Sondes, orbiteurs et atterrisseurs

« des longueurs d'ondes différentes (visible, infra-rouge, UV) et de résolution différente (à grand angle, microscopique).

• Des radars : ce sont des outils de mesures qui utilisent les ondes radio pour réaliser différentes mesures, notamment cartographier un astre, et permettent de signaler la position de la sonde à la Terre.

• Des interféromètres : ils analysent les émissions lumineuses des atmosphères planétaires, et dévoilent leur spectre.

• Des photopolarimètres : ils mesurent l'intensité de la lumière et son état de polarisation.

PROTÉGER UNE SONDE le revêtement doré des sondes n'est pas là pour décorer, mais pour leur éviter de cuire ou de geler.

En effet, dans le vide spatial, les températures varient de manière considérable.

les régions exposées au Soleil peuvent atteindre 200 °C, contre -150 oc à l ' ombre .

Et c'est sans compter la chaleur rejetée par les instruments de pord eux-mêmes.

l'intérieur de la sonde doit impérativement être maintenu à des températures stables, de -2 0 oc à +20 °C, pour que les instruments de bord puissent fonctionner.

Or, dans le vide, les échanges de chaleur se font uniquement par rayonnement.

la capacité d'un matériau à rayonner (ce qui va conditionner sa température) dépend de sa couleur.

Pour contrôler les températures , on recouvre la sonde de matériaux divers, aux propriét és réfléchissantes et isolantes, comme la feuille de mylar doré.

Celle-ci joue exactement le même rôle que les visières dorées des caS41ues de pompier sauf que le côté doré est situé à l'extérieur, pour empêche r l e rayonnement infrarouge du soleil de cuire l'intérieur de la sonde.

les ingénieurs positionnent également à certains endroits des petits rectangles noirs (abso rption de la totalité de la lumière solaire, ce qui provoque un échauffement) ou blancs (réflexion de la totalité de la lumière solaire, ce qui provoque un refroidissement), voire des miroirs .

Certain s systèmes électroniques peuvent également néce ssiter des équipements particuli e rs e t être doté s de radiateur s.

Enfin , des panneaux solaires peuvent permettre également d'éva cuer la trop forte énergie solaire qui sera reçue .

Ils sont composés en grande partie de miroirs, les deux tiers de la surface des panneaux en étant couverte, et le tiers restan t accueillant de véritable s cellu les photovoltaïques .

UN LOINTAIN VOYAGE Qui dit exploration spatia le dit long voyage .

Si certaines sondes ont pour destination une orbite bien précise, une planète bien définie, d'autres sont promises à un très lointain devenir .

Jusqu'où vont-elles? Aussi loin que possible , leur mission étant d'étudier les corps célestes qu'elles croisent sur leur passage, jusqu'à ce que, devenu trop éloigné, leur signal de transmission devienne trop faible pour être capté depuis la Terre.

Ainsi, la sonde américaine Pioneer ro t • est le premier objet terrestre à s'aventurer au-delà de Pluton, en 1987.lancée e n mars 1972 , conçue au départ pour survoler Jupiter et durer 2 ans, elle continue d'émettre jusqu'en février 2003 , date à laquelle elle se trouve à 12,2 milliards de kilomètres de notre planète , 82 fois la distance de la Terre au Soleil.

Pioneer 10 ne détient pas le record de distance à la Terre, celui-ci appartenant à la sonde Voyager 1, lancée en 1977.

Conçue pour aller le plus loin possible, après avoir survo l é Jupiter, Saturne et leurs satellites, c'est la première création humaine à franchir la limite de l'héliosphère, une sorte d'immense bulle balayée par les particules émises par le Soleil, le 16 décembre 2004 , située à 12,8 milliards de kilomètres de la Terre.

Puis, le 15 août 2006, Voyager 1 dépasse les 15 milliards de km et franchit une nouvelle frontière, l'héliopause , limite de l'influen ce magnétique du Soleil.

Elle peut alors mesurer les particules et ondes interstellaires non affectées par les vents solaires, une première dans l'histoire de l'exploration spatiale! Voyager devrait fonctionner jusqu'en 2020 .

À cette date, elle sera à 20 milliards de kilomètres du Soleil.

Ambassadeurs interstellaires, les sondes Pioneer et Voyager emportent à l eur bord, outre les appareil s de mesure habituels , d 'étranges messages .

Pour Pioneer , il s'agit d'une plaque en or où figurent la description d'un humain, la localls#ltion de la TetTt et la date du début de la mission .

Voyager renf erme, elle, un disque de cuivre plaqué or, une aigui lle pour le lire et une cellule.

