Mars Odyssey
Mars Surveyor Orbiter
Cette sonde orbitale est la partie restante du Mars Surveyor 2001 Project, composé du Mars Surveyor 2001 Orbiter et du Mars Surveyor 2001 Lander. L'atterrisseur a été annulé après les échecs du Mars Climate Orbiter et du Mars Polar Lander.
Mars Odyssey transporte des instruments permettant de faire des observations globales de Mars pendant trois ans. Ces données permettront de mieux comprendre son évolution climatique et géologique. Elles devraient également donner de nouvelles preuves que l'eau est présente sur Mars. L'étude des radiations donnera des informations importantes pour de futures missions habitées.
Données
Masse: 376 kg (+ 353 kg de carburant)
Développement: NASA-JPL
Programme: Mars Exploration Program
Date de lancement: 7 avril 2001
Lieu de lancement: Cape Canaveral (Launch Complex 17 Pad A)
Lanceur: Delta II 7925 / Thiokol Star 48B
Objectifs
- Déterminer les éléments chimiques et les minéraux présents à la surface de Mars. Ces données permettront de retracer l'histoire de la planète, de mettre en évidence des changements climatiques et de comprendre le rôle que l'eau aurait pu jouer sur Mars.
- Déterminer la concentration d'hydrogène. L'hydrogène présente pourrait l'être sous forme d'eau glacée.
- Prendre des images à haute résolution dans le domaine de l'infrarouge.
- Fournir des informations sur la structure de la surface martienne.
- Mesurer les radiations reçues sur une orbite à basse altitude et pendant le trajet vers Mars. Ces mesures sont indispensables pour évaluer les possibilités de missions habitées.
Pendant les 917 jours d'observation scientifique Mars Odyssey servira aussi de relais entre la Terre et les futurs atterrisseurs américains et internationaux.
Caractéristiques techniques
Alimentation électrique
L'alimentation électrique de la sonde est assurée par le panneau solaire de 7 mètres carrés qui fournit jusqu'à 750 Watts en orbite autour de Mars.
L'électricité est également stockée dans une batterie Nickel-Hydrogène (d'une capacité de 16 ampères-heures)
Système de contrôle et de guidage
La position de la sonde est contrôlée par un senseur qui détermine la position des étoiles, un autre qui détermine la position du Soleil et une " inertial measurement unit ".
La sonde est stabilisée gràce à trois roues à réaction (leur fonctionnement est basé sur le principe d'action-réaction). Une quatrième roue peut également être utilisée en cas de panne.
Télécommunications
La sonde dispose de deux systèmes de communications, l'un travaillant dans la bande X (bande de fréquences aux alentours de 8 Ghz) et l'autre dans les ultra-hautes fréquences (UHF).
Le système travaillant dans la bande X est composé de trois antennes. Les deux plus grandes (antenne haut gain de 1,3 mètres de diamètre et moyen gain de 7,1 centimètres de largeur) sont utilisées pour communiquer avec la Terre. Elles doivent être en permanence pointées vers celle-ci. L'antenne haut gain peut envoyer des données tout en recevant des ordres. En cas de problème ou lorsque les deux autres antennes ne sont pas orientées correctement, la troisième antenne (antenne faible gain de 4,4 centimètres de largeur) peut servir à recevoir les commandes de la Terre.
Le système UHF sera utilisé pour communiquer avec les atterrisseurs qui devraient se poser sur Mars dans les années qui viennent.
Propulsion
Le système de propulsion est composé d'un moteur principal et de plusieurs petits propulseurs.
Le moteur principal, qui produit une poussée de 695 Newtons, a servi à mettre Mars Odyssey en orbite.
Chacun des quatre propulseurs utilisés pour le contrôle de l'altitude peut produire une poussée de 0,9 Newton, tandis que les quatre autres, utilisés pour les modifications d'orientations, ont une poussée de 22 Newtons chacun.
Système de commande et de gestion de données
Toutes les commandes électroniques sont exécutées par ce système. Le coeur de ce système est un processeur PowerPC (semblable à ceux utilisés par Apple dans ses Mac) résitant aux radiations.
