Mariner 6 et 7
Les sondes Mariner 6 et Mariner 7 étaient les premières sondes jumelles du programme américain Mariner à partir avec succès, l'une après l'autre, vers la planète rouge. Rappelons que la programme Mariner comprenait des sondes destinées à recueillir des renseignements sur les planètes au cours d'un seul et unique survol. Les principaux objectifs de deux missions étaient d'étudier la surface et l'atmosphère martienne comme préliminaires à des recherches futures (en particulier celle d'une éventuelle vie martienne) mais aussi de valider des techniques qui seront nécessaires pour les prochaines missions spatiales. Pour les ingénieurs et les techniciens, Mariner 6 et Mariner 7 constituent une répétition générale avant d'envoyer l'engin de leurs rêves : une sonde dotée de l'appareillage nécessaire pour se placer en orbite martienne et cartographier complètement la planète rouge. Le coût total des deux missions fut de 148 millions de dollars. Mariner 6 avait également un rôle à remplir en tant qu'éclaireur à très court terme. Il devait fournir des données utiles pour programmer avec efficacité la rencontre entre Mariner 7 et Mars, qui devait avoir lieu 7 jours plus tard.
Mariner 6 a été lancée à partir du complexe de tir 36B de Cap Canaveral le 24 février 1969. C'était la première sonde à profiter de la puissance du lanceur Atlas/Centaur, dont le développement houleux avait enfin pris fin. Ce lanceur comprenait un étage inférieur Atlas SLV-3C et un étage supérieur réallumable Centaur. C'est gràce à cet étage que Mariner 6 et Mariner 7 pourront emporter plusieurs instruments d'observation planétaire (alors que Mariner 4 n'avait pu emporter qu'une caméra). Les deux sondes pèseront d'ailleurs pratiquement le double de poids par rapport à leurs aînés (412 kg).
Une manoeuvre de correction de trajectoire eu lieu à mi-chemin le 1er mars 1969. Quelques jours plus tard des boulons explosifs furent mis à feu pour débloquer la plate-forme scientifique mobile. Les explosions libérèrent des particules lumineuses qui trompèrent le senseur stellaire braqué sur Canopus et la bonne orientation de la sonde dans l'espace fut perdue. De manière à éviter ce genre de comportement désagréable pendant le survol de Mars, les ingénieurs décidèrent de placer pendant cette étape critique la sonde sous le contrôle exclusif des gyroscopes.
Le 29 juillet, 50 heures avant la rencontre fatidique, la tourelle orientable est pointée vers Mars, alors que les instruments étaient activés les uns après les autres. Mariner 6 était encore à 1 240 000 km de son objectif. Contrairement à Mariner 4, on avait effectivement prévu deux séries de prises de vue pour les deux Mariner. La première séquence démarrerait alors que la sonde était encore assez éloignée de la planète rouge, pour obtenir une vision d'ensemble du globe martien. La deuxième séquence devait avoir lieu au contraire au moment ou la sonde approcherait Mars au plus près, de manière à obtenir des vues détaillées des régions survolées.
2 heures après l'activation des instruments, les prises de vue commencent. 49 images (plus une 50ème qui sera incomplète) seront obtenues sur une période de 41 heures par la caméra à angle étroit. Le 31 juillet à 05:03 UT (temps universel), l'approche finale commence. La sonde suite une trajectoire horizontale et survol Mars d'ouest en est, légèrement au sud de l'équateur. La bande couverte par Mariner 6 commence à 0º de latitude et 60º de longitude ouest pour se terminer à 10º de latitude sud et 320º de longitude ouest. Mariner 6 collectera 26 images détaillées de la surface. Les caméras répondent parfaitement aux sollicitations des techniciens et toutes les régions voulues défilent sous les yeux électroniques des objectifs photographiques : Aurorae Sinus, Pyrrhae Regio, Sinus Meridiani puis Deucalionis Regio.
Une panne dans le système de refroidissement du spectromètre infrarouge empêche celui ci de fonctionner correctement et aucune donnée ne sera disponible dans la bande spectrale de 6 à 14 microns. Le survol le plus rapproché a lieu à 05:19 UT à une distance de 3431 km. 11 minutes plus tard Mariner 6 passe derrière Mars, et la désormais classique expérience d'occultation radio peut commencer. La sonde émerge du globe martien 25 minutes plus tard. Après ce cache cache avec Mars, Mariner 6 transmet les images et les données scientifiques qu'elle a recueillie.
