Espace profond 2 - Deep Space 2

Espace profond 2
Sondes DS-2 avec montage.jpg
Sonde DS2 avec écran thermique et fixation
Type de mission Atterrisseur / impacteur
Opérateur NASA  / JPL
Site Internet nmp.jpl.nasa.gov/ds2/
Durée de la mission 1 an 2 mois
Propriétés du vaisseau spatial
Fabricant NASA Jet Propulsion Laboratory
Lancer la masse 2,4 kg (5,3 lb) chacun
Puissance Batteries 300mW Li-SOCl2
Début de mission
Date de lancement 20:21:10, le 3 janvier 1999 (UTC) ( 1999-01-03T20:21:10Z )
Fusée Delta II 7425
Site de lancement Cap Canaveral AFS SLC-17
Fin de mission
Disposition panne en transit
Dernier contact 20:00, le 3 décembre 1999 (UTC) ( 1999-12-03T20:00Z )
Impacteur de Mars
Composant de vaisseau spatial Amundsen et Scott
Date d'impact ~20:15 UTC ERT , 3 décembre 1999
Site d'impact 73°S 210°W / 73°S 210°W / -73; -210 ( Espace profond 2 ) (projeté)
Transpondeurs
Bande Bande S
Bande passante 8 kbit/s
M98patch.png
Logo de la mission   Mars Surveyor 98

Deep Space 2 était une sonde de la NASA faisant partie du programme New Millennium . Il comprenait deux sondes spatiales miniatures très avancées qui ont été envoyées sur Mars à bord du Mars Polar Lander en janvier 1999. Les sondes ont été nommées "Scott" et "Amundsen", en l'honneur de Robert Falcon Scott et Roald Amundsen , les premiers explorateurs à atteindre le Pôle Sud de la Terre. Destiné à être le premier vaisseau spatial à pénétrer sous la surface d'une autre planète, après être entré dans l'atmosphère martienne, DS2 devait se détacher du vaisseau-mère Mars Polar Lander et plonger à la surface en utilisant uniquement un impacteur aéroshell , sans parachute . La mission a été déclarée un échec le 13 mars 2000, après que toutes les tentatives pour rétablir les communications après la descente soient restées sans réponse.

Les coûts de développement de Deep Space 2 se sont élevés à 28 millions de dollars US.

Aperçu

Sarah Gavit, chef de projet Deep Space 2 avec le matériel d'ingénierie de la sonde

Deep Space 2, également connu sous le nom de "Mars Microprobe", était le deuxième vaisseau spatial développé dans le cadre du programme New Millennium de la NASA pour tester en vol des concepts de technologies avancées pour des missions spatiales. Le but du programme était de faire une démonstration de technologie à haut risque, avec une devise "Prendre des risques pour réduire le danger futur." Le projet a été dirigé et exploité par le Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, avec des contributions de l'Université de l'Arizona, de l'État du Nouveau-Mexique, de la Northern Arizona University, de l'Air Force Research Laboratory et d'autres.

La mission Deep Space 2 était destinée à faire une validation technique du concept d'une sonde pénétrante, impactant la planète à grande vitesse, au lieu de ralentir pour un atterrissage en douceur comme le font les sondes classiquement utilisées pour l'exploration planétaire. Le concept de pénétrateur est potentiellement une approche à moindre coût, et a l'avantage proposé de donner accès au sous-sol de la planète étudiée (dans ce cas, Mars.)

Bien que l'objectif principal était de valider la technologie, les sondes avaient également des objectifs pour l'analyse scientifique sur Mars. Ces objectifs étaient « 1) de dériver la densité, la pression et la température atmosphériques dans toute la colonne atmosphérique, 2) de caractériser la dureté du sol et éventuellement la présence de couches à une échelle de dizaines de centimètres, 3) de déterminer si la glace est présente dans le sol souterrain, et, 4) pour estimer la conductivité thermique du sol en profondeur. L'objectif final de ces sondes était de déployer des réseaux "autour d'une planète en n'utilisant pas plus de ressources qu'un seul atterrissage selon les hypothèses conventionnelles".

Les sondes ont été lancées avec le Mars Polar Lander le 3 janvier 1999 sur un lanceur Delta II 7425.

Vaisseau spatial

Chaque sonde pesait 2,4 kg (5,3 lb) et était enfermée dans une coque aéroprotectrice . Ils se sont rendus sur Mars à bord d'un autre vaisseau spatial, le Mars Polar Lander .

