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La constructionconstruction de la mission ExoMars 2016ExoMars 2016 bat son plein. Réalisée sous la maîtrise d'œuvre de Thales Alenia Space, cette mission comprend l'orbiteur Trace Gaz et la capsule Schiaparelli qui doit permettre à l'Europe d'apprendre à se poser sur Mars.
Son lancement à destination de Mars est prévu en janvier 2016 en vue d'une arrivée neuf mois plus tard, le 19 octobre 2016. La capsule Schiaparelli qui voyagera accrochée à Trace Gaz s'en séparera trois jours avant son atterrissage tandis que l'orbiteur débutera une phase d'aérofreinage de plusieurs mois. Après avoir rejoint son point d'entrée, la capsule Schiaparelli plongera dans l'atmosphèreatmosphère martienne pour se poser à l'intérieur d'une ellipse de 100 x 15 km dans Meridiani Planum, une plaine de la planète Mars s'étendant sur 1.100 km et localisée dans la région d'Arabia TerraTerra.
Le cône arrière du bouclier thermique de la capsule Schiaparelli avant sa livraison à Thales Alenia Space. Il est ici vu dans une des salles blanches du site de Saint-Médard-en-Jalles (près de Bordeaux) d'Airbus Espace. Les flèches rouges indiquent deux des trois emplacements où sera accroché le bouclier à l'orbiteur et la bleue l'emplacement du parachute. © Airbus Defence & Space, A. Gilbert
183 tuiles de seulement 8 à 14 millimètres d’épaisseur
Sa traversée de l'atmosphère martienne se fera à l'intérieur de deux boucliers thermiques qui lui permettront de résister à des températures allant jusqu'à 1.850 °C. L'atterrissage proprement dit se fera sous un parachute et à l'aide de 9 rétrofusées et d'un système radar altimètre Doppler.
Ces deux boucliers ont été conçus et construits par Airbus Espace (anciennement Astrium) qui maîtrise cette technologie. On doit à cette entreprise les protections thermiques des lanceurs Ariane mais également celle des missiles militaires, dont le modèle intercontinental et nucléaire M51M51. Dans le domaine des missions spatiales, on lui doit également le bouclier de l'atterrisseur Huygens, premier système de rentrée jamais développé en Europe pour une mission spatiale, ainsi que le Démonstrateur de Rentrée AtmosphériqueDémonstrateur de Rentrée Atmosphérique ARD de l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne. En effet, bien qu'elle se soit posée sur Titan en janvier 2005, son développement (à partir de 1991) et son lancement (le 15 octobre 1997) ont précédé le vol de la capsule allemande Mirka (le 23 octobre 1997) et celui de l'ARD (le 21 octobre 1998).
La capsule Schiaparelli en cours d'intégration dans l'usine turinoise de Thales Alenia Space (juillet 2014). © Rémy Decourt
100 kg de boucliers protégeront ExoMars
Le bouclier avant de Schiaparelli pèse 80 kgkg, pour 2,4 m de diamètre et une surface de 5 m2. Il est composé d'une structure en sandwich de carbonecarbone, recouverte de 90 tuilestuiles d'un matériaumatériau isolant, le Norcoat Liège. Ce matériau est différent de l'AQ60 utilisé pour la construction du bouclier thermique de Huygens. Également ablatif, ce matériau est un feutre élaboré par aspiration de fibres de silicesilice dans une matrice organique et développé en France pour des applicationsapplications dans le cadre de la Force stratégique. Durant la phase de rentrée atmosphérique, ce matériau devra résister à des températures élevées, jusqu'à près de 2.000 °C, avant d'être éjecté. Le bouclier arrière, qui contient notamment la chaîne de parachutesparachutes utilisée pendant la descente, ne pèse, lui, que 20 kg et se compose de 93 tuiles, de 12 formes différentes, collées sur une structure carbone.
Pour de telles protections, le critère n'est en fait pas la température, car les valeurs atteintes dépendent pour beaucoup de la nature même des matériaux. La température de paroi, de ce fait, n'a pas beaucoup de signification. En revanche, le flux de chaleurchaleur au point d'arrêt est une caractéristique de comparaison pertinente. Lors de cette rentrée, on se situera à environ 1.800 kilowatts par m2.