Pour le cas où l'une de ces deux sondes serait un jour recueillie par des extraterrestre s ...

LES ORBITEURS : DES SONDES SATELLITES Sonde particu lière, un orbit eur e st un vaissea u qui étudi e une planète ou un autre corps céleste en gravitant autour , en orbite autour de cet astre.

En effet , certaines sondes sont destinées à être mises en orbite autour d'autres planètes, sate llite s de planètes (comme la lune ou Titan) ou d'astéroïdes (tel l'astéroïde ltokawa).

On parle également de sonde sate llite.

Il est import ant de les distinguer des sate llites artificiels qui ne sont destinés qu'à être mis sur orbite terrestre .

De la même manière que pour un sate llite artificiel , la sonde doit parvenir sur l'orbite à atteindre , avec une vitesse déterminée.

Une fois en orbite , les moteurs ne sont plus utiles sauf pour des ajustements occasionnels mineurs .

Selon les missions , le lanceur peut atteindre plusieurs orbites , préalablement enregistrée dans le « cerveau » de la fusée .

Des corrections de trajectoires sont effectuées pendant le vol par petites impulsions données par les moteurs de l'appareil.

Cela couvre à la fois les mesures in situ (champs élect rique s et magnétiques, particules dans le vent solaire et les magnétosphères planétaires ; prélèvement d'échantillons) et les observations avec une résolution angulaire inaccessible depuis la Terre ou en orbite terrestre.

Qu'est-ce qu'ils apportent? Ils permettent de cartographier une planète, d'étudier la composition de son atmosphère, sa dynamique, son champ magnétique QUELQUES ORBITEURS CÉLÈBRES la sonde Smart1 , lancée en septemb re 2003 par I'Esa, était en orbite de novembre 2004 à septembre 2006 autour de notre satellite, la lune .

Sa mission s'est achevée par un crash volontaire sur la surface lunaire , destiné à comprendre la composition du sol à cet endroit.

Vénus est scru tée par la sonde Venus express, lancée en novembre 2005 , par I'Esa.

Insérée en orbite depuis avril 2006, elle étudie l'atmosphère de la planète , sur une orbite s'approchant à 250 km et s'éloignant de 66 000 km du sol vénusien.

Mars est sans doute la planète la plus visitée par les sondes.

Citons parmi elles Mariner 9, lancée en 1971 ; Mars Global Surveyor, en 1996 ; Mars Odyssey , en 2001 ; et Mars Reconnai ssance Orbiter en 2005.

Un peu plus lointaine, Jupiter n'échapp e pas non plus à son satellite artificiel.

Il se nomme Galileo, et est resté en orbite de 1995 à 2003.

Autour de la planète Saturne, orbite Cassini depuis 2004 .

la sonde en a profité pour larguer dans l'atmosphère de Titan , l'un des satellites de Saturne, la sonde Huy gens.

Neptune aura prochainem ent elle aussi sa futur e mission intitulée Neptune Orbiter .

Pluton attend sa sonde pour 2015.

Baptisée New horizon , elle a été lancée en janvier 2006.

les comètes ne sont pas en reste .

la sonde Rosetta lancée en 2004 devrait atteindre l'orbite de la boule de roches et de glaces Churyumov-Gerasimenko , en novembre 2014 .

le Soleil suscite également beaucoup d'intérêt.

Plusieurs dizaines de sondes l'étudient depuis une orbite terrestre, citons, parm i celles qui voyagent en orbite solaire à 45 millions de km de notre étoile, les sondes Helios .

l!iJ\iiiih!WNtJ On appelle atterrisseur une sonde spatiale qui explore la surface d'une planète (ou d'un satellite), par opposition à un orbiteur qui l'observe depuis l'espace.

On distingue deux grands types d'atterrisseurs : fixes (les landers) et mobiles.

Quoi qu'il en soit ces deux types sont soumis à la même épreuve : la descente sur la planète ou l'astre étudié .

Cette descente ne dure pas plus de 15 minutes, une étape courte mais décisive après un voyage de plusieurs mois voire plusieurs années.

Un atterrissage est une manœuvre plus complexe qu'une mise en orbite .

le premier risque auquel s'expose la sonde concerne le site d'atterri ssage.

En effet, le terrain sur lequell'atterrisseur va se poser peut être accidenté, sans compter que sa nature est relativement inconnue .

Il faudra un minimum de chance pour éviter de se retrouver les trois pieds en l'air sur la pente d'une colline .

la descente en elle-m ê me est également une épreuve :l'entrée dans l'atmosphère de l'astre et l'accélération due à la gravité crée une hausse des températures.

