La sonde « Hope » sera en orbite autour de la planète rouge en février prochain, dans le but d’étudier son climat et son atmosphère.
Une fusée lancée lundi depuis le Japon a emporté dans l’espace la sonde émiratie « Hope », qui sera en orbite autour de Mars en février prochain dans le cadre de la première mission interplanétaire menée par un pays arabe.
La sonde spatiale émiratie « Al Amal » (espoir), la première mission spatiale vers la planète Mars, a décollé lundi du centre spatial de Tanegashima (sud-ouest du Japon), après avoir été reportée deux fois la semaine dernière en raison du mauvais temps.
Cinq minutes après le décollage, la fusée transportant la sonde a éjecté ses premiers propulseurs et a respecté la trajectoire prévue.
Le lancement de la fusée Mitsubishi Heavy Industries (MHI) a été effectué à 6h58 heure locale (21h58 GMT dimanche), à l’heure prévue, depuis le centre spatial de Tanegashima, à l’extrême sud-ouest du Japon, selon les informations diffusées par la firme.
Une fois en place, la sonde doit faire le tour de la planète rouge pendant toute l’année martienne, soit 687 jours terrestres. L’objectif est de fournir une image complète et sans précédent de la dynamique météorologique dans l’atmosphère de Mars.
La 42e fusée de la série H-IIA devait décoller mercredi dernier, mais de fortes pluies dans la région ont provoqué le report à vendredi, et de nouveau reporté à lundi.
Après le compte à rebours, la fusée a été soulevée dans un ciel dégagé, sans aucune entrave préalable, et quelques minutes plus tard, elle s’est détachée de deux propulseurs supplémentaires et a continué sa course.
La sonde « Hope » parcourra 495 millions de kilomètres pour entrer en orbite autour de la planète rouge en février 2021, date qui coïncide avec le 50e anniversaire de la formation des Émirats arabes unis (EAU).
La mission émiratie vers Mars est le premier d’une série de trois projets vers cette planète qui seront achevés dans les prochaines semaines et qui comprennent d’autres véhicules lancés par la Chine (Tianwen-1) et les États-Unis (Mars 2020).
L’objectif de Hope est d’étudier le climat et l’atmosphère de Mars et de faire la lumière « sur les causes qui ont conduit à la disparition de l’eau et les possibilités de vie sur la planète rouge », selon les responsables émiratis.
La sonde a été assemblée à l’université de Colorado Boulder, expédiée à Dubaï puis arrivée à la base de lancement de Tanegashima à la mi-mai à bord du plus gros avion-cargo du monde, l’Antonov 12.
La partie centrale de la fusée a été fabriquée à l’usine MHI de Tobishima, au centre du Japon, et transportée par bateau au centre spatial de Tanegashima.
Le programme émirati sera suivi par d’autres missions inhabitées, l’une en provenance de Chine et l’autre des États-Unis, qui partiront bientôt pour la planète rouge.
Connus pour leurs vastes réserves de pétrole et de gaz naturel, leurs gratte-ciel et leur goût pour le luxe, les Émirats arabes unis ont l’ambition de devenir un acteur de premier plan dans le domaine de la science et de la technologie.
La Mission Emirates Hope Mars a été construite par le Centre spatial Mohammed bin Rashid, une organisation spatiale émiratie, ainsi que par l’Université du Colorado Boulder, l’Université d’État de l’Arizona et l’Université de Californie, Berkeley.
La sonde étudiera les cycles météorologiques quotidiens et saisonniers, les événements météorologiques dans la basse atmosphère tels que les tempêtes de poussière, et la façon dont le temps varie dans les différentes régions de Mars.
Elle tentera de répondre aux questions scientifiques sur les raisons pour lesquelles l’atmosphère martienne perd de l’hydrogène et de l’oxygène dans l’espace et sur les raisons des changements climatiques drastiques de Mars.
La mission est menée par une équipe d’ingénieurs émiratis en collaboration avec des institutions de recherche étrangères, et constitue une contribution à une économie de la connaissance dans les Émirats arabes unis. Hope devrait atteindre Mars en février 2021.
La mission a été annoncée par le Cheikh Khalifa bin Zayed Al Nahyan, le président des Émirats arabes unis, en juillet 2014, et vise à enrichir les capacités des ingénieurs émiratis et à accroître les connaissances humaines sur l’atmosphère martienne.
L’orbiteur est une mission vers Mars pour étudier l’atmosphère et le climat martiens, construite par le Centre spatial Mohammed bin Rashid, l’Université du Colorado Boulder, l’Université d’État de l’Arizona et l’Université de Californie, Berkeley.
La sonde Hope a été lancée du Japon en juillet 2020 et il lui faudra sept mois pour arriver sur Mars. En cas de succès, elle deviendrait la première mission vers Mars de tout pays d’Asie occidentale, à majorité arabe ou musulmane.
Pour atteindre les objectifs de la mission Mars des Émirats, un accord a été signé entre l’Agence spatiale des Émirats arabes unis et le Centre spatial Mohammed bin Rashid (MBRSC), conformément à une directive donnée par le cheik Mohammed bin Rashid Al Maktoum, vice-président et Premier ministre des Émirats arabes unis et dirigeant de Dubaï.
Conformément à l’accord, la mission Mars des Émirats sera financée par l’Agence spatiale des Émirats arabes unis et celle-ci supervisera également le processus complet d’exécution de la sonde Hope. L’accord décrit le cadre financier et juridique et fixe un calendrier pour l’ensemble du projet. Dans le cadre de cet accord, le MBRSC a été chargé de la conception et de la fabrication de la sonde Hope.
Pour la conception et la construction de l’orbiteur, la chef de projet adjointe et responsable scientifique de la mission, Sarah Al Amiri, a collaboré avec l’Université du Colorado Boulder, l’Université de Californie, Berkeley et l’Université d’État de l’Arizona. Le chef de projet est Omran Sharaf.
Le nom Hope (en arabe : al-Amal) a été choisi parce qu’il « envoie un message d’optimisme à des millions de jeunes Arabes », selon le cheikh Mohammed bin Rashid Al Maktoum, le dirigeant de l’émirat de Dubaï pour qui le centre spatial principal, le Mohammed bin Rashid Space Centre (MBRSC), des Émirats arabes unis, est nommé. Les données de mission qui en résulteront seront partagées librement avec plus de 200 institutions dans le monde entier.
La sonde Hope est compacte et cubique dans sa forme et sa structure, avec une masse de 1 350 kilogrammes (2 980 lb), carburant compris. La sonde mesure 2,37 mètres de large et 2,90 mètres de long, sa taille totale est équivalente à celle d’une petite voiture.
Hope utilise deux panneaux solaires de 900 watts pour charger ses batteries et elle communique avec la Terre à l’aide d’une antenne à gain élevé avec une parabole de 1,5 mètre de large.
L’engin spatial est équipé de capteurs de suivi des étoiles qui aident à déterminer sa position dans l’espace en identifiant les constellations par rapport au Soleil. Six propulseurs de 120 N contrôlent la vitesse de la sonde, et huit propulseurs du système de contrôle de réaction (RCS) de 5 N sont responsables de la manœuvre délicate.
La durée de voyage prévue de la sonde Hope est d’environ 200 jours sur son trajet de 60 millions de kilomètres. À son arrivée sur Mars, elle étudiera l’atmosphère de Mars pendant deux ans. Il est prévu que ses instruments aident à construire des « modèles holistiques » de l’atmosphère martienne. Ils devraient fournir des données supplémentaires sur l’échappement de l’atmosphère vers l’espace extra-atmosphérique.
La sonde Hope emportera trois instruments scientifiques pour étudier l’atmosphère martienne, qui comprennent une caméra numérique pour des images couleur haute résolution, un spectromètre infrarouge qui examinera le profil de température, la glace, les vapeurs d’eau dans l’atmosphère, et un spectromètre ultraviolet qui étudiera la haute atmosphère et les traces d’oxygène et d’hydrogène plus loin dans l’espace.
La mission est considérée comme un investissement dans l’économie et le capital humain des EAU.
Le Cheikh Mohammed bin Rashid Al Maktoum a mentionné trois messages lorsqu’il a annoncé la mission : « Le premier message est destiné au monde : la civilisation arabe a joué un grand rôle dans la contribution à la connaissance humaine et jouera encore ce rôle ; le deuxième message est destiné à nos frères arabes : rien n’est impossible et nous pouvons rivaliser avec les plus grandes nations dans la course à la connaissance ; le troisième message est destiné à ceux qui s’efforcent d’atteindre le plus haut des sommets : ne fixez aucune limite à vos ambitions, et vous pouvez même atteindre l’espace ». La mission doit arriver sur Mars avant le 50e anniversaire de l’indépendance des Émirats arabes unis, le 2 décembre 1971.