Instruments Scientifiques
THEMIS - Thermal Emission Imaging System
Cet instrument permet d'étudier les minéraux présents à la surface de Mars. Il est capable de détecter à la fois la lumière visible et les rayons infrarouges.
L'analyse du spectre infrarouge permet de détecter différents minéraux et notamment des minéraux qui ne se forment qu'en présence d'eau.
Cet appareil peut également capturer des images d'une résolution de 18 mètres.
GRS - Gamma Ray Spectrometer
Le GRS est composé d'un spectromètre à rayons gamma et de deux détecteurs de neutrons. Lorsqu'un élément chimique est exposé à des rayons cosmiques, il émet des rayons gamma avec différentes signatures. L'étude de ces signatures permet de déterminer les différents éléments présents à la surface.
L'analyse des rayonnements de neutrons permet d'estimer la concentration d'hydrogène sous la surface martienne.
MARIE - Mars Radiation Environment Experiment
Cet appareil mesure les radiations que la sonde subit lors du trajet vers Mars et lorsqu'elle est en orbite. Ces mesures vont permettre d'évaluer la quantité de radioactivité que recevraient d'éventuels astronautes en route pour Mars.
Histoire
7 Avril 2001
Lancement de 2001 Mars Odyssey.
16 Avril 2001
Le lancement ayant été très précis, la première correction de la trajectoire est reportée.
23 Mai 2001
Première correction de la trajectoire. Les propulseurs de la sonde sont allumés pendant 82 secondes.
2 Juillet 2001
Deuxième correction de la trajectoire. Les propulseurs de la sonde sont allumés pendant 23 secondes.
Août 2001
L'instrument MARIE ne répond plus lors des différents tests, après plusieurs tentatives de remise à zéro, l'appareil est mis en hibernation jusqu'à ce qu'une solution soit trouvée.
17 Septembre 2001
Troisième correction de la trajectoire. Les propulseurs de la sonde sont allumés pendant 12 secondes.
12 Octobre 2001
Dernière correction de la trajectoire avant le début de la mise en orbite. Les propulseurs de la sonde sont allumés pendant trois secondes.
23 Octobre 2001
Mise à feu du moteur principal de la sonde. Celle-ci se trouve maintenant en orbite autour de Mars sur une orbite très longue et très elliptique.
26 Octobre 2001
Début de la période d'aérofreinage qui va durer trois mois.
30 Janvier 2002
Fin de l'aérofreinage, la sonde se trouve maintenant sur une orbite circulaire à une altitude de 400 km au-dessus de Mars (La sonde fait une révolution en deux heures).
5 Février 2002
L'antenne haut gain est déployée avec succès.
18 Février 2002
Les appareils scientifiques sont tournés vers Mars. Début des missions d'observation.
13 Mars 2002
MARIE commence ses observations après que les communications aient pu être rétablies. Les tests effectués depuis la fin du mois de février ont indiqué que le problème venait probablement d'une erreur mémoire dans le logiciel embarqué.
28 Mai 2002
Le GRS détecte une concentration importante d'hydrogène dans une large zone autour du pôle sud martien. Cette découverte démontrerait qu'il y a une grande quantité d'eau glacée sous la surface de Mars.
29 Mai 2002
L'analyse des milliers d'images prises par Mars Odyssey dans l'infrarouge montre que la planète a connu différents changements environnementaux dans son histoire. Mars Global Surveyor avait déjà permis de monter que le sol martien était composé de différentes couches, mais ces nouvelles observations montrent que ces différentes couches ont des propriétés physiques différentes.
4 Juin 2002
Le détecteur gamma est déployé. Ce détecteur fait partie du GRS; il doit permettre de minimiser les interférences dues aux rayons gamma émis par la sonde elle-même et de mesurer plus précisément la quantité d'hydrogène sur Mars.
28 Octobre 2003
Durant une période d'intense activité solaire, l'instrument MARIE cesse de fonctionner correctement.