L’exploration de Mars est particulièrement importante dans les programmes scientifiques d'exploration du système solaire des principales puissances spatiales. En 2016, plus de quarante sondes, orbiteurs et atterrisseurs ont été envoyés vers Mars depuis le début des années 1960.

Les quatre premières tentatives vers Mars sont soviétiques, elles ne produisent aucune donnée (1960-62). Elles sont suivies de deux tentatives américaines sans succès (1964). Les premiers résultats sont ceux de Mariner 4 (1965). À ce moment-là, on surestimait encore la pression atmosphérique d'un facteur 10, on venait tout juste de détecter la vapeur d'eau. Mars apparaît au contraire très semblable à la Lune, les seuls détails visibles en surface sont des cratères, que personne n'avait réellement prévus.           

ici les 3 Rover de Mars

  Mariner 4 : Mars 1964 et la première sonde Américaine qui  a survoler mars et qui dévoila une planète beaucoup moins accueillante que prévu dotée d'une atmosphère très ténue, sans champ magnétique pour la protéger des rayonnements stérilisants et comportant une surface d'apparence lunaire très ancienne. Toutefois, les observations plus poussées menées par l'orbiteur Mariner 9 (30 mai 1971) montrent que Mars présente en fait une géologie plus complexe avec des traces de volcanisme et des formes peut-être façonnées par des eaux de surface.
Mars 3 (mai 1971)  L'URSS avec son orbiteur parvient la première à poser en douceur sur le sol de la planète l'atterrisseur qui, le 2 décembre 1971, arrive intact sur le sol martien  grâce à un parachute et des rétrofusées. Mais celui-ci ne survit que 20 secondes.


L'atterrisseur de Mars 3
emporte un petit robot marcheur baptisé  PROP-M.Ce robot a une masse de 4,5 kg et est relié à l'atterrisseur par un câble pour les télécommunications. Le robot peut se déplacer à l'aide d'une paire de « skis » dans la limite fixée par la longueur du câble à savoir 15 mètres. Les sondes soviétiques Mars 2 et Mars 3 n'ont ramené qu'une très faible quantité de résultats par rapport à la sonde Mariner 9.

 

On distingue sur la sonde soviétique au centre la structure colorée de l'antenne omnidirectionnelle.  Aplatie au moment du lancement, l'ensemble se détend ensuite comme un chapeau haut de forme. On note également au sommet de la sonde le module de descente (visible grâce au retrait du bouclier thermique), les panneaux solaires et la coupole de l'antenne grand gain vue de dos à gauche.
Chaque module de descente comportait également un bras relié à une plate-forme qui supportait un bloc de sondage destiné à être catapulté au loin (peut être une quinzaine de mètres). Ce dispositif peut être considéré comme étant le précurseur des robots mobiles martiens. (Crédit photo : Andy Salmon).

Les ingénieurs soviétiques conçoivent deux orbiteurs (Mars 4 et Mars 5) et deux atterrisseurs (Mars 6 et Mars 7) couplés à une plate-forme porteuse qui ne se placera pas en orbite mais se contentera, après le largage du module de descente, de survoler Mars pour s'échapper ensuite sur une orbite solaire.
Les sondes Mars 6 et Mars 7 partageaient une structure commune avec les sondes Mars 2 et Mars 3 lancées deux années plus tôt. La sonde est constituée d'un imposant cylindre central (occupé majoritairement par un réservoir de carburant), flanqué de deux panneaux solaires sur les côtés et d'une antenne grand gain. Le bas de l'engin est occupé par les instruments scientifiques, alors que sur la partie supérieure se trouve le module de descente protégé par un bouclier thermique conique.   (Crédit photo : Mark Wade). L'atterrisseur de Mars-6 fournit le premier profil atmosphérique.

Mars 4, lancée le 21 juillet 1973 se place tout d'abord en orbite terrestre. Mars 4 était destinée à se placer en orbite autour de Mars. Identique à la sonde suivante, Mars 5, qui allait être lancé quatre jours plus tard. Mars 4  Elle est injectée une heure et demi après vers sa destination finale. Mars 4 atteindra la planète rouge l'année suivante, le 10 février 1974.  Après un lancement et un voyage sans incident, Mars 4 échouera lors de la dernière étape qu'il lui restait à accomplir avant de pouvoir commencer sa mission : l'insertion orbitale. Au moment de la mise en orbite, les rétrofusées, qui devaient ralentir suffisamment la sonde pour permettre sa capture par le champ de gravité de Mars, ne s'allument pas comme prévu. La sonde dépasse alors comme un bolide la planète à moins de 2200 km de distance, pour continuer sur une orbite solaire. Au cours de ce passage, Mars 4 réussi quand même à renvoyer une poignée d'images (une douzaine) ainsi que des données radio acquises au cours de sa disparition derrière le disque martien (occultation).
Mars 5, Le 25 juillet 1973 même lanceur. Succès partiel : la mise en orbite a lieu avec succès le 12 février 1974, la sonde ne reste opérationnelle que le temps de parcourir une vingtaine d'orbites, à cause d'un problème de dépressurisation. Elle renvoya des données sur l'atmosphère ainsi que des images d'une petite partie de l'hémisphère sud.
Le 5 août 1973

