobalt 57 et en mesurant le spectre des rayons réfléchis. Il devait permettre
d'identifier des atomes de fer et de déterminer les différents types d'oxyde de fer
présents à la surface de Mars, ce qui aurait donné des informations sur les conditions
qui ont régné sur Mars.
Le spectromètre devait également aider à déterminer
la nature oxydante de l'atmosphère martienne actuelle.
Spectromètre à rayons
X
Le spectromètre à rayons X devait mesurer la concentration en différents éléments
dans les rocs qu'il aurait bombardés de rayons X. Les rayons renvoyés par l'échantillon
auraient permis d'identifier les caractéristiques des éléments présents.
PLUTO
- PLanetary Underground Tool (Mole - La « taupe » )
La taupe devait collecter
des échantillons dans le sol martien afin de les amener au GAP (Gas Analysis Package).
Grâce un système de ressort compressé, elle devait creuser soit perpendiculairement à la
surface, soit horizontalement, jusqu'à une profondeur de 1,5 mètres. Elle aurait cherché
sous la surface également des roches à analyser.
Dénoyauteuse et broyeur
Cet
appareil devait broyer la surface des rocs à analyser pour les débarrasser de la couche restée en contact avec l'atmosphère; il devait ensuite forer sur une profondeur
de quatre millimètres pour obtenir de la poudre à analyser dans le GAP (Gas
Analysis Package). Trois ou quatre échantillons auraient été prélevés de cette manière.
)
)
)
)
)
){kind=small}