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Sonde spatiale MOM

MOM, la démonstration technologique indienne

   Catégorie : sondes et télescopes
Mise à jour 01 juin 2013

Mars Orbiter Mission (MOM) est le nom de la première sonde spatiale indienne à destination de la planète Mars. Son nom indien est Mangalyaan qui signifie « véhicule martien ». La sonde en aluminium et carbone, a été lancée le 5 novembre 2013 et s'est placée en orbite autour de Mars, 10 mois plus tard, le 24 septembre 2014 après un voyage tumultueux de 780 millions de kilomètres.
En effet le lanceur PSLV-XL n'étant pas assez puissant pour placer directement MOM (1 350 kg dont 852 kg d'ergols) sur une trajectoire vers Mars, la sonde a été obligée d'utiliser 7 fois l'accélération gravitationnelle de la Terre en se plaçant sur des orbites très elliptiques (voir image ci-contre). Pour élever progressivement son orbite, la sonde a du utiliser son moteur à chaque passage au périgée, cela  explique les 852 kg d'ergols embarqués. Le 1er décembre 2013, MOM a allumé une dernière fois sa propulsion principale pour échapper à l'attraction terrestre afin de se positionner dans la bonne direction, celle de Mars.
MOM embarque seulement 15 kg de matériel dédié aux 5 instruments scientifiques indiens dont la mission est de comprendre pourquoi l'atmosphère de Mars s'est échappée de la planète, en particulier le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau (H2O). La sonde a aussi pour but d'analyser, cette atmosphère pour y détecter des traces de méthane qui peut être une preuve de l'existence d'une vie primitive.
Pour sa deuxième mission interplanétaire, la première était Chandrayaan-1, l'agence spatiale indienne (ISRO) a réussi un véritable exploit, celui de mettre en orbite une sonde autour de Mars en trois ans à peine, en effet la mission a été conçue en 2010 et lancée en novembre 2013.

nota : Chandrayaan-1 est la première mission spatiale de l'Indian Space Research Organisation (ISRO). La sonde de 1380 kg, lancée le 22 octobre 2008 depuis le Centre spatial de Satish Dhawan, a été stabilisée le 8 novembre 2008 sur une orbite lunaire circulaire à 100 km d'altitude. La sonde était équipée d'un impacteur, le MPI, qui s'est écrasé volontairement dans la région polaire australe de la Lune. La mission n'a pas été jusqu'à son terme de 2 ans car le 29 aout 2009, l'ISRO a perdu tout contact avec Chandrayaan-1.

 

La quatrième manœuvre qui devait élever la sonde sur l'orbite suivante, a été interrompue prématurément à cause d'une petite panne moteur qui a eu comme conséquence de réduire l'impulsion supplémentaire, la sonde n'a pu accélérer que d'une vitesse de 35 m/s au lieu des 135 m/s prévus. C'est donc au cours de la manœuvre suivante, le 12 Novembre 2013, que les scientifiques indiens ont corrigé l'anomalie en augmentant l'apogée à 118 642 km, une altitude légèrement plus élevée que prévue. C'est pour cette raison, que la quatrième apogée (voir image) est à ≈78 000 km au lieu de se trouver à ≈100 000 km comme prévu. Dans la dernière manœuvre l'apogée finale a été portée à 192 874 km le 15 Novembre 2013.
La sonde MOM a une orbite extrêmement elliptique autour de Mars, son périapside est 427 km et son apoapside 78 500 km. Après un voyage chaotique d'une durée de dix mois, la sonde spatiale indienne a réussi à s'insérer sur cette orbite de 78 500 × 427 km autour de la planète Mars, une orbite très proche de celle visée au départ qui était de 80 000 × 500 km.

MOM maneuvers actuel in Earth orbit
DateBurn timeApogee reached
   
November 5, 2013launch 23 550 km
November 6, 2013416 s 28 825 km
November 7, 2013570.6 s 40 186 km
November 8, 2013707 s 71 636 km
November 11, 2013 incomplete  78 276 km
November 12, 2013303.8 s 118 642 km
November 16, 2013243.5 s 192 874 km
December 1, 20131328.89 s en route to Mars
September 24, 2014 arrival Mars orbit 

Tableaux : Manœuvres réelles sur les orbites terrestres de la sonde indienne MOM depuis son lancement (5 novembre 2013) jusqu'à sa septième orbite autour de la Terre (1er décembre 2013). La colonne du milieu indique les temps de poussée du moteur principal de la sonde pour aller d'une orbite à la suivante.

 Orbites de lancement de la sonde indienne MOM

Image : Les manœuvres orbitales prévues de la sonde indienne autour de la Terre pour se placer sur une trajectoire optimisée à destination de la planète Mars. La sonde a utilisé plusieurs fois son moteur principal pour bénéficier, sur des trajectoires paraboliques, de l'accélération gravitationnelle de la Terre. Elle a compensé ainsi, la faiblesse du lanceur indien. En contre partie la sonde a du embarquer beaucoup de carburant pour atteindre une vitesse suffisante et quitter l’orbite terrestre puis s'insérer sur une trajectoire à destination de Mars. La quatrième manœuvre qui devait élever la sonde sur l'orbite suivante, a été interrompue prématurément à cause d'une petite panne moteur qui a eu comme conséquence de réduire l'impulsion supplémentaire, la sonde n'a pu accélérer que d'une vitesse de 35 m/s au lieu des 135 m/s prévus. © Isro

nota : Mars Orbiter Mission n'a couté que 74 millions $, c'est à dire moins que le film hollywoodien Gravity avec Sandra Bullock (100 millions $) ou encore le neuvième du cout de la mission Maven (671 millions $) de la NASA qui a également mis sa sonde en orbite martienne en novembre 2014. Le faible cout de la mission est du à divers facteurs, peu d'essais au sol, conception simple, charge utile minimisée, réduction des couts du travail, et surtout réduction des délais. Bien sur MOM avec ses 5 instruments (15 kilos) ne peut pas rivaliser avec MAVEN et ses 9 instruments (65 kilos) car MOM est avant tout une mission de la part de l'Inde, une démonstration technologique, et ensuite une démarche scientifique.
           
           
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