Les transparents de la conférence d`Yves Langevin

L’exploration planétaire en Europe :
un âge d’or, une météo incertaine
Yves Langevin
Institut d’Astrophysique Spatiale
L’EXPLORATION PLANÉTAIRE : UNE SÉQUENCE LOGIQUE
DE MISSIONS DE COMPLEXITÉ CROISSANTE
1. exploration par une mission de survol
définit les grands enjeux, les méthodes d’investigation requises
2. caractérisation détaillée avec un orbiteur
révèle l’ensemble du corps planétaire (avec parfois des surprises !),
permet de repérer les sites les plus intéressants
3. les études in-situ: atterrisseurs, véhicules, ballons
4. retour d’échantillons (lié ou non à un vol habité)
La Lune : contre-exemple pour des raisons stratégiques
Étapes 1, 3 et 4 en 10 ans, de Luna 3 à Apollo 11,
35 ans avant la caractérisation détaillée (Kaguya : 2007 ; LRO : 2009)
APOLLO 17 (1972) : LES DERNIÈRES EMPREINTES DE PAS SUR LA LUNE
42 ans déjà … (44 ans après Neil Armstrong, 19/07/69)
L’ESSOR DE LA CONTRIBUTION EUROPÉENNE
• mise en place d’agences spatiales
- 1961 : CNES (France)
- 1962 : ELDO (lanceurs, série d’échecs) et ESRO (recherche, peu d’impact)
- 1975 : Agence Spatiale Européenne (ESA), forte contribution française
• 1970 - 1980 : émergence d’une communauté planétologique européenne
avec trois axes de développement :
- analyse des échantillons lunaires à partir de 1970
- participations scientifiques au programme américain et soviétique
- développement de compétences pour l’étude des environnements
ionisés : missions nationales / ESRO dans la magnétosphère terrestre
1980 – 1990 : LA MONTÉE EN PUISSANCE (1)
• 1980 : sélection de GIOTTO par l’Agence Spatiale Européenne
mission d’exploration majeure (1er survol de la comète de Halley, 600 km)
tout sauf une évidence à l’époque !
- mission imposée par l’exécutif après avoir été placée derrière
un orbiteur lunaire par le comité « système solaire ». Principal
argument (outre le retour scientifique) : renforcer la notoriété de l’ESA
- collaboration avec une mission soviétique (VEGA, 8000 km)
et deux petites missions japonaises (Sakigake et Suisei, 100,000 km)
charge utile scientifique entièrement
sous responsabilité européenne
Succès scientifique,
Impact médiatique
considérable
Lancement : 07/2005
Survol de Halley : 03/2006
Grigg-Skjellerup : 07/1992
(plus de caméra)
1980 – 1990 : LA MONTÉE EN PUISSANCE (2)
• Opportunités de vol importantes sur les missions soviétiques
- VEGA (1984 – 1986) : grand succès (IKS, TKS, PUMA…)
- Phobos (orbiteur de Mars avec atterrissage sur Phobos, lancée en 1988)
Phobos 1 : perdue en route
Phobos 2 : 3 mois d’opérations en orbite début 1989
(ISM : 1er spectromètre imageur IR)
perdue à l’approche de Phobos
- Mars 92 (puis 94, puis 96) : mission majeure avec 400 kg d’expériences
en orbite, un atterrisseur avec sismo, deux pénétrateurs…
échec au lancement en novembre 1996
Outre le retour scientifique (particulièrement important pour VEGA),
le développement de compétences instrumentales a été très important
pour la suite (proverbe spatial : qui a volé revolera…)
L’EXPLORATION DU SYSTÈME SOLAIRE AVANT 2000
contributions européennes à la charge utile
1960
1970
NASA
1980
URSS
1990
2000
Luna 1 à 23
Lune
Ranger
Surveyor
APOLLO
Mariner 10
Mercure
Vénus
Mars
Venera 7 à VEGA
Magellan
Phobos
Mariners, Viking
planètes
géantes
MGS
Pathfinder
Voyager
petits
corps
1960
Clementine
(Geiss)
VEGA
Galileo
Giotto
1970
1980
1990
2000
1980 – 1990 : LA MONTÉE EN PUISSANCE (3)
l’émergence d’un programme européen d’exploration planétaire
Giotto pouvait très bien être sans lendemain :
- argument d’opportunité spécifique à Halley (un passage tous les 76 ans)
- budgets très modestes (équivalents à 170 M€ / an aujourd’hui)
- communauté émergente face à des communautés plus nombreuses
et mieux organisées (astrophysique des hautes énergies, plasmas…)
structuration des priorités : colloques de prospective du CNES
Un atout majeur : le programme « Horizon 2000 » (R-M. Bonnet)
- 1984: perspective sur 20 ans prenant en compte toutes les communautés,
sélection de 4 « pierres angulaires », dont une en collaboration NASA,
« Comet Nucleus Sample Return » (CNSR)
capitalisait sur le succès de Giotto (politique de niche)
- doublement en terme réel du budget entre 1985 et 1995 (350 M€)
opportunité de sélection dès 1988, succès de la communauté
planétaire avec la mission Cassini/Huygens
LA SÉLECTION DE CASSINI-HUYGENS
un pari risqué… et réussi !
