Mars : quels sont les objectifs de la mission Hope qui décolle le 14 juillet

Développée par le Centre spatial Mohammed Bin Rashid à Dubaï, en partenariat avec le Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université du Colorado, à Boulder, la sonde Hope sera lancée demain à destination de Mars. Première mission interplanétaire arabe, Hope a des objectifs inédits que nous explique François Forget, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de météorologie dynamique de l'Institut Pierre-Simon-Laplace et membre de l'équipe scientifique de la mission.

Cet été, pas moins de trois missions seront lancées à destination de Mars. On aurait pu en compter quatre si le lancement du rover Rosalind Franklin de l'Agence spatiale (ExoMars) n'avait pas été reporté à 2022. La première sonde a quitté la Terre sera l'Émiratie Hope, lancée le 14 juillet depuis le centre spatial de Tanegashima au Japon, suivie de la Chinoise Tianwen le 23 juillet depuis le cosmodrome de Wenchang et enfin l'Américaine Perseverance qui sera lancée le 30 juillet depuis le Centre spatial Kennedy. Pour la Chine et les Émirats arabes unis, ce sera la première tentative de lancer une mission vers Mars.

La mission des Émirats arabes unis consiste à envoyer vers Mars, depuis le Japon, un orbiteur dédié à l'étude de la dynamique de l'atmosphère et du climat martien pendant au moins toute une année martienne (687 jours terrestres) de façon à observer les variations saisonnières, les nuages et tempêtes de poussières d'un mois sur l'autre et, si la mission est prolongée, d'une année sur l'autre. L'intérêt de cette mission est de voir comment le climat martien affecte l'atmosphère de la planète. Haute de 2,9 mètres pour un diamètre de 2,7 mètres, Hope (1.500 kilos) a été développée par le Centre spatial Mohammed Bin Rashid à Dubaï, en partenariat avec le Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université américaine du Colorado, à Boulder.

Cette mission sera « inédite avec une vraie ambition scientifique », nous explique François Forget, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de Météorologie Dynamique de l'Institut Pierre-Simon-Laplace et membre de l'équipe scientifique de la mission. Ce sera la première mission à fournir une vue « complète du système météorologique dans toutes les régions de la planète à tous les moments de la journée ». Une climatologie sans précédent et complémentaire de ce qui a déjà été fait autour de Mars.

Cette ambition est revendiquée par l'Agence spatiale des Émirats arabes unis qui ne voulait pas se contenter d'une mission de démonstration technologique à l'intérêt scientifique limité, comme cela a pu être le cas avec la mission Maangalyaan de l'Isro (Inde), lancée en novembre 2013. 

L'équipe scientifique de Hope a souhaité « réaliser une mission inédite de façon à faire progresser la connaissance de Mars en traitant des questions scientifiques en suspens ».  Pour éviter de répéter ce qui a déjà été fait et donc se différencier des missions précédentes comme Mars Global Surveyor ou Mars Express par exemple, l'équipe a « choisi une orbite inédite » très différente des orbites habituellement utilisées par les sondes autour de Mars. Plutôt que d'évoluer sur des « orbites polaires ou héliosynchrones », Hope sera installée sur une « orbite elliptique avec un périgée de 20.000 kilomètres et un apogée à environ 43.000 kilomètres et inclinée à 25° par rapport à l'équateur ! ». Depuis cette position, Hope sera capable de sonder et cartographier l'atmosphère le plus systématiquement possible de la planète, ce qui lui permettra de « voir tout ce qui se passe chaque semaine, heure par heure, en tout point de la planète ».

Hope en orbite géostationnaire au-dessus de Mars

Cette orbite a trois avantages. D'une part, elle permet de corriger les défauts des orbites polaires et héliosynchrones qui contraignent les sondes qui les utilisent à observer toujours à la même heure et les empêchent de voir la formation d'un certain nombre de phénomènes climatiques, notamment des nuages dont certains ont pu étonner les scientifiques, par leur forme et leur taille.

D'autre part, et c'est tout l'intérêt de la mission, elle permettra à la sonde d'être suffisamment loin de la planète pour « observer en permanence le disque martien dans sa totalité » et non plus par bandes, comme cela est le cas avec les missions précédentes. Le troisième intérêt de cette orbite (d'une durée de 55 heures) et que la sonde sera au « périgée de son orbite, trois fois par semaine et se situera à 20.000 km de la planète pendant environ une douzaine d'heures ». À cette distance, Hope sera en « orbite géostationnaire, positionnée au-dessus d'un même point pendant une douzaine d'heures » ! Une configuration inédite pour une mission qui va permettre « d'observer en direct la formation et l'évolution dans le temps de nombreux événements climatiques, dont les tempêtes martiennes qui peuvent recouvrir la totalité de la planète ».

Suivez le décollage en live sur Dubaï TV. © Dubaï TV

Hope sera également utilisée pour observer l'exosphère dont l'étude pourrait fournir des « données sur l'échappement de l'atmosphère dans l'espace et comprendre la disparition de l'eau liquide en surface, l'hydrogène et l'oxygène ». Les tempêtes martiennes, « dont on ne comprend pas bien les mécanismes de formation et pourquoi certaines deviennent globales », pourraient jouer un rôle en permettant à la vapeur d'eau de « monter dans les couches supérieures de l'atmosphère pour finalement s'échapper dans l'espace ». En observant simultanément la basse atmosphère, où se forment les tempêtes et l'exosphère, Hope pourrait trouver un lien de cause à effet.

Hope embarque trois instruments couramment utilisés autour de Mars. Néanmoins, en raison de la distance de la sonde à la planète, ils ont été adaptés pour zoomer sur la planète et la cartographier. On compte un instrument météo, un sondeur infrarouge thermique qui fournira des profils des températures, des mesures quantitatives de glace d'eau (nuage) et de la poussière. Le troisième instrument est un spectromètre UV qui pourra réaliser des images complètes de l'exosphère et du disque martien.

Toutes les données collectées par Hope seront mises gratuitement à la disposition de la communauté scientifique, sans embargo.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/mars-mars-sont-objectifs-mission-hope-decolle-14-juillet-58196/?fbclid=IwAR0Q65sw7JgCKLjwPsKclsBeQeumlKVcPsOm5gwBTjxJNDW-Vag3g8saRjE#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura