ERO, 1er vaisseau à revenir de Mars en 2031

Alors que le rover Perseverance de la mission Mars 2020, qui doit collecter des échantillons de roche martienne, vogue actuellement vers la planète rouge, Airbus DS et l’ESA ont officialisé la semaine dernière le contrat d’un montant de 491 millions d’euros* de l’ERO, le véhicule qui doit justement assurer le voyage de ces mêmes échantillons vers la Terre.

Si rejoindre une planète est déjà un défi en soi, en repartir en est un autre. Il y a presque un demi-siècle, les missions de retour d’échantillons lunaires soviétiques, Luna 16 (1970) Luna 20 (1972) et Luna 24 (1976), se contentaient de redécoller de la surface sélène pour revenir vers la Terre une fois leurs prélèvements effectués. Pour le premier retour d’échantillons de Mars – qui sera conjointement réalisé par la NASA et par l’agence spatiale européenne -, les choses seront un peu différentes… D’abord parce que l’objectif à atteindre se situe à 55 millions de kilomètres au minimum. Selon le plan actuel, le voyage aller, jusqu’à la planète rouge, prendra six à sept mois avec un départ fin 2026 pour une arrivée dans les parages de Mars au printemps 2027. Ensuite, ERO devra progressivement abaisser son orbite jusqu’en juillet 2028. Parallèlement, le Fetch Rover (littéralement « rover récupérateur »), apporté par le véhicule d’ascension martienne (MAV) de la NASA, devra collecter en moins de deux ans les échantillons collectés par le robot Perseverance (actuellement en transit vers Mars) grâce à son bras mécanique de transfert d’échantillons (Sample Transfer Arm). Il les rapportera ensuite au MAV qui redécollera pour effectuer un rendez-vous en orbite martienne avec l’Earth Return Orbiter (ERO). En orbite, l’ERO devra récupérer une capsule de la taille d’un ballon de football, l’Orbiting Sample (OS). Une fois l’OS dans les flancs de l’ERO, ce véhicule sera le premier à accomplir une prouesse encore jamais tentée.

20 kW de puissance en orbite martienne

Conçu par Airbus DS sur la base de ses plateformes de satcom, l’ERO est un vaisseau de six tonnes qui devra en effet effectuer le tout premier transit aller-retour entre la Terre et Mars. Son départ depuis la Terre est préalablement planifié à partir de 2026 avec un lanceur Ariane 64 (4 propulseurs d’appoint). Les panneaux solaires d’une surface totale de 144 m2 confèrent une envergure de plus de 40 m au vaisseau et doivent fournir une alimentation électrique de 40 kW autour de la Terre, et jusqu’à 20 kW en orbite martienne. L’ERO disposera d’un total de dix panneaux solaires contre six à huit habituellement sur les satellites de télécommunications. L’un des principaux défis de la mission est d’assurer leur bonne tenue mécanique lors de l’arrivée en orbite martienne. « La décélération imposée au vaisseau génère des efforts au niveau de l’implanture des panneaux », précise Christian Lebranchu l’un des responsables de la mission ERO au sein d’Airbus Defence and Space. La propulsion principale du vaisseau est fournie par deux propulseurs principaux de 425 N de poussée et fonctionnant sur la base d’un mélange hydrazine – oxyde d’azote. La propulsion additionnelle est fournie par 4 moteurs ioniques RIT-2X d’Arianegroup d’une poussée unitaire de 255 mN.

Un argument pour le vol habité

Parmi les autres défis à relever figure bien entendu la navigation. Sur ce chapitre, Airbus DS s’appuie notamment sur l’acquis obtenu grâce aux cinq missions de ravitaillement de l’ATV réalisées entre 2008 et 2014 ainsi que sur certains algorithmes parallèlement développés pour la mission jovienne JUICE dont le départ est, quant à elle, attendu pour 2022. Au terme du voyage de retour d’un an vers la Terrece n’est pas l’ERO qui effectuera peut-être la rentrée dans l’atmosphère terrestre mais l’Earth Entry Vehicle (EEV). Il s’agit d’un troisième confinement de protection après celui de l’OS et de l’ERO, afin que les échantillons puissent arriver sur Terre en toute sécurité. Selon les informations qui nous ont été transmises, il est prévu que l’intégration du modèle de vol de l’ERO débute en 2023. Son départ pour la planète Rouge doit intervenir à partir de 2026. Mais le retour du vaisseau avec les tous premiers échantillons martiens n’est pas attendu avant 2031. Si la mission se passe comme escomptée, elle pourrait constituer un argument en faveur de la réalisation d’un vol habité en direction de la planète Mars.

Antoine Meunier

*Hors coûts de lancements

©                                 La Chronique Spatiale (2020)