• sélection M1 (1988) : 5 candidats dont 2 missions planétaires :
- VESTA : 1er survol d’astéroïdes (dans la continuité de GIOTTO)
en collaboration avec le CNES et l’URSS (atterrisseurs)
- Cassini – Huygens : sonde de descente sur Titan, ticket d’entrée pour
l’orbiter NASA de caractérisation détaillée (accord réciproque 1/3 – 2/3)
Cassini –Huygens présentait des difficultés techniques (1ère mission in-situ,
à 1,5 milliards de km de la Terre…) et des risques programmatiques majeurs :
annulations récentes de collaborations par la NASA (comètes, Ulysses),
prémices du « faster, better, cheaper » (Goldin, 1989)
- un an plus tard, VESTA se serait révélé un très mauvais choix (plus d’URSS !)
les bonnes idées ne meurent jamais : mission DAWN de la NASA
- la participation européenne a été déterminante pour sauver Cassini
(annulation en 1991 de la mission jumelle CRAF)
- la mission de la sonde Huygens a été un succès majeur en 2005
- l’exploitation scientifique des instruments de l’orbiteur par les
scientifiques européens (dont 40 français) se poursuit aujourd’hui
1990 – 2000 : COUPS DURS ET CONSOLIDATION (1)
• fin 1991 : la NASA annule sa mission CRAF (RV cométaire)
et sa participation à « Comet Nucleus Sample Return »
En moins de 2 ans, redéfinition de la pierre angulaire européenne :
RV cométaire dédié à l’analyse in-situ de la matière cométaire
pas évident : pas de générateur radio-isotopique en Europe,
panneaux solaires très limites à 5 UA: 10 watts / m2 !
C’est encore vrai en 2013 (nuclear nein danke…) : JUICE vers Jupiter
« ROSETTA » est sélectionnée en 1993 pour un lancement en 2003
ROSETTA
Rendez-vous cométaire
avec un Orbiteur et un atterrisseur
- analyse in-situ du matériau cométaire
- caractérisation du noyau
- évolution de l’activité cométaire
- interaction avec le vent solaire
réduction de 30% du soutien CNES aux expériences en 1997
(victime collatérale du passage à l’euro via le soutien à la station spatiale)
2 expériences PI, co-responsabilité (avec l’Allemagne) de l’atterrisseur,
participations françaises à 80% de la charge utile
ROSETTA : L’IMPACT DES PB ARIANE 5
• lancement initialement prévu en janvier 2003
vers la comète Wirtanen (8 ans de trajet, survol de Mars)
• annulation 1 mois avant suite à des inquiétudes sur Ariane 5
• solution de rechange : très peu d’options avec Mars
(survol de Vénus exclu pour cause de température excessive)
• nouvelle cible : comète Churyumov-Gerasimenko
lancement en février 2004, 10,5 ans de trajet
(rendez-vous retardé de plus de 3 ans)
ROSETTA : UNE STRATEGIE COMPLEXE
Lancement : 02/2004
Fin de la mission nominale
(périhélie) : 08/2016
1er survol de la Terre :
03/2005
2ème et 3ème survol de la Terre :
10/2007, 10/2009
10,5 ans de croisière,
dont 1 an apparemment
« pour rien »
Survol de Mars :
02/2007
Rendez-vous : 08/2014
PERFORMANCES ARIANE 5
Contrairement à
Centaur (NASA)
ou Fregat (Russie),
Le 3ème étage
Ariane 5 n’est
pas réallumable
Forte pénalité si
on ne part pas
dans le plan
de l’équateur
départ à 3,4 km/s :
0° : 5000 kg
20°S : 4600 kg
10°N : 3600 kg
ROSETTA : UNE STRATEGIE COMPLEXE
Lancement : 02/2004
Fin de la mission nominale
(périhélie) : 08/2016
1er survol de la Terre :
03/2005
2ème et 3ème survol de la Terre :
10/2007, 10/2009
Steins :
09/2008
Lutetia (Ø 120 km)
07/2010
Survol de Mars :
02/2007
Rosetta
aujourd’hui
Phase d’hibernation
de 3 ans, les panneaux
solaires ne fournissent
plus assez d’énergie
Rendez-vous : 08/2014
15 janvier /2014 : réveil de la sonde
on croise les doigts…
1990 – 2000 : COUPS DURS ET CONSOLIDATION (2)
• mi 1992 : échec de la mission NASA « Mars Orbiter »
1ère remise en cause complète du programme vers Mars
• mi 1994 : définition de la 2ème pierre angulaire « planétaire » :
caractérisation détaillée de Mercure (BepiColombo)
• septembre 96 : non-sélection de la mission « InterMarsnet »
(réseau de stations à la surface de Mars, collaboration NASA)
décision fort opportune : les 2 échecs NASA de 1998 vers Mars
auraient sans aucun doute conduit à l’annulation d’InterMarsnet
• 10/1996 : échec au lancement de la mission russe « Mars 96 »,
avec une très forte contribution instrumentale européenne
(instruments de télédétection, sismomètre…)
La mission « Mars Express » (modèles de rechange + atterrisseur)
est sélectionnée par l’ESA fin 1998 pour un lancement en 2003
Mars Express
Un processus ultra-rapide (moins de 2 ans)
Un cocktail à 3 éléments :
- Mars : une priorité européenne (1994)
- un échec majeur russe (Mars 96, 10/1996),
- un succès américain (“pathfinder”, 1997)
instruments fournis par l’allemagne !
5 instruments de Mars 96
caméra stéréo HRSC (D)
spectro imageur Vis/NIR OMEGA (F)
spectro IR moyen PFS (I)
spectro UV par occultation SPICAM (F)
ensemble d’étude des plasmas ASPERA (S)
Radar de sondage (MARSIS, USA / Italie)
Atterrisseur Beagle (UK)
Sélection fin 1998, lancement en juin 2003,
mise en orbite fin décembre 2003
Coût total < 300 M€ (charge utile comprise)
Succès majeur pour l’Europe malgré l’échec de Beagle
Mars vue de
la terre dans
les meilleures
conditions
(57 millions de km)
calottes de glace,
nuages, saisons,
rivières fossiles…
Diamètre : 6800 km
surface à explorer :
supérieure à celle des
continents terrestres
« Les planètes », 1966
« Mars est une planète bien connue, grâce à sa proximité et à la transparence
de son atmosphère. Les variations saisonnières des calottes polaires sont
remarquables. Des points blancs sont laissés en arrière quand elles rétrécissent
au printemps : il s’agit sans doute du sommet des montagnes martiennes.
Les régions vert sombre tournent au jaunâtre à l’automne martien. Il pourrait
s’agir de plantes de type thallophytes ou muscinées, ou d’algues de glacier. »
Malgré le florilège d’erreurs, on trouve déjà les deux raisons qui font
de Mars une cible privilégiée par rapport à Vénus, plus proche
- beaucoup de points communs avec la Terre
- un site possible d’apparition de la vie
Mawrth Vallis
OMEGA : argiles
30 km
© OMEGA/HRSC/ESA
Résultat majeur de Mars Express (OMEGA) : de l’eau liquide en surface,
mais il y a 4 milliards d’années (« Noachien »)
Le succès du développement de Mars Express a conduit l’ESA à sélectionner en 2002
un revol du même satellite, Vénus Express, seule mission vers Vénus depuis 1989
BepiColombo : la pierre angulaire vers Mercure
ou … des inconvénients et des avantages de prendre son temps
• caractérisation détaillée par deux orbiteurs polaires :
- orbite proche : ESA
- orbite très elliptique : Japon
• définie comme une priorité parmi 3 en 1994
• retenue comme 5ère « pierre angulaire » en 2001, lancement 2009, arrivée 2014
• 2002 : la NASA sélectionne une mission « Discovery » vers Mercure
Messenger, lancement en 2005, arrivée à Mercure en 2011 : beau succès
mais beaucoup reste à faire !
• effort nécessaire pour justifier une 2ème mission orbitale
(Mars : 12 missions orbitales depuis 1966)
• 1ère mission européenne utilisant la propulsion ionique : démonstrateur requis
LA MISSION SMART 1 : TEST ESA DE LA PROPULSION IONIQUE
Approuvée en 1999
Coût total : 100 M€
(30 M€ de retour géographique)
∆V total :
3 km/s
Poussée ionique
Lancement 09/2003
Mise en orbite lunaire 04/2005
Durée totale 3 ans
Succès technique complet !
Retour scientifique modeste
(15 kg de charge utile)
1ère orbite
lunaire
Assistances gravitationnelles de la Lune
BepiColombo : la pierre angulaire vers Mercure
ou … des inconvénients et des avantages de prendre son temps
• caractérisation détaillée par deux orbiteurs polaires autour de Mercure :
- orbite proche (planète) : ESA
- orbite très elliptique (magnétosphère) : Japon
• définie comme une priorité parmi trois en 1994
• retenue comme 5ère « pierre angulaire » en 2001, lancement 2009, arrivée 2014
• 2002 : la NASA sélectionne une mission « Discovery » gonflée, Messenger
pour un lancement en 2005 et une arrivée à Mercure en 2011 : beau succès
mais beaucoup reste à faire !
• effort récurrent pour justifier une 2ème mission orbitale (Mars : 12 depuis 1966)
• 1ère mission européenne utilisant la propulsion ionique : démonstrateur requis
• grosses difficultés de développement :
- 1800 kg en 2001 (Soyuz), 4000 kg en 2008 (Ariane 5)
- retard de 7 ans du lancement, surcoût de 50% (650 M€ -> 1000 M€)
• malgré toutes ces difficultés, la mission semble sur les rails
pour un lancement en 2016 et une arrivée fin 2023
BepiColombo : un impact direct
sur la compétitivité industrielle de l’Europe
Article dans L’ « Usine Nouvelle »
du 3 octobre 2013
« dès 2015, 25% des satellites
en orbite géostationnaire
seront à propulsion ionique »
« Boeing est leader, Astrium réagit »
Le contrat de 80 M€ pour l’étage
à propulsion ionique de BepiColombo
a certainement aidé !
responsble satellites Thalès en 2007 :
« toutes les avancées sur les satellites
viennent des missions scientifiques »
Un succès très récent : la sélection de JUICE
comme « grande mission » ESA post-2020
• la caractérisation détaillée
du système de Jupiter reste
à faire (antenne de Galileo)
• projet de mission commune
ESA-NASA : EJSM
ESA : Ganymède, Callisto
NASA : Io, Europe (radiations)
• 2010 : la NASA se retire
(comme d’hab…)
• redéfinition en 2011 : 2 survols
d’Europe avant l’insertion en
orbite autour de Ganymède
• sélection en avril 2012 pour un lancement en 2022
très bonne surprise pour la communauté planétologique : 2 grandes missions
européennes à la suite dans ce domaine, BepiColombo (2016) puis JUICE (2022)
LA MISSION JUICE (OPTION NOMINALE)
7,6 ans de trajet, durée totale 10 ans
5 tonnes au lancement (3,2 km/s) avec Ariane 5
2ème et 3ème survol de la terre :
10/2024, 10/2026
Survol de Vénus : 11/2023
insertion
en orbite
lancement : 06/2022
1er survol de la terre : 06/2023
(déclinaison)
Jupiter : 02/2030 ; phase orbitale ganymède : 2032
LE PROGRAMME D’EXPLORATION DE L’ESA
ou… grandeur et misère des programmes optionnels
• programme optionnel à objectifs technologiques décidé en 2005
• avantage (?) : ressources en dehors du programme scientifique, dont
le budget évolue très lentement (règle de l’unanimité)
• inconvénient 1 : depuis 2005, tout programme vers Mars ou la Lune
est catalogué « exploration » même s’il est à forte
tonalité scientifique
• inconvénient 2 : les décisions sont prises en fonction du retour
industriel vers les pays contributeurs, au détriment
de la logique technique et de la maîtrise des coûts
• le programme d’exploration doit réussir sa première mission (ExoMars)
pour établir sa crédibilité et c’est loin d’être gagné !
