Mars Odyssey : MOI

La mise en orbite de la sonde Mars Odyssey aura lieu le 24 octobre 2001 à 04h26 heure française. Après avoir parcouru 460 millions de kilomètres en 200 jours, Mars Odyssey va allumer son moteur principal pour réduire sa vitesse et se laisser capturer par le champ de gravité martien. La manœuvre d'insertion orbitale (décrite en détails ci-dessous) dure une vingtaine de minutes. Etant donné qu'il faut 8 minutes et 30 secondes aux signaux radio pour parcourir la distance qui sépare Mars de la Terre au moment de la mise en orbite, toutes les opérations sont entièrement automatiques. A l'issue de cette phase très critique, la sonde se retrouvera sur une orbite elliptique d'une période d'environ 20 heures. Trois mois d'aérofreinage seront alors nécessaires pour que Mars Odyssey rejoigne son orbite finale de cartographie.

Séquence des évènements

Statut Temps Diagramme Description de l'évenement

LED verte

01:56

(MOI - 02h30)

Mars Odyssey MOI

Désaturation des roues à réaction en vue de la mise en orbite. Les roues à réaction sont des dispositifs mécaniques utilisés pour contrôler l'orientation de la sonde dans les trois dimensions de l'espace. Contrairement aux moteurs de contrôle d'attitude, elles ne consomment pas de carburant, mais doivent être périodiquement désaturées (une sorte de "réinitialisation").
LED verte 04:06

(MOI - 30 min)

Mars Odyssey MOI

Chauffage des lits catalytiques, pour porter à une température de fonctionnement optimale les petits moteurs de contrôle d'attitude. Ces petites fusées, qui contrôlent l'orientation de la sonde dans l'espace, seront allumées à plusieurs reprises pour maintenir la sonde sur la bonne trajectoire pendant la manœuvre d'insertion orbitale. Un second jeu de radiateurs est allumé pour réchauffer le système de propulsion principal.
LED verte 04:12

(MOI - 14 min)

Mars Odyssey MOI

Mise à feu des valves pyrotechniques, ce qui provoque le remplissage des fins conduits (diamètre avoisinant celui d'un stylo) qui relient les réservoirs d'ergols à la chambre de combustion du moteur principal.
LED verte 04:17

(MOI - 9 min)

Mars Odyssey MOI

Nouvelle mise à feu d'une valve pyrotechnique, en vue de la pressurisation des réservoirs d'ergols par un flux d'hélium. La pressurisation est nécessaire pour assurer une alimentation constante du moteur en ergols (ce qui permet d'éviter les à-coups pendant le fonctionnement de ce dernier). La pression optimale est atteinte après 7 minutes environ.
LED verte 04:18

(MOI - 8 min)

Mars Odyssey MOI

Le système de télécommunication de la sonde bascule de l'antenne grand gain vers l'antenne moyen gain pour l'émission de la porteuse, et de l'antenne grand gain vers l'antenne à faible gain pour la réception des commandes envoyées depuis la Terre. Ces deux antennes sont moins puissantes que l'antenne grand gain, mais elles offrent l'avantage de pouvoir recevoir ou émettre des données dans une région plus large de l'espace (l'antenne grand gain doit effectivement être pointée de façon assez précise pour fonctionner, alors que les deux autres ont des capacités omnidirectionnelles). Notez qu'au cours de la manœuvre d'insertion orbitale, Mars Odyssey ne transmettra que la porteuse et n'émettra aucune donnée de télémétrie. C'est seulement après avoir émergé de la face cachée de la planète Mars que l'orbiteur enverra à nouveau des informations vers la Terre.
LED verte 04:19

(MOI - 7 min)

Mars Odyssey MOI

L'antenne de 70 mètres de diamètre de la station du Deep Space Network de Goldstone en Californie se verrouille sur la porteuse de Mars Odyssey. En suivant ce signal radio (qui ne transporte en son sein aucune donnée télémétrique), les navigateurs pourront surveiller attentivement les mouvements de l'orbiteur (position, vitesse et cap). Au même moment, les roues à réaction modifient l'orientation de la sonde en vue de l'insertion orbitale : le moteur, qui doit freiner la sonde, est dirigé vers l'avant, dans l'axe d'arrivé.
LED verte 04:26

(MOI)

Allumage du moteur principal

Allumage du moteur principal. Ce moteur, qui délivre une poussée de 640 newtons, ne sert qu'a la mise en orbite. Son but est de freiner suffisamment la sonde pour que cette dernière soit happée par le champ de gravité martien. Si, pour une raison ou une autre, le freinage n'est pas suffisant (arrêt inopiné du moteur, dégradation des performances induisant une perte de poussée) Mars Odyssey survolera simplement Mars et ira se perdre dans les profondeurs de l'espace interplanétaire. A l'inverse, si le freinage est trop important (pas d'extinction du moteur à l'heure prévue, altitude de survol trop basse entraînant un freinage atmosphérique), la sonde peut s'écraser sur la planète rouge, comme Mars Climate Orbiter en septembre 1999.

