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Quatrième d’une série de sondes planétaires,
Mariner 4 réalisa le premier survol de la planète Mars, et transmit
les premières images rapprochées d’une autre planète du Système
solaire. Retour sur un évènement historique.
Cette sonde, d’une masse de 260,68 kg, fut lancée depuis Cap
Canaveral le 28 novembre 1964 par une Atlas-Agena D. Sa mission
consistait aussi bien en l’étude du milieu interplanétaire,
pratiquement inconnu alors, qu’en l’envoi d’images de la surface
martienne au cours d’un bref survol. Les moyens techniques pour
réaliser une mise en orbite martienne n’existant pas encore à cette
époque (tant en matière de précision de trajectoire qu’en emport de
carburant supplémentaire, rédhibitoire en termes de masse), l’engin
devait ensuite poursuivre sa route en s’inscrivant sur une orbite
solaire.
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Mariner 4 était construite autour d’un châssis de
section octogonale de 1,27 m de diamètre sur 45,7 cm de haut,
entouré de quatre panneaux solaires déployables de 176 x 90 cm,
eux-mêmes prolongés par quatre pales inclinées de 650 cm². Celles-ci
avaient pour fonction de stabiliser la sonde par la faible pression
exercées sur elles par la radiation solaire. Elles comportaient en
outre de petites tuyères pouvant éjecter des bouffées d’azote pour
aider le positionnement de l’ensemble. Cette configuration reprenait
en fait celle de Mariner 1 et 2, conçues pour l’exploration de
l’environnement de Vénus, mais en portant le nombre de panneaux
solaires de 2 à 4, Mars étant bien plus éloignée du Soleil.
Deux antennes, l’une, parabolique à haut gain de 1168 cm de
diamètre, l’autre à faible gain et omnidirectionnelle, assuraient
les transmissions radio. Une caméra de télévision est montée à la
base du châssis. Ne fonctionnant qu’en noir et blanc sous une
définition de 200 lignes, elle constituait toutefois un exploit pour
l’époque en termes de compacité et de légèreté. Les images étaient
enregistrées sur une bande magnétique à quatre pistes d’une capacité
totale de 5,24 mégabits.
A l’instar de la sonde New Horizons (dont les images sont attendues
sur Terre, d’une distance toutefois 23,25 fois plus éloignée, au
moment où ces lignes sont rédigées) les images ne seront transmises
que le lendemain, lorsque la mission sera terminée. Ceci se fera au
moyen de deux émetteurs, l’un basé sur double triode en push-pull de
7 watts, l’autre sur un tube à ondes progressives de 10 watts. Les
données étaient émises selon une cadence variant de 33 bits/seconde
à 8 bits/seconde, selon l’éloignement, une seule image prenant
environ 8 heures 35 minutes de communication.
Au cours du voyage de 228 jours Terre-Mars, deux instruments
tombèrent en panne : le compteur Geiger, et la sonde à plasma qui
fut victime de la défaillance d’une résistance. Heureusement, tous
les autres instruments, y compris la précieuse caméra,
fonctionnaient toujours parfaitement lorsque Mariner 4 aborda
l’environnement martien le 14 juillet 1965.
A 15 h 41 mn et 49 secondes TU, après deux tentatives
d’initialisation sans succès de la sonde qui glacèrent les
techniciens d’effroi, celle-ci passa d’elle-même en mode automatique
d’exploration et transmit un bulletin de santé qui évita
probablement quelques crises cardiaques. Puis le 15 juillet à
00:18:36 TU, la caméra se mit en route et commença à enregistrer une
suite d’images de la surface martienne, alternativement avec des
filtres rouge et vert se plaçant mécaniquement devant l’objectif.
Le survol au plus près de Mars eut lieu à 01:00:57 TU à une distance
de 9846 kilomètres, avant de passer à 02:19:11 TU derrière la
planète, interrompant les communications. La brève altération des
signaux reçus alors que celle-ci traversaient l’atmosphère martienne
fournit toutefois de précieux renseignements sur son épaisseur et sa
densité.
Elle réapparut à 03:13:04 TU, rétablissant d’elle-même la
transmission radio, et c’est peu avant 17 heures qu’elle commença à
envoyer la première image en direction de la Terre. Etant donné la
durée de chaque transmission et la rotation de la Terre, chaque
image était reçues successivement par les antennes de Woomera
(Australie), Goldstone (Californie) et Johannesbourg (Afrique),
avant d’être réassemblée en un seul morceau…
Ce premier survol de la Planète rouge permit d’obtenir 21 images (et
21 lignes d’une 22ème), couvrant environ 1% de la surface martienne.
Par manque de chance (mais on ne le saura que bien plus tard), la
zone ainsi explorée s’étendait sur la partie la moins intéressante
de Mars, ce qui contribua au désintéressement de l’exploration
martienne par les Américains pour de nombreuses années.
Les photographies montraient une surface criblée de cratères
comparable à la Lune, particulièrement inhospitalière et enlevant
pratiquement tout espoir d’une possibilité de vie entretenue par des
siècles de littérature et de spéculation scientifique.
En octobre 1967, deux ans et demi plus tard, la sonde fut réactivée
et les techniciens commandèrent un réallumage moteur. La caméra fut
remise en fonctionnement et transmit des images du ciel noir. Cette
expérience réussie conforta les scientifiques sur la possibilité de
réaliser des missions de longue durée.
Le 7 décembre suivant, les réserves de carburant nécessaires au
contrôle d'attitude étaient épuisées, seuls les panneaux de
stabilisation fonctionnant par la pression des radiations solaires
pouvaient encore maintenir la sonde en position. Cependant, les 10
et 11 décembre, Mariner 4 reçut 83 impacts de micrométéorites, ce
qui la déséquilibra définitivement. Les panneaux solaires n'étant
plus orientés vers le Soleil que de façon sporadique, sa batterie
s'épuisa rapidement et le contact fut définitivement perdu le 21
décembre 1967.
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