Exomars joue sa dernière carte pour partir en 2020

Le parachute de 35 m d'Exomars 2020, lors d'un test en basse altitude en mars 2018. Le seul qui ait fonctionné. © ESA
Le départ du rover européen Exomars 2020 n’est plus garanti l’an prochain. Lors des tests effectués en 2019, les parachutes de la sonde se sont déchirés à chaque fois. Une situation évaluée ces jours-ci par des experts américains et européens afin que réussissent les derniers essais. Faute de quoi la mission sera reportée.

« Nous n’avons plus la certitude de partir en 2020 ». Ce sont les mots de François Spoto, chef du projet Exomars 2020 à l’Agence spatiale européenne (ESA), tandis qu’il décrit une situation « pas désespérée » mais « critique ». À moins d’un an de son départ vers la planète rouge, le 25 juillet 2020, le rover européen se porte pourtant bien. Mais ce sont ses parachutes, qui doivent assurer sa descente vers le sol martien, qui subissent des déconvenues majeures. Les deux plus grands de ses quatre parachutes (15 et de 35 m de diamètre) se sont déchirés à chacun des deux essais menés en 2019. Pis, lors du second test, le 5 août 2019, les 120 lignes raccordées à la voilure en tension ont toutes cédé. « La déchirure partielle du parachute a entraîné la rupture d’une ligne, puis les forces n’étant plus réparties de façon homogène, sa voisine a rompu, puis la suivante, et ainsi de suite », détaille François Spoto. Un effet domino qui a causé la perte complète du Main Parachute 2, ou MP2, le plus vaste, chargé de poser en douceur le rover de 300 kg et l’atterrisseur russe Kazachok, qui le contient.

Des améliorations avaient pourtant été apportées à l’issue du premier test le 28 mai 2019, le seul qui expérimentait la séquence complète d’ouverture des quatre parachutes, chacun étant épaulé d’un petit parachute pilote qui permet d’extraire l’immense voile de son sac. Lors de ce test, les étapes s’étaient enchaînées correctement pour un succès partiel, gâché par les déchirures apparues sur les deux parachutes principaux. Deux essais supplémentaires sont prévus pour tester MP1 seul, puis MP2 respectivement en décembre 2019 puis février 2020, mais d’autres épreuves pourraient s’ajouter rapidement.

Un problème d’artisans

Une enquête est en cours pour déterminer la cause des déchirures. Mais l’ESA se doute déjà que c’est au moment de l’extraction des parachutes que le bât blesse. « C’est vraisemblablement un problème de pliage et de couture », décrit François Spoto avant de détailler : « Les sacs contenant les toiles ont la forme d’un donut traversé par deux séparateurs qui créent trois compartiments. Le parachute est en partie cousu au sac qui le contient. » Sous l’égide de Thales Aliena Space à Turin et de l’entreprise anglaise Vorticity-Systems, c’est l’entreprise italienne Arescosmo qui est chargée de la fabrication des parachutes et de leur sac. Pour ne rien arranger, la PME dont la division parachute compte moins de dix employés, est en dépôt de bilan et serait actuellement soutenue financièrement par l’ESA. « Il faut bien comprendre que nous sommes face à un problème d’artisanat », insiste le chef du projet, écartant par là les préoccupations d’ordre plus techniques. « L’enjeu est maintenant de parvenir à fluidifier davantage la sortie du parachute. »

Les Américains à la rescousse

Face à un calendrier serré, l’Europe nourrit toujours l’espoir de décoller vers Mars dans les temps. Pour cela, l’équipe d’Exomars a convoqué des experts européens et américains autour de la table. Aujourd’hui même, au CalTech en Californie, se tient un workshop décidé après l’échec du 5 août. Au terme de cette réunion aux airs de cellule de crise, il sera décidé du type d’essais supplémentaires à effectuer pour qualifier les parachutes d’Exomars. Car, en plus de leur expertise en matière d’atterrissages martiens, la Nasa a accès à une panoplie d’installations dédiées aux tests de parachutes. C’est par exemple le cas d’un « wind tunnel » (tunnel à vent) capable d’accueillir un parachute de 15 m de diamètre. Mais celui-ci est actuellement endommagé, et de toute façon trop étroit pour contenir les 35 m du MP2, qui doit devenir le plus grand parachute jamais déployé dans l’espace. Un autre mode opératoire doit donc être trouvé. Écartée aussi : l’option du tir de missile auquel serait accroché le parachute, car trop coûteuse pour le budget européen alloué aux tests. Exomars 2020 pourrait donc mettre ses voiles à l’épreuve de sortes de canons à air comprimé. Des machines utilisées par l’armée américaine pour évaluer les parachutes destinés à soutenir les chars d’assaut largués par avion-cargo.