Mars 6, le12 mars 1974, même lanceur. Echec : la sonde arrive sur Mars le  et libère le module de descente. Celui ci retourne des données sur l'atmosphère pendant sa descente, puis c'est la perte de communication juste avant l'atterrissage.  L'analyse des données de télémétrie d'une pompe à vide du spectromètre de masse conduit à une fausse estimation (15 à 30 %) de la teneur en Argon de l'atmosphère martienne (en fait, 1,6 %).La plate-forme porteuse passe à 1600 km de la planète rouge et se place sur orbite solaire, après avoir renvoyé des données radio lors de sa disparition derrière le disque martien.
La Sonde de type M73. Le 9 août 1973. Echec : le module de descente manque la planète Mars de 1300 km le 9 mars 1974 à la suite d'une défaillance. La plate-forme porteuse survole Mars puis rejoint le malheureux atterrisseur sur une orbite solaire.

Le programme Viking est un programme spatial de la NASA qui a posé les premiers engins américains sur le sol martien. 2 sondes spatiales identiques, Viking 1 et Viking 2, ont été lancées en 1974 par une fusée Titan équipée d'un dernier étage Centaur à un mois d'intervalle. Chacune de ces missions comprenait un engin destiné à se placer en orbite autour de la planète et un module qui devait se poser sur le sol et mener des investigations en restant fixe.

Ce sont les deux engins américains Viking (1et 2) qui parviennent à déposer en 1976 sur le sol martien une charge utile scientifique significative. Les deux atterrisseurs américains du programme Viking accompagnés par des orbiteurs qui arrivent sur Mars en 1976 se caractérisent par leur longévité et fournissent une moisson d'informations sur la planète

Ici , Vue d'artiste de Viking 1. Orbiteur lâchant le module d'atterrissage.
Ici a droite: Dispositif orbital(observations) de la mission Viking.

Mars Pathfinder, première mission de la NASA sur le sol de Mars depuis la programme Viking de1976 soit 20 ans plus tôt.
C'est une sonde spatiale de type atterrisseur, développée par l'agence spatiale américaine, la NASA, qui s'est posée sur le sol de la planète Mars le 4 juillet 1997. L'engin spatial principal est avant tout un démonstrateur de technologique à bas coût qui permet de valider le recours à une nouvelle technique d'atterrissage en douceur utilisant des coussins gonflables et utilise pour la première fois sur Mars un petit robot mobile (astromobile), Sojourner. lancée vers Mars le 4 décembre 1996 était une grande innovation, elle avait pour objectif ambitieux de tester un moyen peu coûteux de faire atterrir un engin spatial et un véhicule d'exploration (un Rover) sur Mars.

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Mars Pathfinder est la première mission de la NASA sur le sol de Mars depuis la programme Viking qui s'est déroulé en 1976 soit 20 ans plus tôt. A l'origine, le projet du centre de recherche Ames, baptisé MESUR, consiste à créer un réseau de 16 stations équipées de capteurs (sismomètre, station météorologique, ...) amenées sur le sol de Mars par des engins spatiaux très simples.
La mission Mars Pathfinder remplit complètement ces objectifs limités qui lui ont été fixés et s'achève le 27 septembre 1997.

Mars Science Laboratory (MSL) 26/11/2011 Mission actuellement en cours : Cette  sonde MSL  a été envoyée le 26/11/2011 par une fusée Atlas V. Elle a atterri sur Mars  le cratère  06/08/2012.

Le rover Curiosity qui est cinq fois plus lourd que ses prédécesseurs et de la taille d'une voiture, possède deux mini-laboratoires permettant d'analyser les composants organiques et minéraux ainsi qu'un système d'identification à distance de la composition des roches reposant sur l'action d'un laser. Lors des trois premiers mois Curiosity a recueilli plus de données que lors des missions précédentes. Il a permis de prouver que le site sur lequel se trouve le rover est dominé par des basaltes, des roches d'origine volcanique. La mission a coûté 2,5 milliards de dollars et elle sensé durée 22 mois terrestres.     Cliquez pour voir une vidéo etc

Mars Odyssey (Un orbiteur) Lancée le 07/04/2001 arrivée  le 24/10/2001 la sonde a utilisé le freinage atmosphérique, grâce à ses panneaux solaires, une technique validée par la sonde  MarsGlobal Surveyor, pour rejoindre son orbite de cartographie. Les images qu’elle fournira permettront de déterminer la minéralogie et la pétrologie des environnements hydro-thermaux ou fluviaux (comme les anciens lacs aujourd'hui asséchés) et d'identifier des sites les plus intéressants pour la collecte d'échantillons destinés à revenir sur Terre. Deux spectromètres à neutrons mesureront l'abondance de l'hydrogène dans le sous-sol, et ce jusqu'à une profondeur de 50 centimètres. Sa mission était toujours en cours  en 2018. Mars Odyssey  sert également de relais de télécommunications entre la Terre et les engins se posant sur Mars tels que les rovers MER ou Mars Science Laboratory. 