À leur arrivée près de la région polaire sud de Mars le 3 décembre 1999, les obus de la taille d'un ballon de basket ont été lâchés par le vaisseau spatial principal, plongeant dans l'atmosphère et frappant la surface de la planète à plus de 179 m/s (590 pieds/s). À l'impact, chaque coquille était conçue pour se briser et sa sonde de la taille d'un pamplemousse devait percer le sol et se séparer en deux parties. La partie inférieure, appelée avant-corps, a été conçue pour pénétrer jusqu'à 0,6 mètre (2 pi 0 po) dans le sol. Il contenait le principal instrument scientifique à bord, l'Evolved Water Experiment. La partie supérieure de la sonde, ou arrière, a été conçue pour rester en surface afin de transmettre des données via son antenne UHF au vaisseau spatial Mars Global Surveyor en orbite autour de Mars. Le Mars Global Surveyor servirait de relais pour renvoyer sur Terre les données collectées. Les deux sections de la sonde ont été conçues pour rester connectées via un câble de données.

Instruments scientifiques

Les sondes sont chacune équipées de cinq instruments pour permettre l'analyse de l'atmosphère, de la surface et du sous-sol.

Accéléromètre de descente : L'accéléromètre de descente était un capteur disponible dans le commerce destiné à mesurer les accélérations de la traînée pendant la descente. Ses lectures pourraient "être utilisées pour dériver un profil de densité de l'atmosphère martienne" sur la base des données d'accélération combinées à la connaissance de la vitesse et du coefficient balistique de la sonde.

Accéléromètre d'impact : L'accéléromètre d'impact a été construit avec une plage de ± 120 000 g pour la grande accélération attendue lors de l'impact avec la surface de Mars.

Capteur météorologique : fournit des données de pression atmosphérique et de température sur le site d'atterrissage. Ce capteur était situé à l'arrière de la sonde afin qu'elle reste au-dessus de la surface après l'impact. Il a été échantillonné et enregistré par les télécommunications « qui permettent l'acquisition de données météorologiques en cas de panne du microcontrôleur lors de l'impact ».

Capteurs de température de conductivité thermique du sol : des capteurs de température à résistance double en platine détermineraient les taux de refroidissement dans l'avant-corps une fois immergé dans la surface.

Expérience de l'eau évoluée : Un petit système de prélèvement d'échantillons dans l'avant-corps amènerait le régolithe martien dans une chambre de chauffe. L'échantillon serait ensuite chauffé pour permettre des mesures de spectroscopie sur la vapeur résultante à l'aide d'une diode laser accordable miniaturisée . L'Evolved Water Experiment était le principal instrument à bord de la sonde.

Nouvelles technologies : électronique à fort impact et à basse température

Une électronique et des batteries personnalisées ont été conçues pour que les sondes Deep Space 2 survivent à des accélérations extrêmement élevées lors de l'impact avec la surface de Mars et aux températures froides qu'elle subirait une fois en fonctionnement. L'électronique et les cellules personnalisées devaient survivre à un impact de l'ordre de 80 000 g et à des températures de fonctionnement aussi basses que -80 °C. De plus, jusqu'à 30 000 g de différence d'accélération étaient possibles entre l'avant-corps et l'arrière-corps.

Piles

En collaboration avec Yardney Technical Products, JPL a conçu une batterie avec deux cellules 6-14 V non rechargeables utilisant la chimie du chlorure de lithium-thionyle (LI-SOCl2) pour survivre aux conditions attendues. Les batteries ont été soumises à des tests d'impact et ont également subi un cycle thermique pendant le développement.

Emballage électronique

En raison du facteur de forme de la sonde et des conditions de survie difficiles, JPL a utilisé de nouvelles techniques pour sécuriser l'électronique embarquée. Les techniques comprenaient la technologie chip-on-board (COB) pour améliorer la densité d'emballage. Il a également utilisé un câble ombilical flexible de 1 mètre pour connecter le pénétrateur avant qui serait déplacé lors de l'impact. Les modèles mécaniques (non fonctionnels) ont été soumis à des essais d'impact avant le lancement pour déterminer si les structures survivraient.

Échec de la mission

Les sondes ont atteint Mars avec la mission Mars Polar Lander, apparemment sans incident, mais la communication n'a jamais été établie après l'impact. On ne sait pas quelle était la cause de l'échec.

Un comité d'examen des défaillances a été chargé de faire rapport sur les défaillances des sondes Mars Polar Lander et Deep Space 2. Le comité d'examen n'a pas été en mesure d'identifier une cause probable de défaillance, mais a suggéré plusieurs causes possibles :

  • L'équipement radio de la sonde avait une faible chance de survivre à l'impact.
  • Les piles peuvent être défectueuses lors de l'impact.
  • Les sondes peuvent avoir rebondi lors de l'impact.
  • Les sondes ont peut-être atterri sur le côté, ce qui a entraîné une mauvaise performance de l'antenne ou une mauvaise géométrie de la liaison radio.
  • Les sondes ont peut-être simplement touché un sol trop rocheux pour survivre.

Le conseil d'administration a conclu que les sondes et leurs composants n'avaient pas été testés de manière adéquate avant le lancement.

Voir également

Les références

Bibliographie

Liens externes

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