Au-delà de cette aide, la Nasa compte dépêcher « la plus grande experte en matière de parachute » que François Spoto ne nomme pas pour des raisons de secret industriel, afin d’inspecter les matériaux endommagés en 2019 et conservés en Italie. Toute cette aide américaine n’est pas dépourvue d’intérêt. Certes, à l’origine, les Américains s’étaient désengagés de la collaboration avec l’Europe pour cette mission – l’ESA fait à présent équipe avec l’agence spatiale russe Roscosmos. Cependant, la Nasa fournit un instrument du rover européen Rosalind Franklin. « Cet instrument appelé MOMA est le plus gros et le plus cher : 150 millions d’euros », explique François Spoto pour justifier cette aide des Américains qui, depuis 1976, ont réussi huit atterrissages sur Mars.

La descente de la sonde Exomars 2020 vers le sol martien repose sur une séquence de quatre parachutes. © ESA

Largages cruciaux à venir

La série d’expériences, décidée lors de la réunion californienne, devra se tenir avant décembre 2019, date à laquelle un largage de MP1 (Main Parachute 1) est prévu là aussi… sur le sol américain. Mais ça n’est cette fois-ci pas une entorse à l’organisation initiale. Pour les deux premiers largages, Exomars avait employé la base de lancement de ballons atmosphériques de Kiruna dans le nord de la Suède, seule station continuant d’offrir ce type de prestation en Europe. Mais le site ferme entre septembre et mai, en partie à cause d’une météo trop capricieuse pour garantir l’envoi de ballons à 39 km d’altitude, comme ce fût le cas lors des essais de mai et d’août 2019.

L’activité est ainsi délocalisée dans l’Oregon, y compris en février 2020 pour le nouveau déploiement de MP2. Et François Spoto de se projeter : « Si ces tests réussissent, alors on aura démontré le fonctionnement de la séquence totale et qualifié chaque parachute principal une fois, ce qui peut suffire pour que le départ de la mission soit approuvé. » Car la décision du lancement depuis Baïkonour en juillet 2020 ne revient pas à l’équipe d’Exomars seule. Encore faut-il que les résultats de cette longue phase de tests passent la System qualification acceptance review, une évaluation de la part d’un panel d’experts de l’alliance ESA-Roscosomos, extérieurs au projet. Et même avec 100 % de réussite à partir d’aujourd’hui, l’approbation n’est pas garantie. « En revanche, si des failles subsistent à l’issue des essais dans l’Oregon, nous déclarerons nous-mêmes l’impossibilité de partir en 2020 », précise François Spoto.

Un report de deux ans ?

Le chef du premier rover européen voué à rouler sur un monde extraterrestre se refuse à « jouer aux cow-boys ». « Il vaut mieux une mission retardée qui fonctionne plutôt qu’un échec dû à une trop grosse prise de risque », philosophe François Spoto. Si report il y a, il sera d’au moins deux ans. La distance Terre-Mars varie de 57 à 400 millions de kilomètres, et on lance les sondes vers la planète rouge que quand cet écart est minimal.

Un temps d’attente qui ne serait pas vain puisque d’après François Spoto, il faudrait « trouver un autre fournisseur pour les parachutes ». Et l’on repartirait alors de zéro dans la fabrication de ceux-ci, car « Arescosmo refusera de transmettre ses plans à son successeur, son activité étant partiellement militaire ». Rosalind Franklin, aujourd’hui en phase de tests chez Airbus à Toulouse, et Kazachok chez Thales Aliena Space à Cannes, pourraient bien devoir patienter.

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