Tests réussis des parachutes d’ExoMars 2022

Les deux parachutes lors de leur test respectifs.

Les deux parachutes lors de leur test respectifs.

Le plus grand parachute jamais envoyé sur Mars a terminé avec succès son premier test à haute altitude, une étape cruciale pour assurer le lancement de la mission ExoMars en 2022. Les parachutes ont été testés avec succès cette année.

Deux phases de tests à haute altitude ont eu lieu dans l'Oregon, les 21 novembre et 3 décembre dans le cadre des tests en cours des parachutes pour l'atterrissage en toute sécurité du rover Rosalind Franklin et de la plate-forme d'atterrissage Kazachok à la surface de Mars en juin 2023. L'objectif principal de la dernière campagne d'essais était un parachute subsonique de 35 m - le plus grand parachute jamais utilisé sur Mars. Le parachute principal a été fabriqué par la société européenne Arescosmo, le parachute de réserve - par la société américaine Airborne Systems.

« Les deux parachutes se sont parfaitement déployés et ont rempli leur fonction », explique Thierry Blankewert, chef d'équipe du programme ExoMars de l'Agence spatiale européenne. « Nous avons pris en compte au maximum les enseignements de tous les tests précédents, et ce double succès, suite au déploiement régulier des parachutes du premier étage en début d'année, nous permet de dire que nous sommes bel et bien en route pour le décollage. Nous avons démontré que nous avons deux parachutes pour voler vers Mars », ajoute-t-il.

Les experts continueront les tests pour vérifier la fiabilité du choix final des parachutes, et en 2022, il est possible de procéder à des tests à plus haute altitude des parachutes. Le parachute du premier étage d'Airborne Systems et le parachute du deuxième étage d'Arescosmo devraient être envoyés sur Mars, selon les résultats des tests, en mars 2022.

Le lancement de la mission conjointe de Roscosmos et de l'ESA « ExoMars » est prévu pour septembre 2022. Après près de neuf mois de voyage interplanétaire, l'atterrisseur, composé d'un rover et d'une plate-forme, entrera dans l'atmosphère martienne à une vitesse de 21 000 km/h. Pour le freinage, un bouclier thermique sera utilisé, deux parachutes principaux - chacun avec son propre parachute pilote, ainsi qu'un moteur de freinage, mis en route, 30 secondes avant le contact. Le parachute principal de la première phase, d'un diamètre de 15 m, s'ouvrira à vitesse supersonique, le parachute principal de la deuxième phase, d'un diamètre de 35 m s'ouvrira à vitesse subsonique.

La mise en place et le test des parachutes ExoMars ont été une priorité après une série de tests infructueux en 2019 et 2020. Les premiers tests réussis à haute altitude ont eu lieu en juin 2021, lorsque le premier parachute principal d'Airborne Systems s'est déployé sans commentaire.

Lors de ces tests, le parachute de la deuxième phase d'un diamètre de 35 m fabriqué par Arescosmo a subi un avarie mineure, probablement due à un détachement anormal du parachute pilote lors de la phase finale de déploiement, mais malgré cela, le parachute a réduit la vitesse du modèle aux valeurs standard. Au cours des derniers mois, les experts ont changé la fixation de la goulotte pilote, et le renfort Kevlar a été remplacé par du nylon sur deux anneaux de la voilure afin de rapprocher les caractéristiques de résistance et d'élasticité du tissu du parachute, réduisant ainsi le risque de rupture.

Les réglages du système de parachute sont d'abord vérifiés sur un banc d'essai dynamique à la NASA/JPL pour vérifier comment le parachute est sorti du sac, comme cela devrait se produire dans l'atmosphère martienne. Ces tests peuvent être répétés rapidement et réduire le risque de situations anormales.

Les tests à haute altitude sont logistiquement complexes et nécessitent un strict respect des conditions météorologiques, ce qui les rend difficiles à programmer et souvent annulés au dernier moment en raison de conditions météorologiques changeantes. Pour une montée en douceur du ballon stratosphérique et la recherche et le retour ultérieurs du véhicule après l'atterrissage, il est nécessaire de prendre en compte la vitesse du vent et sa direction à différentes hauteurs, car la zone d'atterrissage n'est accessible que depuis un hélicoptère. Il ne doit pas non plus y avoir d'habitation à proximité. Les tests ne peuvent pas être effectués dans des conditions de pluie, de nuages ​​ou de brouillard, de plus, l'humidité de l'air doit être à un certain niveau pour que la condensation ne s'accumule pas sur l'énorme coque de la sonde stratosphérique de 335 000 m3, ce qui peut conduire à de grandes quantités d'eau entrant dans le modèle d'essai et son électronique.