Un prototype du vaisseau spatial Hope a été exposé au salon aéronautique de Dubaï en novembre 2017. Le prototype est un modèle construit pour donner une idée générale de ce à quoi ressemblera l’engin spatial. Le chef de projet Omran Sharaf a déclaré que la mission est en bonne voie pour un lancement en juillet 2020.
L’Agence spatiale des Émirats arabes unis et l’ISRO ont mis en place un groupe de travail conjoint concernant cette mission en 2019.
Le Congrès international d’astronautique 2020 doit se tenir en octobre 2020 à Dubaï, trois mois après le lancement prévu de la mission Hope Mars.
Objectifs scientifiques de la mission Hope Mars
Les objectifs scientifiques de la mission Hope Mars, comme convenu par la communauté scientifique internationale, visent à fournir une image complète de l’atmosphère martienne.
La sonde étudiera le climat quotidien et les cycles saisonniers, les événements météorologiques dans la basse atmosphère tels que les tempêtes de poussière, ainsi que le temps qu’il fait dans différentes zones géographiques de Mars. Selon l’équipe de la mission Hope Mars, la sonde sera le « premier vrai satellite météorologique » sur Mars.
La sonde Hope étudiera les couches atmosphériques de Mars en détail et fournira des données à étudier : la raison d’un changement climatique drastique dans l’atmosphère martienne depuis le moment où elle pouvait contenir de l’eau liquide jusqu’à aujourd’hui, où l’atmosphère est si mince que l’eau ne peut exister que sous forme de glace ou de vapeur, pour aider à comprendre comment et pourquoi Mars perd son hydrogène et son oxygène dans l’espace, et la connexion entre les niveaux supérieurs et inférieurs de l’atmosphère martienne.
Les données de la sonde Hope aideront également à modéliser l’atmosphère terrestre et à étudier son évolution sur des millions d’années. Toutes les données obtenues lors de la mission seront mises à la disposition de 200 universités et instituts de recherche du monde entier afin de partager les connaissances.
Vaisseau spatial Hope
La sonde robotisée est envoyée sur Mars dans le cadre de la mission Emirates Mars a été baptisée « Hope » ou Al-Amal, car elle est destinée à envoyer un message d’optimisme à des millions d’Arabes à travers le monde et à les encourager à innover.
En avril 2015, le cheikh Mohammed bin Rashid a invité le monde arabe à donner un nom à la sonde. Le nom a été choisi après que des milliers de suggestions aient été reçues, car il décrit l’objectif principal de la mission. Le nom de la sonde a été annoncé en mai 2015 et depuis lors, la mission est parfois appelée « Hope Mars Mission ».
En avril 2019, le MBRSC a annoncé que la sonde était terminée à 85 %. L’engin spatial a été construit au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado à Boulder et a été lancé depuis le Japon. La première sonde martienne du monde arabe est arrivée sur le site de lancement au Japon en avril 2020, après que les responsables aient suivi les protocoles de quarantaine liés aux coronavirus et les restrictions de voyage.
Cependant, le coronavirus a obligé les responsables à modifier le calendrier, et les responsables de la mission ont décidé d’envoyer la sonde au Japon plus tôt. La décision d’envoyer l’engin spatial sur le site de lancement a obligé les ingénieurs de Dubaï à réduire certains des tests prévus sur la sonde, mais tous les contrôles critiques ont été effectués avant le départ de l’orbiteur pour le Japon en avril.
Début avril, les autorités ont envoyé 11 ingénieurs et techniciens au Japon, où ils ont passé deux semaines en quarantaine pour s’assurer qu’ils ne présentaient aucun symptôme de la maladie virale COVID-19. Le 20 avril 2020, le vaisseau spatial Hope a quitté le centre spatial Mohammed bin Rashid à Dubaï pour entamer le voyage de quatre jours vers Tanegashima.
Emballé dans un conteneur à température contrôlée, le vaisseau spatial a été transporté de Dubaï à Nagoya, au Japon, dans un avion-cargo Antonov An-124 de construction ukrainienne et exploité par la Russie. La phase finale du voyage s’est déroulée à bord d’un navire, qui a transporté la sonde de Nagoya à l’île de Tanegashima le 24 avril 2020.
Six membres de l’équipe de la Mission Mars Emirates ont accompagné le vaisseau spatial jusqu’au Japon. Une fois sur place, ils ont entamé leur propre période de quarantaine de deux semaines, conformément au mandat du gouvernement japonais.
Une fois la période de quarantaine terminée, le personnel rejoint les 11 ingénieurs et techniciens pour effectuer les derniers tests sur le vaisseau spatial dans une salle blanche du centre de traitement des charges utiles à Tanegashima.
