L'enquête sur l'atterrissage en catastrophe du module ExoMars Schiaparelli a conclu que des informations contradictoires dans l'ordinateur de bord ont entraîné la fin prématurée de la séquence de descente.

L'entrée Schiaparelli, module de démonstration de descente et d'atterrissage séparé de son vaisseau-mère, l'orbiteur de gaz trace, comme prévu le 16 octobre de l'année dernière, et a côtoyé Mars pendant trois jours.

Une grande partie de la descente de six minutes du 19 octobre s'est déroulée comme prévu :le module est entré correctement dans l'atmosphère, avec le bouclier thermique le protégeant à des vitesses supersoniques. Des capteurs sur les boucliers avant et arrière ont collecté des données scientifiques et techniques utiles sur l'atmosphère et le bouclier thermique.

La télémétrie de Schiaparelli a été relayée à l'engin principal, qui entrait en orbite autour de la planète rouge en même temps - la première fois que cela avait été réalisé dans l'exploration de Mars. Cette transmission en temps réel s'est avérée inestimable pour reconstituer la chaîne des événements en cours.

En même temps que l'orbiteur enregistrait les transmissions de Schiaparelli, L'orbiteur Mars Express de l'ESA a également surveillé le signal porteur de l'atterrisseur, tout comme le radiotélescope géant Metrewave en Inde.

Dans les jours et semaines qui suivirent, Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a pris un certain nombre d'images identifiant le module, le bouclier avant, et le parachute toujours relié au bouclier arrière, sur Mars, très proche du site d'atterrissage ciblé.

Les images suggéraient que ces pièces de matériel s'étaient séparées du module comme prévu, bien que l'arrivée de Schiaparelli se soit clairement faite à grande vitesse, avec des débris éparpillés autour du site d'impact.

L'enquête externe indépendante, présidé par l'inspecteur général de l'ESA, est maintenant terminé.

Il identifie les circonstances et les causes profondes, et fait des recommandations générales pour éviter de tels défauts et faiblesses à l'avenir. Le résumé du rapport peut être téléchargé ici.

Environ trois minutes après l'entrée dans l'atmosphère, le parachute s'est déployé, mais le module a connu des taux de rotation élevés inattendus. Cela a entraîné une brève "saturation" - où la plage de mesure attendue est dépassée - de l'unité de mesure inertielle, qui mesure le taux de rotation de l'atterrisseur.

La saturation a entraîné une grande erreur d'estimation d'attitude par le guidage, logiciel de système de navigation et de contrôle. L'estimation d'attitude incorrecte, lorsqu'il est combiné avec les mesures radar ultérieures, l'ordinateur a calculé qu'il était sous le niveau du sol.

Cela a entraîné la libération anticipée du parachute et de la coque arrière, un bref tir des propulseurs pendant seulement 3 sec au lieu de 30 sec, et l'activation du système au sol comme si Schiaparelli avait atterri. Le paquet de science de surface a renvoyé un paquet de données d'entretien avant que le signal ne soit perdu.

En réalité, le module était en chute libre à une altitude d'environ 3,7 km, résultant en une vitesse d'impact estimée à 540 km/h.

Le rapport de la commission d'enquête Schiaparelli a noté que le module était sur le point d'atterrir avec succès à l'emplacement prévu et qu'une partie très importante des objectifs de démonstration avait été atteinte. Les résultats du vol ont révélé des mises à niveau logicielles requises, et contribuera à améliorer les modèles informatiques du comportement des parachutes.

"Le relais en temps réel des données pendant la descente a été crucial pour fournir cette analyse approfondie du sort de Schiaparelli, " dit David Parker, Directeur des vols spatiaux habités et de l'exploration robotique de l'ESA.

"Nous sommes extrêmement reconnaissants aux équipes de scientifiques et d'ingénieurs qui travaillent dur qui ont fourni les instruments scientifiques et préparé les enquêtes sur Schiaparelli, et regrette profondément que les résultats aient été réduits par la fin prématurée de la mission.

"Il y avait clairement un certain nombre de domaines qui auraient dû recevoir plus d'attention dans la préparation, validation et vérification de la saisie, système de descente et d'atterrissage.

"Nous emporterons les leçons apprises avec nous alors que nous continuons à nous préparer pour la mission du rover et de la plate-forme de surface ExoMars 2020. Atterrir sur Mars est un défi impitoyable mais que nous devons relever pour atteindre nos objectifs ultimes."

"De façon intéressante, si la saturation n'avait pas eu lieu et les phases finales d'atterrissage avaient été réussies, nous n'aurions probablement pas identifié les autres points faibles qui ont contribué à l'accident, " note Jan Woerner, Directeur général de l'ESA. "En conséquence directe de cette enquête, nous avons découvert les domaines qui nécessitent une attention particulière qui bénéficieront à la mission 2020."

xoMars 2020 a depuis passé un examen important confirmant qu'il est sur la bonne voie pour respecter la fenêtre de lancement. Ayant été pleinement informé de l'état d'avancement du projet, États membres de l'ESA au vol spatial habité, Microgravity and Exploration Program Board a reconfirmé son engagement envers la mission, which includes the first Mars rover dedicated to drilling below the surface to search for evidence of life on the Red Planet.

Meanwhile the Trace Gas Orbiter has begun its year-long aerobraking in the fringes of the atmosphere that will deliver it to its science orbit in early 2018. The spacecraft has already shown its scientific instruments are ready for work in two observing opportunities in November and March.

In addition to its main goal of analysing the atmosphere for gases that may be related to biological or geological activity, the orbiter will also act as a relay for the 2020 rover and surface platform.