Après avoir rempli toutes ces conditions et obtenu l'autorisation de gonfler et de lancer une sonde stratosphérique remplie d'hélium, le modèle s'élève à 29 km d'altitude. Après le largage, la goulotte pilote est déployée, qui à son tour tire le parachute principal hors du sac de parachute toroïdal.

« Tous ceux qui ont travaillé sur ces tests, à la fois sur site et hors site, ont dû attendre longtemps pour que le temps s'améliore, mais nous sommes très satisfaits du résultat », déclare  BlankewertAprès examen des parachutes, nous n'avons remarqué que quelques très petites et insignifiantes lacunes de la taille de 1-2 cm et des écorchures sur les deux verrières des parachutes. Bien sûr, on peut tout laisser tel quel sans aucune crainte, mais des ajustements sont encore possibles, et nous étudierons attentivement les résultats des prochains tests en début d'année prochaine », note-t-il.

Les parachutes ne sont qu'un élément de cette mission difficile, au cours de laquelle, après le lancement, le module de vol livrera le rover et la plate-forme d'atterrissage sur Mars. Des progrès significatifs ont été réalisés dans de nombreux éléments de la mission au cours des derniers mois alors que la phase de tests fonctionnels tire à sa fin et que l'attention se porte sur la campagne de lancement à Baïkonour.

"Grâce aux efforts incroyables de tous nos partenaires, nous arrivons au bout de cette tâche très difficile pour assurer un vol fiable vers Mars", a déclaré  Blankewert. Parallèlement les préparatifs sont en cours pour le lancement et nous sommes impatients d'envoyer les modules du véhicule et l'équipement de soutien au sol à Baïkonour fin mars - début avril. Une année passionnante nous attend."

Tous les travaux de mise en conformité du système parachute avec les exigences sont réalisés et coordonnés par une équipe mixte qui comprend des représentants de l'ESA (avec le soutien de la Direction de la Technologie, de l'Ingénierie et de la Qualité), Thales Alenia Space Italie (entreprise générale ExoMars, Turin), Thales Alenia Space France (pilote du système de préparation du parachute, Cannes), Vorticity au Royaume-Uni (conception et analyse des tests du parachute, Oxford) et Arescosmo en Italie (production de parachute et sacs parachute, Aprilia). NASA / JPL-Caltech fournit des conseils d'ingénierie, un accès à une installation de test de récupération dynamique et fournit une assistance sur site pendant les tests. Les tests de récupération des parachutes sont réalisés dans le cadre d'un contrat d'assistance technique avec Airborne Systems, qui fournissait auparavant des parachutes à la NASA dans le cadre d'un vol vers Mars en 2020, et Free Flight Enterprises a fourni du matériel pour ranger et emballer les parachutes. Airborne Systems fournit également des services de conception et de fabrication de parachutes depuis 2021.

Near Space Corporation fournit des services de lancement de ballons dans l'Oregon. La société spatiale suédoise Esrange fournit des services de lancement de ballons à Kiruna.

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La mission conjointe ESA-Roscosmos ExoMars 2022 sera lancée par une fusée Proton-M avec l'étage supérieur Briz-M depuis le cosmodrome de Baïkonour pendant la période de lancement du 20 septembre au 1er octobre 2022. Après un atterrissage en toute sécurité dans la plaine d'Oxia sur Mars, le 10 juin 2023, le rover quittera la plate-forme et recherchera des sites géologiquement intéressants pour le forage souterrain afin de déterminer si la vie a déjà existé sur la planète rouge. ExoMars comprend également le Trace Gas Orbiter, qui est en orbite martienne depuis 2016. En plus d'effectuer ses propres tâches scientifiques, Trace Gas Orbiter fournira un relais de données pour la mission du rover ; il assure déjà le relais de données pour les missions de la NASA, dont le rover Perseverance, arrivé sur Mars en février 2021.

Source et crédit photographique: ESA/Roscosmos