Spécifications
La sonde Hope est construite en aluminium dans une structure en nid d’abeille avec une feuille de face composite. Avec une masse de 1 350 kilogrammes (2 980 lb), y compris le propulseur, la taille et les dimensions de la sonde sont comparables à celles d’une petite voiture.
- Dimensions : 2,37 mètres (7 ft 9 in) de largeur et 2,90 mètres (9 ft 6 in) de longueur
- Messe : 1 350 kilogrammes (2 980 lb)
- Puissance : 1800 watts grâce à deux panneaux solaires
Pour communiquer, la sonde utilise une antenne à gain élevé de 1,5 mètre de diamètre. Cette antenne produit une onde radio étroite qui doit pointer vers la Terre. La structure de la sonde comporte des antennes à faible gain qui permettent une communication directionnelle à une largeur de bande plus faible que l’antenne à gain élevé.
Les suiveurs d’étoiles sont utilisés pour déterminer la position dans l’espace en étudiant les constellations par rapport au Soleil. Hope est équipée de six propulseurs de 120 newtons (27 lbf) et de huit propulseurs de 5 newtons (1,1 lbf) du système de contrôle de réaction (RCS).
La fonction des six propulseurs delta-v est la gestion de la vitesse, tandis que les propulseurs RCS sont utilisés pour le contrôle de l’attitude et les manœuvres délicates.
Les roues de réaction de la sonde lui permettent de se réorienter pendant son voyage dans l’espace, l’aidant à pointer son antenne vers la Terre ou à diriger tout instrument scientifique vers Mars.
Instruments
Pour atteindre les objectifs scientifiques de la mission, la sonde Hope est équipée de trois instruments scientifiques :
L’Emirates eXploration Imager (EXI) est une caméra multibande capable de prendre des images à haute résolution avec une résolution spatiale supérieure à 8 km.Elle utilise un mécanisme de roue de sélection composé de 6 filtres passe-bande discrets pour échantillonner la région spectrale optique : 3 bandes UV et 3 bandes visibles (RVB). L’EXI mesure les propriétés de l’eau, de la glace, de la poussière, des aérosols et l’abondance de l’ozone dans l’atmosphère de Mars. L’instrument a été développé au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) de l’Université du Colorado à Boulder, en collaboration avec le Centre spatial Mohammed bin Rashid (MBRSC) à Dubaï, EAU.
L’Emirates Mars Infrared Spectrometer (EMIRS) est un spectromètre infrarouge thermique interférométrique développé par l’Université d’État de l’Arizona (ASU) et le Centre spatial Mohammed bin Rashid (MBRSC). Il examine les profils de température, la glace, la vapeur d’eau et la poussière dans l’atmosphère. L’EMIRS fournira une vue de la basse et moyenne atmosphère. Le développement a été mené par l’Université d’État de l’Arizona avec le soutien du MBRSC.
Le spectromètre ultraviolet Emirates Mars (EMUS) est un spectrographe imageur dans l’ultraviolet lointain qui mesure les émissions dans la plage spectrale de 100 à 170 nm afin de mesurer les caractéristiques et la variabilité globales de la thermosphère, ainsi que les couronnes d’hydrogène et d’oxygène. La conception et le développement ont été dirigés par le Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado à Boulder.
Équipe
L’équipe de la mission est divisée en sept groupes, à savoir : vaisseaux spatiaux, logistique, opérations de la mission, gestion de projet, enseignement et vulgarisation scientifique, station au sol et véhicule de lancement. L’équipe est dirigée par Omran Sharaf, qui agit en tant que chef de projet et est responsable de la gestion et du soutien des tâches en cours liées à la mission Emirates Mars.
Sarah Amiri est la directrice adjointe du projet et la chercheuse scientifique principale, qui dirige l’équipe dans le développement des objectifs de la mission et l’alignement des programmes liés à l’instrumentation de la sonde Hope. La mission a été considérée comme ayant le potentiel d’apporter une contribution durable à l’économie et au peuple des Émirats arabes unis.
L’équipe de la mission comprend 150 ingénieurs émiratis et 200 ingénieurs et scientifiques d’instituts partenaires aux États-Unis, avec Omran Sharaf comme chef de projet ; Sarah Amiri, chef de projet adjoint et chercheur scientifique principal ; Ibrahim Hamza Al Qasim, chef de projet adjoint, planification stratégique ; et Zakareyya Al Shamsi, chef de projet adjoint pour les opérations.
