Orbiteur, atterrisseur, impacteur, rover... Les terminologies d'une mission spatiale

La sonde spatiale Pioneer 10 en préparation en 1972

Votre mission robotisée préférée vient de quitter la Terre. Depuis des mois vous attendez de ses nouvelles, mais... le spatial a ses codes, son vocabulaire, et vous avez du mal à vous y retrouver ?

Cet article évoquera avant tout les missions robotisées ; pour les missions habitées, c'est par ici !

Satellite

Quitter l'atmosphère et entrer en orbite, c'est bien ! Mais à moins de s'éloigner de la Terre et de quitter son orbite, on ne gardera que le terme de satellite. Notre planète ne dispose que d'un seul satellite naturel, à savoir la Lune, et de plusieurs milliers de satellites artificiels depuis le petit Spoutnik, en octobre 1957.

Sauf pour les plus petits qui ne servent que quelques mois avant de rentrer dans l'atmosphère, un satellite est équipé d'un « bus », terme qui regroupe la structure et ses besoins vitaux (panneaux solaires, structures, batteries, communication de contrôle, ordinateur de bord, réservoirs et propulsion, etc), ainsi que d'une charge utile. C'est cette dernière qui accomplit la mission : capteurs optiques, antennes et transpondeurs, télescope, spectromètres, lasers...

Sonde

Du moment où un véhicule non habité dépasse l'orbite terrestre, on peut parler de sonde ! Le terme contracte souvent « sonde interplanétaire », mais on parle aussi de sonde vers la Lune. C'est le terme le moins spécifique de la liste, mais de nombreuses missions d'exploration planétaire sont « juste » des sondes équipées de charges utiles particulièrement performantes. On peut citer les sondes Voyager (1 et 2) ou New Horizons qui n'ont fait que survoler leurs objectifs, ou Rosetta et Hayabusa2, qui bien qu'ayant accompagné leurs sujets d'études, n'ont pas ou presque pas été en orbite autour.

La sonde japonaise Hayabusa2

Orbiteur

Votre sonde préférée est arrivée proche de Mars, et a freiné pour ensuite en devenir un satellite artificiel ? Alors il est légitime de parler d'un orbiteur. C'est l'étape logique d'une exploration après avoir survolé un ou plusieurs corps célestes : rester en orbite permet d'observer son sujet et d'en faire le tour longtemps tout en économisant un maximum de carburant... Si toutefois la sonde est arrivée à s'approcher suffisamment près de son objectif avant !

Dans de bonnes conditions, n'est pas rare qu'un orbiteur dépasse la dizaine d'années actives. Cela fait plus de 18 ans que la mission NASA Mars Odyssey est autour de la planète rouge, Cassini a résisté 13 ans autour de Saturne et la mission Venus Express de l'ESA a duré presque 10 ans. Seule Mercure (trop proche du Soleil) et Jupiter (et son environnement électromagnétique infernal) se révèlent difficiles pour leurs orbiteurs.

Impacteur

Même si c'est parfois contre intuitif, pour bien étudier les matériaux juste sous la surface d'un corps céleste, il peut-être plus intéressant de le bombarder que d'aller se poser dessus avec une foreuse. Ces missions ne sont pas faciles, parce qu'en général en plus de l'impacteur (qui, vous l'avez compris, ira percuter la surface) il faut un moyen d'observer le résultat. C'est la raison pour laquelle il y en a eu peu au fil des décennies.

On peut citer l'impacteur explosif SCI de Hayabusa2, ou la mission Deep Impact (NASA, 2005) sur la comète Tempel-1. La NASA et l'agence européenne ESA se préparent pour la mission DART/HERA qui frappera la petite lune d'un astéroïde à très haute vitesse dans les années à venir.

Le trajet "final" de l'impacteur DART

Atterrisseur

Au rang des missions spatiales les plus complexes, les atterrisseurs figurent en bonne place. Avec tout d'abord un point de sémantique : le « terre » au sein d'atterrisseur se réfère à l'élément, pas à la planète Terre. Il est donc tout à fait correct de dire qu'on atterrit sur la Lune, sur Mars ou, en 2005, sur Titan... A l'inverse les « amarsissages » sont des aberrations, sauf alunissage qui est l'exception de langue française confirmant la règle.

Un atterrisseur a la lourde tâche de se poser sur un autre corps. Et c'est complexe, parce que si ce dernier n'a pas d'atmosphère, il faut beaucoup, beaucoup de carburant pour freiner. A l'inverse, s'il en a une, il faut un bouclier thermique pour éviter de consumer le reste de la mission. Puis des parachutes. Puis souvent un complément de freinage, comme sur Mars, pour toucher le sol en sécurité. On appelle en général atterrisseurs tous les dispositifs qui permettent de se poser, qu'ils restent ensuite sur place immobiles avec des instruments (comme Chang'E 4 sur la Lune, ou Venera sur Venus) ou qu'ils déploient un ou plusieurs robots mobiles.

Rover

Soyons clairs, le terme français est « astromobile », mais il reste peu utilisé. A roues ou à chenilles, les rovers sont de véritables explorateurs robotiques à la surface. A hauteur d'humain, sur la Lune comme sur Mars, le trajet de ces merveilleux mais fragiles bijoux de technologie passionne... Des vallées rocailleuses du cratère Endeavour avec
Opportunity aux poussières lunaires constellées de cratères avec Yutu 2. Mais le voyage est difficile, les roues fragiles, les tempêtes cruelles, et il faut beaucoup de ressources pour poser avec succès un rover sur un autre corps céleste. Certains rovers sont chauffés et alimentés par des palets de plutonium.

Après 7,5 ans sur Mars, Curiosity est toujours un vrai laboratoire sur roues !

Robot

Oui, il y a des robots qui se sont posés dans certaines missions qui ne sont ni des sondes, ni des atterrisseurs à proprement parler, ni des rovers, mais simplement des petits robots. C'est le cas par exemple de la « boite à chaussure » franco-allemande Mascot, déposée à la surface de l'astéroïde Ryugu. Elle pouvait, grâce à un mécanisme de levier, se retourner... Mais c'est tout : le reste du boitier était occupé par des batteries et ses capteurs. D'autres robots peuvent sauter, et à l'avenir, voler (le « successeur » de Curiosity embarque en 2020 un petit drone hélicoptère !). Les futurs ballons dans l'atmosphère de Venus seront eux aussi de véritables petits robots...

Véhicule de transfert

Voici une catégorie de sondes dont on parle très peu, et qui pourtant nécessite de fonctionner parfaitement pour que la mission principale soit une réussite. Un véhicule de transfert, c'est celui qui va conduire les sondes, atterrisseurs et rovers jusqu'à leur objectif... Mais ne les suivra pas sur place. Celui de la mission BepiColombo, par exemple, surnommé MTM, doit propulser la sonde pendant 7 ans et réussir des survols très fins de la Terre, Venus et Mercure elle-même pour emmener les deux sondes européennes et japonaises jusqu'à la position parfaite pour qu'elles entrent en orbite de Mercure !

Toutes les missions interplanétaires n'en ont pas besoin (un orbiteur peut généralement emmener un atterrisseur fixé sur son flanc), mais les agences spatiales s'en servent en général lorsque l'objet principal de la mission n'est pas conçu pour naviguer dans l'espace. Ce fut le cas en 2018 avec InSight vers Mars. A la fin du trajet, le véhicule de transfert s'éjecte et le coeur de la mission peut commencer !