LES DIFFICULTÉS DU PROGRAMME EXOMARS (1)
• budget souscrit : 850 M€
• priorité technologique : atterrissage sur Mars
• priorité scientifique : exobiologie
• initialement : mission « ESA seule » en 2013, véhicule « Pasteur »
Lancement Ariane 5
Véhicule de 300 kg
foreuse jusqu’à 2 m de profondeur
charge utile réduite de 20 (?!)
à 7 instruments en 2007
foreuse
LES DIFFICULTÉS DU PROGRAMME EXOMARS (2)
• budget souscrit : 850 M€
• priorité technologique : atterrissage sur Mars
• priorité scientifique : exobiologie
• 2009 : les coûts et les budgets en masse dérapent
→ mise en place d’une collaboration avec la NASA (MAX-C)
2016 : orbiteur relais (charge utile principalement US),
et test d’atterrissage (ESA)
2018 : mise en place par la NASA de Pasteur et MAX-C
• début 2011 : la NASA se retire (comme d’hab…)
l’ESA se tourne vers la Russie pour le lancement
et le module de descente du véhicule Pasteur en 2018
• 10/2011 : échec au lancement de Phobos-Grunt (Russie)
• 06/2012 : engagement de la mission 2016, un seul instrument sur l’orbiteur
en attendant des instruments russes (à confirmer…), durée de vie
de quelques jours pour l’atterrisseur (RTG russes non disponibles)
le montage crédible pour Pasteur 2018 reste à construire
Les opportunités d’implication scientifique
dans les missions NASA (1)
• les missions majeures NASA (« flagships », « new frontiers »)
- très forte compétition US sur chaque expérience (jusqu’à 4 proposants)
- succès le plus souvent en partenariat avec un PI US
- exemples les plus récents : Chemcam, SAM (F) sur MSL (+ APXS : D)
« Mars Surface Laboratory » : 2,4 milliards de $
Véhicule « Curiosity »
800 kg, > 100 km
3 RTG, 500 W au total
Atterrissage : « sky crane »
MSL : atterrissage réussi le 6 août 2012
Le mont « Sharp » vu par Curiosity
4 km de haut, au centre du cratère Gale
Cible : les terrains en couches
(sédimentaires ?)
Les opportunités d’implication scientifique
dans les missions NASA (2)
• les missions « Discovery » de la NASA
- très forte compétition au niveau des missions (40 pour 1 sélectionnée)
- évalué en budget total charge utile comprise
- forte tension sur le budget (< 500 M$)
→ certains proposants US essaient de réduire les coûts en faisant payer
les instruments les plus chers par les européens
DAWN : RV avec Vesta puis Céres, propulsion ionique, lancement en 2007
équivalent pour les astéroïdes de l’orbiteur ROSETTA (RV comète)
- 3 expériences majeures, 2 US, 2 européennes,
la caméra (D) et le spectromètre imageur (I)
- le 4ème instrument (magnétomètre US) a été supprimé
en raison des surcoûts, alors qu’on sait qu’il y a un noyau de fer…
l’astéroide Vesta (Ø 540 km)
vu par
Hubble
… et DAWN (07/2011 – 08/2012)
NASA/ JPL-Caltech/ UCLA/ MPS/ DLR/ IDA
Les opportunités d’implication scientifique
dans les missions NASA (3)
• les missions « Discovery » de la NASA
- très forte compétition au niveau des missions (40 pour 1 sélectionnée)
- évalué en budget total charge utile comprise
- forte tension sur le budget (< 500 M$)
→ certains proposants US essaient de réduire les coûts en faisant payer
les instruments les plus coûteux par les européens
INSIGHT : atterrisseur martien dédié à la subsurface et la structure interne
sélectionné le 20 août 2012
Les deux instruments majeurs (selon moi) sont européens :
- sismomètre large bande (France, 15 M€)
priorité scientifique dès le colloque de prospective CNES de 1993,
cinq tentatives : non sélection, annulation ou échec
- « taupe » capable de descendre 5 m sous la surface (Allemagne)
tout le monde s’y retrouve : la visibilité est américaine,
le retour scientifique européen est important
Problème pour le CNES : il faut s’engager AVANT la sélection !
