3 Avril 2019

Démonstrateur EDM Schiaparelli

L’EDM (Entry, descent and landing Demonstration Module), aussi nommé Schiaparelli, a testé en 2016 les techniques nécessaires pour atterrir à la surface de Mars. Ces techniques incluaient : des matériaux spéciaux pour la protection thermique, un système de parachutes, un système radar altimètre Doppler et un système de freinage final contrôlé par propulsion liquide. Trois phases devaient se succéder jusqu’à l’atterrissage de Schiaparelli. Lors de l’entrée dans l’atmosphère, la sonde était freinée par le frottement du bouclier thermique. L’ouverture du parachute parachevait le freinage pendant la descente, et enfin, après le largage du parachute, des rétrofusées assuraient l’atterrissage en douceur.

Le 19 octobre 2016, une grande partie des 6 minutes de descente s'est déroulée comme prévu : le module est entré correctement dans l'atmosphère, son bouclier thermique le protégeant de l’élévation de température. Les capteurs ont récolté des données fondamentales sur l'interaction entre la sonde et l’atmosphère au cours de cette phase critique.

Déploiement du parachute de Schiaparelli pendant la phase de descente. Crédits : ESA/ATG Medialab

Des difficultés sont apparues au cours de la deuxième phase. Après l’ouverture du parachute, la sonde a été animée d’un mouvement de balancement tel que l’un des capteurs inertiels de position s’est trouvé saturé. Des informations contradictoires sont parvenues à l’ordinateur de bord, activant les fonctions prévues dans le désordre (largage du bouclier avant, largage du parachute et de la protection arrière, mise en route de moteurs puis leur coupure …) et provoquant 4000 mètres de chute libre de la sonde.

Grâce aux données transmises par la sonde pendant toute la descente et jusqu’à l’impact au sol, et notamment durant les 19 dernières secondes, l’enchaînement des évènements a été reconstitué avec précision. Les données transmises par Schiaparelli ont été relayées vers des satellites déjà en orbite martienne.

Phase d'entrée

Freinage atmosphérique, échauffement du bouclier thermique.

Phase de descente

Ouverture du parachute, largage du bouclier thermique avant, séparation de la plateforme de surface.

Phase d'atterrissage

Allumage des rétrofusées et atterrissage.

Impact de Schiaparelli, vu par Mars Reconnaissance Orbiter le 1er novembre 2016. Crédits : NASA/JPL-Caltech/University of Arizona.

Instrumentation de l'EDM

ICOTOM

Le Centre Spatial Allemand (DLR) a développé un ensemble de capteurs aérothermiques combinés, COMARS+. Ce sytème est constitué de 3 capteurs COMARS, constitué chacun d’un radiomètre large bande et un boîtier électronique pour le traitement analogique du signal. Les capteurs mesurent simultanément la pression et les flux de chaleur. Le CNES a fourni le radiomètre à bande étroite ICOTOM qui mesure la température du plasma de CO2 autour de la capsule. Chacun des 3 capteurs reçoit le signal dans 2 bandes de fréquences. Ces données seront utilies pour la conception des prochains boucliers thermiques.

Bandes spectralesbandes d'émission du CO2 dans l'infrarouge (2,7 µm ; 4,3 µm)
Poids7 g
Taille12 x 50 mm
Puissance consommée0 W
Nombre de capteurs6
Poids total50 g (avec les câbles)

Radiomètre large bande ICOTOM des capteurs COMARS+

DREAMS

L'EDM devait survivre à la surface de Mars pendant une courte période (environ 8 sols = 8 jours martiens) en utilisant l'énergie stockée dans ses batteries.

La charge utile de surface de l'EDM, nommée DREAMS (Dust Characterisation, Risk Assessment, and Environment Analyser on the Martian Surface), comprenait des capteurs pour mesurer : la vitesse et la direction du vent (MetWind), l'humidité (DREAMS-H), la pression (DREAMS-P), la température de surface (MarsTem), la transparence de l'atmosphère (Solar Irradiance Sensor, SIS), et les champs électriques à la surface de la planète (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor; MicroARES).

Instruments scientifiques de Schiaparelli - Crédits : TAS-I, DREAMS team, ESA

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