Mars 3 : première sonde à ne rien faire sur Mars

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
15 novembre 2020 à 19h38
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Mars, photographiée 30 ans plus tard... NASA/JPL/MSSS

C'était la mission qui aurait dû voler la vedette aux programmes de la NASA vers Mars. Demi-succès malgré tout, Mars 3 est la première à réussir à se poser sur la planète rouge… sans réussir à transmettre ses données.

Peut-être que sans cette tempête…

Des débuts catastrophiques

Teintées d'ambition, les premières tentatives soviétiques à destination de Mars furent tantôt des échecs cuisants, tantôt des missions flirtant avec la réussite pour qu'elle s'échappe à la dernière minute… Et ce malgré la technique consistant à concevoir systématiquement deux sondes identiques pour se donner plus de chances de réussite. Le premier duo échoue à quitter la Terre en 1960 (Mars 1M No.1 et 2), puis un trio de sondes passe une nouvelle fois loin du succès en 1962…

Tout juste le véhicule « 2MV-4 No.2 », renommé Mars-1, réussit-il à prendre la route, avant de cesser de communiquer à environ 100 millions de kilomètres de la Terre. Rebelote en 1964 et 1969… la chance, sur Mars, semble tourner en faveur des américains, qui réussissent trois survols de la planète rouge. Mais pas question de baisser les bras. Le prestigieux bureau de design OKB-1 se prépare pour 1971, avec une offensive « sur tous les fronts » : survol, orbiteurs, atterrisseurs, il faut réussir !

Maquette au 1/2 de la sonde Mars 3 avec la partie atterrisseur (sous son bouclier) sur le dessus. Crédits Collection Powerhouse Museum

C'est une véritable petite armada en préparation. La « course à la Lune » étant perdue, les Soviétiques veulent devancer leurs adversaires, et devenir les premiers à entrer en orbite de Mars. Or la NASA ne cache pas qu'elle prépare les missions Mariner 8 et 9 pour 1971 ! Les équipes sont obligées de mettre les bouchées doubles, ce qui va obliger à quelques concessions pour rejoindre le pas de tir à temps. L'électronique de bord des trois sondes soviétiques qui s'apprêtent à décoller est leur point faible. Le 10 mai 1971, « 3MS No.170 » (ou Cosmos 419) décolle avec l'espoir de devenir le premier véhicule en orbite de Mars. Mais l'horloge de bord du dernier étage de la fusée a été mal réglée : au lieu de s'allumer 1,5 heures après le décollage, elle est réglée sur 1,5 années… Elle ne quittera jamais l'orbite terrestre.

9 jours plus tard, Mars 2 décolle à son tour et fonce vers la planète rouge, suivie le 29 mai par Mars 3. Cette fois, l'URSS dispose de deux chances pour entrer en orbite de Mars, et même s'y poser !

Mars 2 et Mars 3, des concentrés technologiques ambitieux

Les deux véhicules alors en route pour Mars sont véritablement équipés pour révolutionner les connaissances sur la planète rouge, qui se résument à quelques clichés et mesures. Mars 2 et Mars 3 sont des jumeaux, qui pèsent tous deux 4,65 tonnes le jour de leur décollage avec une fusée Proton-K. Chaque sonde se décompose en deux parties distinctes. D'abord, l'orbiteur équipé de panneaux solaires, de moyens pour communiquer avec la Terre et d'une imposante suite scientifique (radiomètres, photomètres, magnétomètre, capteur photo, etc), embarquant même un instrument français.

STEREO-1, embarqué sur les deux véhicules, tentera de trianguler la source des sursauts gamma de l'univers, découverts en 1967. L'atterrisseur sur Mars 2 et Mars 3 est un équipement robuste de plus d'une tonne, qui embarque de quoi entrer dans l'atmosphère, des parachutes pour se freiner et des rétropropulseurs pour se poser, sans oublier de la mousse absorbante pour le choc final.

Photo d'un modèle d'essai du petit véhicule Prop-M, conçu pour se déplacer sur Mars

L'atterrisseur est de forme globalement ovale, capable de s'ouvrir une fois posé au sol et de déployer quatre pétales qui le remettent droit et mettent à l'air libre ses instruments. Cameras, station météorologique, petit spectromètre de masse, les véhicules sont très bien équipés. Comble du luxe, ils embarquent les tout premiers « marcheurs » martiens, baptisés Prop-M. Reliés par un câble de 15 mètres à leur véhicule parent, ces petits boitiers de 4,5 kg utilisent des espèces de skis pour se déplacer et doivent évoluer dans le champ de vue de la caméra pour que les ingénieurs de la mission puissent comprendre l'interaction avec le sol martien.