Les opportunités d’implication scientifique
dans les missions NASA (4)
• Mars 2020 : une configuration totalement nouvelle
- la mission européenne ExoMars est en difficulté
• orbiteur / test d’atterrissage (2016) en cours de report en 2018
• budget insuffisant pour la mission in-situ (véhicule « Pasteur)
• fortes inquiétudes sur la crédibilité russe pour l’atterrissage
- la NASA est renforcée par l’exploit technique et le succès
scientifique de Mars Surface Laboratory, d’où l’annonce
d’une mission similaire, « MSL 2020 » (niveau « flagship »), mais
les blocages budgétaires à répétition (« sequester », « shutdown »)
conduisent à des appels du pied très appuyés vers l’Europe
pour la charge utile (schéma « discovery »)
- le CNES ne pourra pas financer plein pot ExoMars et MSL 2020,
les labos spatiaux ont le même problème pour les RH
- concept « Mars 2020 » : on avance en supposant qu’il y aura
une mission majeure in-situ vers Mars en 2020-2025
Les opportunités d’implication scientifique
dans les missions d’autres agences
• la Russie, le Japon, la Chine, l’Inde (le Brésil ?)
- des opportunités, mais un processus programmatique opaque
et un taux d’échec important pour les missions planétaires
Russie : échec de Phobos-Grunt au lancement (10/2011)
Japon : échec de Nozomi (Mars), et d’Akasuki (Vénus),
récupération très difficile d’Hayabusa
(retour d’échantillon d’astéroïdes)
atterrisseur germano-français « Mascot » sur
la mission Hayabusa 2 (revol quasi à l’identique)
lancée fin 2015 vers un astéroïde proche de la Terre
principale expérience (MicroMega) fournie par la France
Un âge d’or pour l’Europe en planétologie (1)
L’EXPLORATION DU SYSTÈME SOLAIRE AVANT 2000
contributions européennes à la charge utile
1960
1970
NASA
1980
URSS
1990
2000
Luna 1 à 23
Lune
Ranger
Surveyor
APOLLO
Mariner 10
Mercure
Vénus
Mars
Venera 7 à VEGA
Magellan
Phobos
Mariners, Viking
planètes
géantes
MGS
Pathfinder
Voyager
petits
corps
1960
Clementine
(Geiss)
VEGA
Galileo
Giotto
1970
1980
1990
2000
Un âge d’or pour l’Europe en planétologie (1)
2005
Lune
2010
2015
2025
2035
Exploration ? NASA ?
Japon, Chine, Inde ?
Smart-1
BepiColombo
Mercure
Vénus Express
Vénus
ExoMars 2018
Mars Express
Mars
« Mars 2020 » ?
Spirit, Opportunity
planètes
géantes
MSL
Insight
CASSINI
JUICE
HUYGENS
Juno
ROSETTA
petits
corps
DAWN
Hayabusa 2
Stardust
2005
2010
Missions européennes
2015
2025
NASA
Autres agences
2035
Un âge d’or pour l’Europe en planétologie (2)
• 1990 – 2003 : qq contributions à Galileo (1996-2003, pb d’antenne : 40 bits/s)
• 09/2012 : charges utiles scientifiques en opération
Mars Express (depuis janvier 2004)
Cassini (depuis juin 2004)
Vénus Express (depuis avril 2006)
Rosetta (Lutetia : 07/2010, rendez-vous : 08/2014)
expériences européennes : DAWN (depuis juillet 2011) et MSL (depuis août 2012)
Juno (1 instrument italien, coI’s F, D) en transit → 07/2016
• 09/2012 : 42 expériences en cours de réalisation ou de sélection
Bepi Colombo (lancement 08/2015, 15 instruments)
Hayabusa (lancement fin 2015, 3 instruments européens)
Insight (lancement 03/2016, 2 instruments européens)
ExoMars 2018 (2 instruments) et « Mars 2020 » (7 instruments, mission à consolider)
JUICE (lancement 2022, 11 instruments)
Situation très favorable en Europe (et en particulier en France)
- retour scientifique
- formation des jeunes chercheurs
- développement des compétences des équipes techniques
ETAT DES LIEUX ET PERSPECTIVES
sur la base des missions en opération ou programmées
• phase d’exploration : complétée par le premier survol de 2 objets de Kuiper
(Pluton / Charon) par la mission NASA « New Horizons » en janvier 2015
• caractérisation détaillée :
- tous les systèmes planétaires jusqu’à Jupiter (JUICE) et Saturne (CASSINI)
- Uranus, Neptune : 15 ans de trajet (sauf propulsion électrique nucléaire)
- comètes (ROSETTA), astéroïdes (DAWN)
• priorité à l’in-situ (MSL, atterrisseur ROSETTA, Mars 2020)
la non disponibilité de sources d’énergie nucléaire spatialisées
en Europe est un handicap majeur (Stirling NASA : 20 kg pour 200 W ?)
