Vue d'artiste de l'orbiteur de gaz trace ExoMars 2016 sur Mars. Crédit :ESA/ATG medialab
L'orbiteur ExoMars s'apprête à effectuer ses premières observations scientifiques sur Mars lors de deux orbites de la planète à partir de la semaine prochaine.
L'orbiteur de gaz traces, ou TGO, une collaboration entre l'ESA et Roscosmos, arrivé sur Mars le 19 octobre. Il est entré en orbite, comme prévu, sur un parcours très elliptique qui le fait passer de 230 à 310 km au-dessus de la surface à environ 98 000 km tous les 4,2 jours.
La mission scientifique principale ne commencera qu'une fois qu'elle atteindra une orbite quasi circulaire à environ 400 km au-dessus de la surface de la planète après un an d'« aérofreinage » – en utilisant l'atmosphère pour freiner progressivement et modifier son orbite. Les opérations scientifiques complètes devraient commencer d'ici mars 2018.
Mais la semaine prochaine, les équipes scientifiques auront la possibilité de calibrer leurs instruments et de faire les premières observations de test maintenant que le vaisseau spatial est en fait sur Mars.
En réalité, le détecteur de neutrons a été allumé pendant une grande partie de la croisière de TGO vers Mars et collecte actuellement des données pour continuer à calibrer le flux de fond et vérifier que rien n'a changé après le détachement du module Schiaparelli du vaisseau spatial.
Il mesurera le flux de neutrons de la surface martienne, créé par l'impact des rayons cosmiques. La manière dont elles sont émises et leur vitesse d'arrivée au TGO renseigneront les scientifiques sur la composition de la couche superficielle.
Vue d'artiste de l'ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter (TGO) avec ses emballages d'instruments étiquetés. Crédit :ESA/ATG medialab
En particulier, car même de petites quantités d'hydrogène peuvent provoquer une modification de la vitesse des neutrons, le capteur sera capable de rechercher des endroits où de la glace ou de l'eau peuvent exister, dans les 1 à 2 m supérieurs de la planète.
Les trois autres instruments de l'orbiteur ont un certain nombre d'observations de test prévues du 20 au 28 novembre.
Au cours de la mission scientifique primaire, deux suites d'instruments effectueront des mesures complémentaires pour dresser un inventaire détaillé de l'atmosphère, en particulier les gaz qui ne sont présents qu'en quantités infimes.
Le méthane est d'un grand intérêt, qui sur Terre est produit principalement par l'activité biologique ou des processus géologiques tels que certaines réactions hydrothermales.
Les mesures seront effectuées selon différents modes :pointage à travers l'atmosphère vers le Soleil, à l'horizon à la lumière du soleil dispersée par l'atmosphère, et en regardant vers le bas la lumière du soleil réfléchie par la surface. En regardant comment la lumière du soleil est influencée, les scientifiques peuvent analyser les constituants atmosphériques.
Première image de Mars par TGO – 13 juin 2016. Crédit :ESA/Roscosmos/ExoMars/CaSSIS/UniBE
Ensuite, il pointera vers Mars.
Compte tenu de l'orbite elliptique actuelle, le vaisseau spatial sera à la fois plus proche et plus éloigné de la planète que lors de sa mission scientifique principale. Au plus près de la planète, il se déplacera plus vite à la surface que sur son orbite circulaire finale, ce qui présente certains défis dans le moment où les images doivent être prises.
L'appareil photo est conçu pour capturer des paires stéréo :il prend une image en regardant légèrement vers l'avant, puis la caméra est tournée pour regarder "en arrière" pour prendre la deuxième partie de l'image, afin de voir la même région de la surface sous deux angles différents. En combinant la paire d'images, des informations sur les hauteurs relatives des éléments de surface peuvent être vues.
La semaine prochaine, l'équipe de caméras vérifiera la synchronisation interne pour aider à programmer les commandes pour les futures observations scientifiques spécifiques. La vitesse élevée et l'altitude changeante de l'orbite elliptique rendront la reconstruction stéréo difficile, mais l'équipe pourra tester le mécanisme de rotation stéréo et les différents filtres de caméra, ainsi que comment compenser l'orientation de l'engin spatial par rapport à la piste au sol.
Il n'y a pas de cibles d'imagerie spécifiques à l'esprit, bien que près de l'approche la plus proche de la première orbite, l'orbiteur survolera la région de Noctis Labyrinthus et tentera d'obtenir une paire stéréo. Dans la deuxième orbite, il a la possibilité de capturer des images de Phobos.
Le système d'imagerie couleur et stéréo de surface (CaSSIS) est la caméra haute résolution embarquée à bord de l'orbiteur de gaz trace ExoMars. Il est capable d'acquérir des images stéréo couleur des caractéristiques de surface éventuellement associées aux sources et puits de gaz traces afin de mieux comprendre la gamme de processus qui pourraient être liés à l'émission de gaz traces. Cette image montre le principe de l'acquisition d'images stéréo à l'aide de CaSSIS. Il prend une image en regardant légèrement vers l'avant, puis la caméra est tournée pour regarder "en arrière" pour prendre la deuxième partie de l'image, afin de voir la même région de la surface sous deux angles différents. En combinant la paire d'images, des informations sur les hauteurs relatives des éléments de surface peuvent être vues. Crédit :Université de Berne
Finalement, la caméra sera utilisée pour imager et analyser les caractéristiques pouvant être liées aux sources et puits de gaz à l'état de trace, pour aider à mieux comprendre la gamme de processus qui peuvent produire les gaz. Les images seront également utilisées pour regarder les futurs sites d'atterrissage.
« Nous sommes ravis de voir enfin les instruments fonctionner dans l'environnement pour lequel ils ont été conçus, et de voir les premières données revenir de Mars, " dit Håkan Svedhem, Scientifique du projet TGO de l'ESA.
Après cette brève période de démonstration d'instruments scientifiques, qui sert également de test pour relayer ces données vers la Terre, ainsi que les données des rovers Curiosity et Opportunity de la NASA, l'accent revient sur les opérations et les préparatifs nécessaires pour l'aérofreinage l'année prochaine.