Cette satané poussière !

Sans le savoir, les deux missions soviétiques foncent droit vers une gigantesque purée de pois. Car Mars est aux prises à la fin de l'automne 1971 avec l'une des plus impressionnantes tempêtes de sable de son histoire : l'intégralité de la surface est recouverte d'épais nuages de poussière dont seuls les plus hauts sommets émergent. Mars 2 arrive la première, le 27 novembre, mais lors de la dernière manœuvre six jours plus tôt, son ordinateur de bord émet une mauvaise commande : l'atterrisseur est éjecté avec un angle d'incidence beaucoup trop fort. Si l'orbiteur s'en sort avec une manœuvre au bon moment, la partie qui devait se poser traverse trop rapidement l'atmosphère de Mars, et n'a pas assez de temps pour freiner ni ouvrir son parachute. Mars 2 sera le premier objet humain à toucher le sol de la planète rouge… mais beaucoup, beaucoup trop vite.

Les effets d'une tempête globale sur Mars. Crédits NASA

L'orbiteur de la mission Mars 2 restera actif durant 362 orbites, effectuant des mesures et prenant plusieurs dizaines de photographies qui seront bien reçues sur Terre. Malheureusement non seulement la tempête martienne persiste, mais en plus les soviétiques n'auront pas le loisir d'annoncer que leur véhicule est le premier en orbite de Mars : plus légère, la sonde de la NASA Mariner 9 leur a grillé la priorité de quelques jours. C'est la course à l'espace…

Mars 3 se pose… pour la postérité.

Le 2 décembre, Mars 3 largue son module de descente, cette fois avec le bon angle pour une traversée nominale de l'atmosphère martienne. Ironiquement, c'est cette fois la partie orbitale de la mission qui aura du souci : une fuite de carburant empêche le véhicule de terminer sa manœuvre de mise en orbite. Elle devait faire le tour de Mars en 25 heures, il lui faudra plus de 12 jours…

L'atterrisseur, quant à lui, réussira à passer à la postérité. Il survit à sa traversée de l'atmosphère martienne, fine mais générant de prodigieux échauffements. Il ouvre son parachute, et à la surprise générale, réussit à se poser malgré une vitesse relative estimée à presque 75 km/h ! 90 secondes plus tard, il commence à émettre ses données, une fois ses quatre « pétales » déployées. La joie des équipes au sol sera de très courte durée : après les 20 premières secondes de transmission de sa première image (70 lignes environ), la transmission s'interrompt. Malgré tous leurs efforts, les techniciens, ingénieurs et chercheurs soviétiques ne parviendront pas à reprendre le contact. Mars 3 devient le premier véhicule à s'être posé sur Mars avec succès… mais sans pouvoir effectuer sa mission.

On peut retrouver Mars 3 dans le jeu vidéo "Take On Mars". Avec Prop-M ! Crédits Steam/Take On Mars/Bohemia Interactive

Perdre la course par lassitude

L'image envoyée par Mars 3 montre-t-elle oui ou non quelque chose ? Sachez que la question fera débat chez les chercheurs durant plusieurs années, mais que les 70 lignes de données reçues ne sont pas aujourd'hui considérées comme exploitables. Pour certains, on y voit le ciel (car les couleurs sont considérées comme uniformes), pour d'autres une pétale de l'atterrisseur ou un paysage (car en augmentant le contraste on croit suivre une ligne d'horizon). Il n'y a pas de réponse définitive : les premières photos complètes prises depuis le sol de Mars devront attendre 1976 et l'atterrissage des sondes américaines Viking, développées à grands frais.

Pas facile à interpréter, en effet... Crédits Roscosmos

Dans le courant des années 70, l'Union soviétique cessera d'envoyer des sondes vers Mars. Les raisons sont multiples, et les succès américains pèsent lourd dans la balance. Mais il y a surtout la volonté d'axer les missions d'exploration sur les réussites du projet Venera sur Venus, plutôt que de persévérer et encore échouer vers la planète rouge. Les sondes Mars 4, 5, 6 et 7, toutes lancées en 1973 dans un dernier effort, ne réussiront pas à redresser la barre…

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