- durée de vie des atterrisseurs, autonomie des véhicules
• retours d’échantillons : Lune et astéroïdes
les perspectives s’éloignent pour Mars et les noyaux cométaires
LES ENJEUX PRIORITAIRES
• conditions d’apparition de la vie :
- eau liquide, molécules organiques complexes
- terrains anciens sur Mars : MSL, ExoMars, retour d’échantillons
- plus spéculatif : océans sous-glaciaires (Europe, Ganymède: JUICE)
• formation du système solaire :
« cas standard » ou système atypique ?
- missions vers les petits corps du système solaire, BepiColombo
- systèmes planétaires multiples autour d’autres étoiles
système solaire ↔ systèmes extrasolaires
Le système de 55 Cancri
3 planètes plus près de leur
étoile que Mercure,
MAIS….
1: 10 masses terrestres
2: 250 Mt (~ Jupiter)
3: 50 Mt (Neptune)
Mercure: 0.055 Mt !
2
4
1
3
Mercure
Vénus
La Terre
LES ENJEUX PRIORITAIRES
• conditions d’apparition de la vie :
- eau liquide, molécules organiques complexes
- terrains anciens sur Mars : MSL, ExoMars, retour d’échantillons
- plus spéculatif : océans sous-glaciaires (Europe, Ganymède: JUICE)
• formation du système solaire :
« cas standard » ou système atypique ?
- missions vers les petits corps du système solaire, BepiColombo
- systèmes planétaires multiples autour d’autres étoiles
• planétologie comparée du système solaire :
vers une planétologie comparée des systèmes planétaires
Après la phase de découverte (vitesses radiales, COROT, KEPLER),
1ères missions de caractérisation des planètes extrasolaires
ECHo: chances réelles de sélection par l’ESA en février 2014
pour un lancement en 2024
UNE MÉTÉO INCERTAINE
• grosses difficultés économiques en Europe :
- poursuite des investissements majeurs en Italie ?
- en France : fortes tensions sur le budget CNES, les ressources humaines
dans les laboratoires spatiaux (IAS, LATMOS, LESIA, IRAP…)
• les applications et l’observation de la Terre pour les enjeux climatiques
sont une priorité ; avenir de l’ESA et de son programme scientifique ?
• le concept de « laboratoire spatial » (France, MPG, RAL) est menacé :
coopération directe entre équipes scientifiques et équipes techniques
- expériences scientifiques réalisées par l’industrie (obs. terre, Italie)
- montée en puissance des financements sur projet à court terme
au détriment des opérateurs de recherche
budget CNRS pour l’IAS : 540 k€ en 2006, 152 k€ en 2012, 285 k€ en 2013
ANR : 3 ans ; ROSETTA : 30 ans
les succès scientifiques et programmatiques déjà acquis garantissent
un avenir à la communauté planétologique européenne à l’horizon 2030
LA PHASE DE CROISIERE : 7,4 ANS (07/2016 – 12/2023)
- 4 tonnes au départ de la Terre
- « tour d’honneur » d’1 à 2 ans
(déclinaison de lancement)
- 2 survols de Vénus
- 3 survols de Mercure
Vue d’artiste de l’orbiteur Européen (MPO)
observant Mercure (pointage Nadir)