Temps réel : Le DSN ne reçoit apparemment plus le signal radio (ou la qualité n'est pas suffisante pour calculer le décalage résiduel), et il n'est donc pas possible de savoir avec certitude si le moteur s'est allumé ou non ...

LED verte 04:36

(MOI + 10 min)

Passage derrière Mars

Mars Odyssey passe derrière la planète Mars, et le Deep Space Network perd le contact avec la sonde. Pour retrouver le signal, il faudra patienter 20 minutes, le temps que Mars Odyssey émerge de l'autre côté de la planète. Pour les contrôleurs au sol, une attente lourde d'anxiété vient de commencer ...
LED verte 04:37

(MOI + 11 min)

Debut de l'eclipse solaire

Mars Odyssey quitte la face ensoleillée de la planète et rentre dans la nuit martienne pour une durée de 2 minutes (éclipse solaire).
LED verte 04:39

(MOI + 13 min)

Fin de l'éclipse solaire
LED verte 04:39

(MOI + 13 min)

Passage au périapse

La sonde atteint le périapse, le point de l'orbite le plus rapproché de la surface de Mars, en étant toujours hors de vue des stations de poursuite du Deep Space Network. Le passage s'effectue à une altitude de 328 kilomètres. A titre de comparaison, lors de son insertion orbitale, Mars Climate Orbiter devait passer à environ 140 kilomètres d'altitude. Depuis la perte de cette sonde, la NASA est donc devenue beaucoup plus prudente ...
LED verte 04:45

 (MOI + 19 min)

Extinction du moteur principal

Extinction du moteur principal, après 19,7 minutes de fonctionnement, et fin de la manœuvre d'insertion orbitale proprement dite. La vitesse de la sonde a été réduite de 1,427 km/s. Pour se placer en orbite autour de Mars, Mars Odyssey a brûlé 262,8 kilogrammes d'ergols.
LED verte 04:49

(MOI + 23 min)

Reorientation de la sonde

Les roues à réaction se mettent en branle pour modifier l'orientation de la sonde et faire pointer l'antenne grand gain vers la Terre. Le système de tolérance de panne, qui avait été désactivé avant la phase d'insertion orbitale (le 23 octobre à 06h30), est de nouveau activé. En temps normal, ce système permet à la sonde de réagir à n'importe quelle anomalie pouvant compromettre la mission. Si un évènement inattendu se produit, la sonde stoppe toutes ses opérations, se place en mode de sécurité, pointe d'elle-même ses antennes vers la Terre et attend des instructions de la part des contrôleurs au sol. Lorsque la sonde effectue des manœuvres critiques (comme une mise en orbite), le système de tolérance de panne devient gênant. Pour éviter qu'un dysfonctionnement quelconque ne vienne perturber le bon déroulement des évènements, ce système est donc temporairement désactivé. Il serait effectivement bien dommage que Mars Odyssey décide d'arrêter brutalement son moteur en pleine mise en orbite parce que le sous-système électrique a détecté une légère baisse de tension au niveau d'une batterie !
LED verte 04:56

(MOI + 30 min)

Mars Odyssey emerge de la face cachée de Mars

Mars Odyssey émerge de la face cachée de Mars. A partir de ce moment, les antennes du Deep Space Network vont désespérément fouiller l'espace autour de la planète rouge pour tenter d'accrocher la porteuse de Mars Odyssey. Si tout s'est déroulé comme prévu, la sonde doit réapparaître sur les écrans de contrôle ...

Temps réel : il semble réellement y avoir un problème avec le DSN, et il faut espérer que les stations de poursuite pourront acquérir un signal ...

Acquisition !!!!

LED verte 05:00

(MOI + 34 min)

Mars Odyssey MOI

Les réservoirs d'hélium, d'hydrazine et de tetroxide d'azote sont mécaniquement isolés par la mise à feu de petites valves pyrotechniques, pour éviter une surpressurisation ou des réactions chimiques résiduelles (qui pourraient éventuellement conduire à une explosion).
LED verte 05:01

(MOI + 35 min)

Mars Odyssey MOI

Mars Odyssey commence à envoyer des donnés de télémétrie à raison de 40 bits par seconde. A cause de ce débit très faible, plusieurs minutes seront nécessaires aux antennes du Deep Space Network pour se synchroniser avec les données émises par l'orbiteur. Il faudra environ 1 heure à Mars Odyssey pour envoyer vers la Terre toutes les informations relatives à l'insertion orbitale. Vers 8h00 du matin, l'analyse des données devrait être terminée, et les contrôleurs sauront si la manœuvre d'insertion orbitale est un succès ou un échec. Théoriquement, à l'issue de cette manœuvre, la trajectoire de Mars Odyssey devrait être une orbite elliptique d'une période de 15 à 23 heures. Si la période est supérieure à 20 heures, les petits moteurs de contrôle d'attitude seront allumés au cours de la troisième orbite pour faire passer cette valeur en-dessous de la barre des 20 heures.

LED jaune en attente LED verte succès LED rouge échec

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