Il faut donc d'une part décélérer l'e ngin, et d'autre part le refroidir , ou du moins , le protéger de la chaleur .

Pour ralentir la chute de la sonde sont prévus des propulseurs pour maintenir la sonde correctement alignée sur sa trajectoire , puis le déploiement d 'un parachute, des airbags pour protéger de l'impact et l'allumage de rétrofusées.

Pour lutter contre la chaleur, un bouclier thermique, qui pourra monter à plus de 1 500 oc et qui sera largué avant l'atterrissage .

Une fois au sol, la première tâche de l'atterrisseur consiste à d éployer ses panneaux solaire s : ils perm ettront de fournir de l'énergie aux appareils embarqués à bord .

fiXE, MOBILE OU KAMIKAZE ? les engins destinés à descendre sur une planète ou sur un autre corps céle ste peuvent être de 3 types : fixes, mobiles ou de rentrée .

l es atterrisseurs prévus pour reste r immobil es au sol sont les landers.

Après avoir dép loyé leurs pieds et leurs panneaux solaires, ils réalisent des prises de mesure s grâce à des bras articu lés et des apparei ls d'analyse , et prennent des photo s g râce à diverse s cam éras.

Ainsi l'atterris seur de la sonde Vikin g 1 atterrit sur Mar s en 1976 , photographie pour la première fois sa surfa ce et termine sa mission en 1982.

Depuis , 4 landers fixes ont été envoyés avec succès sur la planète rouge .

D 'autre s atter risseur s vont plus loin : une fois à destination, en véritable s explorateurs , ils se déplacent à la surface de l'astre étudié.

Ce sont des rovers tout terrain , tels que Spirit et Opportunity sur Mars .

Eux aussi sont équipés de hordes d'appareils de mesure , d 'imagerie et d'analyse.

les sondes de rentrée, elles, ont une courte durée de vie : elles se contentent de réaliser une descente sur l'astre étudié, pendant laquelle elles réalisent des mesures et à l'issue de laquelle elles sont détruites par les conditions du milieu.

Parfois, tandis que la sonde principale continue son orbite , seul un module est précipité au sol ou dans l'atmosphère de l'astre étudié.

En 2005, la sonde Cassini envoie ainsi son module Huy gens sur Titan, satellite de Saturne.

Cette « dégringolade », qui ne dure que quelques minutes , permet tout de même à l'engin d 'analy ser les gaz présents, de photographier la surface et de fournir de précieuses informations à la Terre.

Sucds MARTIEN Incroyable longévité pour Spirit et Opportunity, les deux rovers de la Nasa, lancés sur Mars en 2003 ! Arrivés sur la planète rouge en janvier 2004, et prévus pour effectuer des mes ures pendant 3 mois, ils sont finalement toujours en service à l'automne 2007, après avoir traver sé plusieurs tempêtes de sables grâce à leurs panneaux solaires produisant 700 watts /heure capables de se dresser à la verticale pour faire glisser la poussière martienne accumulée.

les deux rovers ont fait preuve d'une robuste sse inégalée et continuent d'arpenter le sol martien et de nou s en envoyer des images.

Que sont ces véhicules? Jumeaux , les deux rovers, munis de 6 roues motorisées, font la taille d 'une petite voiture et pèsent 185 kg.

Chacun comporte un ordinateur de bord et ses batteries qu'il doit maintenir à une température contrôlée (entre -40 oc et +40 °C) pour garantir le bon fonctionnement des circuits électriques et des batteries .

Pour le reste , ce sont des concentrés de technologie .

Parmi leurs appa reils, 2 batteries rechargeables, un bras robotisé capable de creuser la roche, 2 spectromètres, une caméra microscope , 3 antennes radio pour communiquer avec la Terre, thermomètres, thermostats, radiateurs, système d'évacuation de la chaleur, un mât portant des instruments de navigation et scientifiques : une caméra pano ramiqu e, des caméras de navigation, des caméras scientifiques et un spectromètre thermique .

IWHHI!Jitü le paysage des sondes est vaste .

Outre les voyageuses au long cours, les orbiteurs et les atterrisseurs et autres sondes de rentrée , il existe d es sondes « inclassables >>, telle la mission Stardust.

lanc ée e n 1999, la sonde est chargée prélever quelques poussière s de la queue de la comète Wild 2.

Environ 3 cuillères à café sont récoltées en 2004, dans l'aérogel de la sonde qui r a m èn e s ur Te rr e ses précieux échantillons en 2006 en larguant une capsule de 46 kg dans l'atmosphère terrestre , au dessus d 'un désert .. »