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 Le crash de la sonde Schiaparelli sur Mars : tout a basculé en une seconde ! Par Erwann Lecomte & AFP

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dunemars1
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Date d'inscription : 02/03/2015
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MessageSujet: Le crash de la sonde Schiaparelli sur Mars : tout a basculé en une seconde ! Par Erwann Lecomte & AFP    Jeu 24 Nov - 21:51

Le crash de la sonde Schiaparelli sur Mars : tout a basculé en une seconde !

Une centrale inertielle mal configurée, un scénario réel sortant un peu des simulations et une mauvaise décision du logiciel de pilotage automatique de la descente ont probablement conduit au crash de l'atterrisseur Schiaparelli.


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Représentation informatique de l'atterrisseur Schiaparelli durant sa descente, juste après avoir largué son bouclier arrière et son parachute.

Petit à petit, la suite des évènements qui ont conduit au crash de l'atterrisseur Schiaparelli à la surface de la planète Mars se précise. Les équipes de l'ESA ont analysé les données transmises par le démonstrateur au cours de sa descente fatale vers le sol de la planète Rouge le 19 octobre 2016. Et c'est le scénario d'un problème de configuration d'un capteur ayant conduit à une mauvaise décision du logiciel de navigation qui semble émerger. Les analyses ont pu reconstituer la séquence chronologique suivante que​​​​ relate l'ESA dans un communiqué. Après avoir résisté aux frottements contre la fine atmosphère martienne, Schiaparelli a comme prévu déployé son parachute à 12 kilomètres d'altitude, alors que la vitesse de descente était de 1730 km/h. Les 27 mètres de lignes du parachute se sont alors tendues en à peine plus d'une seconde et ont imprimé une traction de 7 à 9 tonnes sur l'atterrisseur pour ralentir sa course. C'est à ce moment là que tout a dérapé...

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]
Légende image : représentation de la séquence nominale d'atterrissage de Schiaparelli, telle que prévue par l'ESA.
Sous les lignes de parachute, Schiaparelli subit des secousses qui lui impriment des mouvements de nutation (un peu comme fait une toupie qui arrive en fin de course avant de s'immobiliser) sur plusieurs de ses axes. Ces mouvements sont enregistrés par des accéléromètres et des gyroscopes via une centrale inertielle (IMU) dont la fonction est de mesurer le moindre changement d'inclinaison ainsi que la vitesse de rotation, d'accélération ou de freinage de la sonde.

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Légende image : Centrale inertielle MIMU (Miniature Inertial Mesurement Unit) de Honeywell embarquée dans l'atterrisseur Schiaparelli. ©Honeywell

"Nous avions anticipé ces mouvements de nutation dans nos simulations, nous explique Thierry Blancquaert, responsable de la mission auprès de l'ESA. Mais nous n'avions pas prévu qu'ils seraient aussi importants. Nous pensions qu'ils ne dépasseraient pas 150°/seconde alors qu'ils ont atteint la valeur maximale pour laquelle le capteur était calibrée, à savoir 180°/s" chiffre l'ingénieur. En conséquence, lorsque les mouvements de la sonde ont dépassé les valeurs maximales prévues l'un des capteurs de la centrale inertielle est resté bloqué sur cette valeur. Pas longtemps : une seconde tout au plus. Mais cette seconde a suffi à tout faire basculer.

Schiaparelli a heurté le sol de Mars à 540 km/h

Car durant cette période, l'IMU a transmis à l'ordinateur de bord des données "d'attitude" (orientation de la sonde) erronées. Et ces données ont été injectées dans les calculs effectués par l'ordinateur de bord qui pilote automatiquement la procédure de descente. "Elles ont été prises en compte dans le calcul de l'altitude de la sonde par rapport au sol" détaille Thierry Blancquaert. Car dans un atterrissage comme celui-ci, vous ne pouvez pas vous fier uniquement aux données de l'altimètre radar. Puisque la sonde est animée de secousses, l'altimètre n'est en effet pas tout le temps pointé exactement vers le sol. "Il faut donc apporter un coefficient de correction basé sur les données enregistrées par la centrale inertielle" poursuit M.Blancquaert. "Et en appliquant ce coefficient de correction erroné, l'ordinateur de bord a calculé que Schiaparelli était à une altitude négative de -2 kilomètres..."


Le logiciel a donc pris une décision fatale : déclencher la procédure d'atterrissage qui ne survient normalement que lorsque la sonde n'est plus qu'à quelques mètres du sol. Schiaparelli a donc immédiatement largué son parachute et son bouclier arrière, puis a effectué une courte poussée des propulseurs visant à ralentir une ultime fois le dispositif, avant que la structure déformable n'absorbe l'énergie cinétique des deux derniers mètres de chute. Mais voilà, cette séquence s'est en réalité achevée... à 3,7 kilomètres d'altitude. Schiaparelli a donc achevé sa descente en chute libre sans parachute ni propulseurs, et a heurté le sol à 540 km/h.


"Il s'agit de conclusions très préliminaires", rappelle toutefois David Parker, directeur des "Vols habités et de l'exploration robotique" à l'ESA, dans le communiqué de l'agence spatiale européenne. "Nous aurons une vue complète début 2017 avec le rapport de la commission d'enquête indépendante" voulue par le directeur général de l'ESA Jan Woerner, écrit-il. Cette commission d'enquête qui est en train d'être mise en place devrait rendre ses conclusions "durant le premier trimestre 2017" estime Thierry Blancquaert. "Il reste toutefois beaucoup de données à débroussailler, notamment pourquoi nos simulations n'avaient pas prévu des valeurs de rotation aussi importantes" commente M.Blancquaert"Mais nous aurons appris beaucoup de Schiaparelli, et cela nous servira pour la seconde mission ExoMars 2020" déclare David Parker. Cette mission prévoit de faire atterrir un robot mobile européen sur le sol martien. Son objectif sera cette fois de repérer d'éventuelles traces d'une vie qui aurait pu se développer par le passé sur la planète Rouge. L'Europe spatiale doit décider début décembre à Lucerne (Suisse) si elle accepte d'aller de l'avant avec ExoMars 2020, en accordant à cette mission une rallonge de 300 à 400 millions d'euros environ.
E.L. avec AFP

_________________
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