Lancement de CubeSats sur Mars avec InSight de la NASA

La mission Mars Cube One - la première à envoyer CubeSats dans un espace interplanétaire - testera des technologies de relais révolutionnaires en accompagnant Mars Insight sur la planète rouge.

Mars Cube One effectuant un relais de données entre le lander Mars InSight et la Terre.
NASA / JPL-Caltech

La saison Mars est là. Cet été, la planète rouge adopte une belle opposition le 31 juillet 2018, presque aussi favorable que l'opposition historique de 2003.

Cet alignement signifie que c'est la saison des missions liées à Mars. La NASA a lancé sa mission Mars Insight le samedi 5 mai - la seule mission faisant le voyage de Mars à la Terre cette saison. Mais Mars Insight a sa compagnie: les satellites jumeaux Mars Cube One lancés avec la plus grande mission.

La mission Mars Cube One utilise deux engins spatiaux distincts à des fins de redondance. Les deux satellites ont été déployés avec succès à partir de lanceurs à ressort situés sur l'étage supérieur du Centaure. MARCO-A a été relâché peu après que Mars InSight se soit séparé de l'amplificateur de phase supérieure Centaur, et MARCO-B a suivi A après que la phase Centaur ait subi une rotation de 180 degrés.

"Les deux MarCO-A et B disent" Polo! "", A déclaré l'ingénieur en chef Andy Klesh (NASA-JPL) dans un communiqué de presse. "C'est un signe que les petits chats sont en vie et vont bien." Les deux CubeSats ont téléphoné chez eux peu de temps après leur libération, indiquant que leurs panneaux solaires et leurs antennes de communication s'étaient déployés avec succès.

Mars Cube One dans le laboratoire avec ses panneaux solaires et son réseau d'antennes déployés.
NASA-JPL

L’objectif de la mission MARCO est ambitieux. L'équipe fournira un relais dédié lors de la descente de Mars InSight vers la surface de la planète rouge le 26 novembre 2018. Plutôt que d'entrer en orbite, le CubeSats passera à 2 175 milles (3 500 km) de Mars au cours de la phase cruciale d'atterrissage de la mission. Mars sera à 157, 5 km (97, 5 millions de miles) à l’époque, ce qui entraînera un décalage de 8, 7 minutes de lumière de communications entre Mars et la Terre. Ce décalage signifie que les ingénieurs de la NASA devront attendre 8, 7 minutes pour voir si l’atterrissage a réussi, ce qui équivaut aux "sept minutes de terreur" de Curiosity. pendant ce temps, si tout se passe bien, MARCO aura une place au premier rang du spectacle. Bien que le succès de la mission InSight ne dépende pas de MARCO, le CubeSats fournira un enregistreur de données en boîte noire de tous les aspects de la descente de la mission.

La capacité de relais de données autour de la planète rouge est primordiale. Les actifs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) et Earthbound seront à l'écoute, mais MRO conservera ses données pendant environ une heure avant de les transmettre à la Terre. Le réseau mondial Deep Space Network écoute principalement le message «Je suis en vie» alors que Mars InSight se dirige vers la surface. La NASA gère également la mission vieillissante de Mars Odyssey, active depuis environ 17 ans autour de Mars. Parmi les orbiteurs actifs de Mars, on compte également les orbiteurs Mars Express et Trace Gas de l’ESA et la mission orbitale Mars de l’Inde.

Les MARCO CubeSats avaient leur propre salle blanche au Jet Propulsion Laboratory (JPL) à Pasadena. L'équipe a officieusement surnommé la paire Wall-E et Eva après les personnages du film d'animation de Pixar. Chaque engin spatial est équipé de panneaux solaires, de propulseurs à gaz froid, d'une grande antenne en bande X et d'un récepteur ultra-haute fréquence. CubeSats écoutera Mars InSight et transmettra des données à la Terre à 8 kilobits par seconde. Les deux engins ont également des suiveurs d'étoiles et des caméras à champ large et étroit. Il est donc possible que nous voyions bientôt des images de déploiement de la paire, ainsi que des images de survol de Mars, en novembre.

Mars InSight est la première mission de géodésie planétaire dédiée à sonder l’intérieur de Mars à partir du site d’atterrissage d’Elysium Planitia. En plus d'être accompagné de la première paire de CubeSats interplanétaires, il s'agissait également de la première mission interplanétaire lancée depuis la base aérienne de Vandenberg, sur la côte ouest. Le lancement à 4h05 (heure locale) s’est avéré un véritable spectacle sur la côte californienne.

CubeSats dans l'espace

La technologie CubeSat a révolutionné le secteur des satellites modernes en proposant l'accès au prix d'accès en orbite terrestre basse dans le budget des universités ou même des particuliers. La plupart des CubeSats sont construits à l'aide d'une technologie standard; certains “phonesats” sont même construits autour du système d'exploitation Google Android. La Station spatiale internationale distribue régulièrement CubeSats à l'aide de son bras robotique. La fusée indienne PSLV a déployé un nombre record de 104 satellites en un seul lancement le 14 février 2017. Mais la plupart des CubeSats placés sur une orbite terrestre basse ont une durée de vie courte, basée sur une puissance de batterie limitée et des orbites basses susceptibles de se déplacer de l'atmosphère terrestre.

MARCO fera progresser la technologie CubeSat en testant des technologies clés. "Ce sont nos éclaireurs", explique Klesh. "Les Cubesats n'ont pas encore survécu au rayonnement intense d'un voyage dans l'espace lointain, ni à la propulsion pour se diriger vers Mars. Nous espérons tracer cette voie."

Mars Cube One effectuera le relais de données, illustré ici, entre l'atterrisseur Mars InSight et la Terre.
NASA / JPL-Caltech

Mesurant 14, 4 x 9, 5 x 4, 6 pouces dans leur configuration rangée, MARCO-A et MARCO-B ont à peu près la taille d’une boîte à pain. En cas de succès, nous pourrions voir plus de relais CubeSat plus légers en missions interplanétaires. Par exemple, nous n’avons aucun réseau de relais en place autour d’Europa, de Titan ou de Vénus - autant d’objectifs potentiels pour les futures missions planétaires.

Il sera intéressant d'observer les performances de l'intrépide mission Mars Cube One au cours des prochains mois, alors que Mars InSight se rapprochera de la planète rouge.