Mariner 7 fut lancée 31 jours après Mariner 6 à partir du complexe de tir 36A de Cap Canaveral gràce à une fusée Atlas/Centaur. Le décollage se passe sans problèmes et la sonde commence son voyage vers Mars. Le 8 avril 1969 a lieu une manœuvre de correction de trajectoire et le 8 mai, le système de contrôle d'attitude passe entièrement en mode inertiel (utilisation des gyroscopes) pour éviter le problème rencontré par Mariner 6. Le 31 juillet la télémétrie de Mariner 7 est brusquement perdue. C'est la panique au centre de contrôle. Les techniciens envoient de nombreuses commandes à la sonde avec l'espoir de reprendre le contact avant la date fatidique du survol de Mars. Finalement, ils réussissent à ordonner à la sonde de commuter sur l'antenne faible gain omnidirectionnelle pour établir les communications. Et la sonde arrivera à rebasculer plus tard sur son antenne grand gain, redevenue entre temps fonctionnelle. On ne sait pas très bien ce qu'il s'est vraiment passé, mais il semble que l'une des batteries, qui tombera en panne quelques jours avant la rencontre de Mariner 7 avec Mars, a fuit et laissé échapper des gaz qui ont causé l'anomalie.
Cet incident a bien failli coûter la vie à Mariner 7. Mais heureusement, moins de 7 heures avant le début de sa mission, la sonde retrouve un fonctionnement normal. Les techniciens n'auront même pas le temps de souffler et de se féliciter pour le dépannage réussi de l'engin spatial. Dictée par les lois de la mécanique céleste, l'heure du survol est immuable. Le 2 août 1969 à 09:32 UT, Mariner 7 commence les prises de vue éloignées de la planète rouge avec la caméra à angle étroit. Pendant les prochaines 57 heures, 93 images du globe martien de meilleures qualités que celles de Mariner 6 seront prises et transmises à la Terre. Cette première série prend fin 5 heures avant l'approche finale.
Celle ci ne va pas se dérouler comme ce qui était initialement prévu. Fort des résultats de Mariner 6, la sonde a en effet été reprogrammée et elle devra passer plus au sud que ne le prévoyait son plan de vol initial. A l'opposé de celle de Mariner 6, la trajectoire de Mariner 7 est polaire, et elle va se diriger du nord vers le sud. Une direction qui lui permettra d'obtenir des images encore plus rapprochées de la surface martienne et de collecter un plus grand nombre de données scientifiques sur la face éclairé de Mars. Ce supplément de données occupera de la place sur l'enregistreur digital de la sonde, qui ne pourra plus alors servir de backup pour les informations concernant la face non éclairée de la planète (et ces informations devront donc être transmises en direct). L'approche finale a finalement lieu le 5 août 1969 à 05:00 UT, à une distance de 3430 km de la surface martienne. 33 images seront prises par la caméra grand angle. 9 images montreront la région équatoriale vue de biais, 11 images la région polaire australe et sa calotte et les 13 images restantes couvriront deux régions remarquables de l'hémisphère sud, Noachis et Hellas. Mariner 7 couvre une petite zone centrée sur les bords de la calotte polaire australe (60º de latitude sud et 0º de longitude ouest) et une région plus importante qui commence à 10 º de latitude nord et 20 º de longitude ouest pour prendre fin à 30 º de latitude sud et 105º de longitude ouest, englobant Thymiamata, Deucalionis Regio, Hellespontus, Hellas et Mare Hadriacum.
19 minutes après le survol, Mariner 7 passe derrière Mars et n'émerge que 30 minutes plus tard. Les données et les images seront transmises dans les jours suivants. Comme Mariner 6, Mariner 7 continuera à servir pour différents tests et expériences. La même expérience relativiste que celle de Mariner 6 sera conduite le 10 mai 1970.
Données
Masse: 412 Kg
Développement: NASA-JPL
Date de lancement: le 24 février 1969 et 27 mars 1967
Lieu de lancement: Cap Kennedy
Lanceur: Atlas/Centaur
Photographies
Photo nº21 de Mariner 6.
Photo nº20 de Mariner 7.