Dans le cercle polaire suédois, près de la ville de Kiruna, la neige a fini de fondre il y a deux semaines à peine. C’est le moment choisi par l’Agence spatiale européenne (ESA) pour entamer une nouvelle campagne de tests de largage des parachutes de sa mission Exomars, maintenant prévue pour décoller entre le 20 septembre et le 1er octobre 2022. Ce sont ces parachutes qui devront se déployer un à un pour poser en douceur l’atterrisseur russe Kazachok qui portera le rover européen Rosalind Franklin, en juin 2023 sur le sol de Mars. Lors des essais précédents, leurs toiles se sont déchirées, contribuant au report de la mission Exomars 2022 au-delà de la fenêtre de lancement vers Mars, en 2020.
Tester deux parachutes
Entre élans, rennes et renards qui peuplent les forêts de conifères autour de la base d’Esrange, la Swedish Space Corporation (l’agence spatiale suédoise) doit tirer un ballon géant rempli à l’hélium pour hisser à 29 km d’altitude un DTV (Drop Test Vehicle). Autrement dit, une masse de 2 tonnes de forme conique rappelant celle d’une capsule munie d’un bouclier thermique, larguée selon une altitude et une vitesse de chute qui reproduisent les conditions d’une arrivée sur Mars. Un lancer de ballon doit être conduit à deux reprises. Une fois pour chaque parachute. En effet, contrairement à la descente des rovers américains Perseverance et Curiosity ne nécessitant qu’un seul parachute, la séquence devant poser Exomars en compte deux. Un supersonique de 15 m de diamètre conférant un premier freinage, suivi d’un second de 35 m, le plus grand jamais envoyé dans l’espace. Chacun de ces parachutes principaux sera extrait par un petit parachute « pilote » tiré au mortier, portant le total de toiles déployées à quatre.
Extraction d'un parachute d'Exomars à plus de 200 km/h sur le banc du JPL. © NASA/JPL-Caltech
Aujourd’hui à Esrange, contrairement à ce qui va se passer sur Mars, il ne s’agit plus de reproduire en un seul largage ces quatre ouvertures successives. Cela a déjà été fait en mai 2019, la seule fois où l’on a testé la séquence entière, et ne doit pas être répété. « Les parachutes pilotes ont montré de très bonnes performances et une grande robustesse », témoigne Thierry Blancquaert, responsable d’Exomars à l’ESA. Fini également les soucis de déchirure au moment précis où le parachute s’extirpe de son sac. Un problème enfin levé par de nombreux tests réalisés à l’horizontal au Jet propulsion laboratory (JPL) en Californie. Le laboratoire de la Nasa dispose d’une plateforme au sol qui a permis de vérifier à maintes reprises, fin 2020 et en 2021, l’extraction d’un parachute à plus de 200 km/h. Place maintenant à la dernière phase de contrôle, la résistance de chaque parachute et son freinage correct.
Première tentative avortée
Premier essai au programme : celui du parachute de 35 m, fabriqué par l’entreprise italienne Arescosmo. Pour celui-ci, le ballon une fois rempli d’hélium gonflera jusqu’à atteindre 88 m de diamètre ! C’est ce qu’il faut pour soulever une masse de 2 tonnes jusqu’à 29 km, soit l’altitude du largage. Quinze secondes à peine après avoir lâché le véhicule de test, le parachute s’ouvrira à 27 km pendant qu’une bardée de capteurs en analysera le déploiement, puis la descente. Une séquence déjà tentée le 3 juin 2021, mais interrompue dès les premiers instants car le ballon de la Swedish Space Corporation (SSC), ne s’est pas assez rempli d’hélium. Il n’est pas parvenu à faire décoller les 2 tonnes au centre du pas de tir. Aussitôt décroché par les contrôleurs de vol, le ballon a alors chuté de plusieurs centaines de mètres de haut, pour s’écraser à seulement quelques mètres du bâtiment de lancement. « Quand un immense ballon part comme cela, il peut y avoir de gros dégâts. Heureusement, nous n’avons subi aucun dommage de personne ni de matériel », rapporte Thierry Blancquaert, qui a dû prolonger son séjour sur place à la suite de ce report. « Aujourd’hui la SSC est de nouveau prête à lancer d’un jour à l’autre, dès que la météo le permet. En particulier le vent, qui doit être suffisamment calme. » Depuis dix jours, ces conditions météorologiques se font attendre. À Esrange, la fenêtre de tir reste ouverte jusqu’à la mi-juillet.
À Esrange, échec au décollage lors du test de largage du parachute de 35 m, le 3 juin 2021. © SSC
Une deuxième test, puis trois, puis quatre
Dans un second temps, ce sera un ballon de 60 m de diamètre qui soulèvera une masse à peine plus légère (1,8 t) pour essayer le parachute supersonique de 15 m, dorénavant fabriqué par l’Américain Airborne Systems. Largué à 29 km, son ouverture surviendra 28 secondes plus tard, à 25 km, afin de gagner davantage en vitesse pour tester cette toile, qui sera la première à s’ouvrir en 2023 au-dessus de Mars. Si tous montrent satisfaction, le parachute américain et le parachute italien de 35 m seront les équipements à bord d’Exomars en 2023. La société turinoise Arescosmo reste aussi le fournisseur des deux parachutes pilotes.
La suite de la campagne d’essais de l’ESA dépendra grandement des résultats obtenus en Suède. Mais à partir d’octobre 2021, deux nouveaux largages sont quoi qu’il arrive planifiés aux États-Unis, dans l’Oregon, sous la responsabilité de l’entreprise Near Space Corporation (NSC), rompue à l’exercice pour le compte des parachutes de l’armée américaine. « En été, ce n’est pas possible d’y aller car le Jet Stream souffle le ballon dans le mauvais sens. Et à partir de novembre, on risque des tempêtes de neige, comme ce nous est arrivé l’an dernier », raconte Thierry Blancquaert.
Saisir toutes les opportunités
Avec la fermeture du site de Kiruna dès août, pour éviter tout risque de chute de matériel sur les promeneurs et autres chasseurs qui gagnent la région en cette période, et jusqu’à la fin du long hiver suédois, les essais doivent donc composer avec les aléas climatiques des sites respectifs. Depuis la fermeture pour rénovation de l’immense soufflerie de la Nasa (mais pas assez grande pour les 35 m du second parachute d’Exomars), au Ames Research Center près de San Francisco, rares sont les installations du globe qui offrent ce service. Toutefois, en planifiant déjà deux, voire quatre autres largages début 2022, en plus d’autres tests récurrents sur banc par le JPL, l’ESA semble avoir enfin débloqué les fonds nécessaires pour saisir toutes les opportunités de tests possibles. « Il est fondamental de continuer de gagner en confiance avant de partir vers Mars », confirme Thierry Blancquaert. Et permettre à l’Europe en 2023, après les États-Unis et la Chine, d’avoir un rover en fonctionnement sur le sol de la planète rouge.