Mars Express Lancée le 02/06/2003 par un lanceur Soyouz continu sa  Mission  actuellement en cours : Première sonde européenne destinée à être envoyé vers Mars. Elle y est arrivé le 25/12/2003. L’objectif est d’étudier la topographie, la morphologie et la géologie de la surface martienne à haute résolution, de dresser une carte minéralogique globale et à haute résolution (100 mètres/pixel) de la surface, d’étudier le sous-sol martien à l'échelle du kilomètre, pour y déceler en particulier de l'eau ou de la glace, de déterminer la composition de l'atmosphère, étudier sa circulation, son interaction avec la surface et le vent solaire. La sonde a également délivrer un petit atterrisseur britannique, Beagle 2, mais après son l'atterrissage on a plus eu de contacte. Il devait réaliser des expériences de géochimie et d'exobiologie. cliquez ici pour voir une animation (source Yahoo) l'atterrissage de Beagle 2

Mars Exploration Rovers (MER) est la mission la plus perfectionnée jamais envoyée vers la planète rouge.

La NASA a envoyé en (Juin 2003) mission deux robots jumeaux d'exploration ( (Opportunity et Spirit) qui se sont posés avec succès sur Mars, après un voyage de 7 mois et demi, les rovers MER ont atteint le sol comme l'a fait la sonde Mars Pathfinder avec une grappe d'airbags qui s'est gonflée tout autour de l'engin pour amortir sa chute . Au sol, les 2 rovers (Opportunity et Spirit) pesant 150 kg, parcours une centaine de mètres par jour à la surface de Mars.
Ces robots
sont  de véritables petits laboratoires ambulant : ils possèdent une caméra panoramique, une caméra microscopique, trois spectromètres et un bras avec une meule pour décaper les roches. et aussi des aimants pour piéger la poussière martienne, qui possède des propriétés magnétiques. Le rover a été conçu pour une durée de vie de 90 jours martiens (sols) et pour parcourir 600 mètres. Plus de cinq ans après, le 17 mars 2009, il avait parcouru près de 7,7 kilomètres.
-Type de mission rover géologue
-Lancement 10 juin 2003
-Lanceur Fusée Delta II Heavy
-Fin de mission 22 mars 2010
-Opérationnel pendant 2208 jours martiens de l’atterrissage au dernier contact.
-Immobile pendant 1892 jours martiens de l’atterrissage à l'enlisement final.
-Durée de vie 90 jours martiens II. Le rover avait été conçu pour une durée de vie de 90 jours martiens (sols) et pour parcourir 600 mètres. Plus de cinq ans après, le 17 mars 2009, il avait parcouru près de 7,7 kilomètres. Le rover Spirit s'est éteins le 01/05/2011 après s'être immobilisé dans du sable.

Mars Reconnaissance Orbiter Ou MRO 1800 kg 12/08/2005 Mission actuellement en cours : Similaire à Mars Global Surveyor, Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a été mise en orbite autour de Mars le 10/03/2006 par un aérofreinage.

Elle est en particulier équipée d'une caméra à très haute résolution, capable de discerner à la surface des objets aussi petits qu'un ballon de plage. Avec une résolution de 20 à 30 centimètres par pixel, le gain de précision sera d'un facteur 10 par rapport à la caméra MOC de Mars Global Surveyor (1,4 à 3 mètres par pixel). La mission initiale qui devait s'achever en décembre 2008 a été prolongée jusqu'en 2015.

Lancé par une fusée Delta II : la sonde Phoenix.  Du 5/05/2005  02/11/2008 Succès . La sonde entrera dans l’atmosphère martienne à la vitesse de 5,7 km/s. La friction du bouclier thermique de Phoenix avec l’atmosphère de Mars commencera à la ralentir, puis un parachute de grande envergure se déploiera pour diminuer encore sa vitesse.

Lorsque la sonde sera environ 900 mètres du sol, des rétrofusées se déclencheront pour réduire sa vitesse à 2,4 m/s. Phoenix s'est posé sur Mars à la manière des sondes Viking, lancées sur Mars dans les années 70. A la différence de Mars Pathfinder et des sondes MERs, elle n’utilisera pas d’airbags, lourds à transporter.

Avec ses deux antennes solaires déployées, le lander fixe, Phoenix, mesure 5.m de largeur sur 1,52.m de longueur et pèse 350.kg, dont 55.kg d'instruments scientifiques. Phoenix, avait été conçue pour analyser l'eau gelée du pôle nord martien, grâce à un bras articulé de 2,35.m capable de creuser à une profondeur de 1.m. Il avait aussi une caméra et une sonde attachées à son bras articulé capable d'examiner le sol et la glace s'y trouvant. Phoenix a notamment permis de confirmer le 31/07/2008 la présence d'eau gelée sur le sol martien du pôle nord grâce à l'analyse d'un échantillon prélevé par le bras robotique de la sonde relevant des vapeurs dégagées par la chaleur.

La sonde MSL « Laboratoire scientifique pour Mars » a été envoyée le 26/11/2011 par une fusée Atlas V. Elle a atteint Mars à la vitesse de 93 000Km/h et a atterri en douceur sur Mars, dans le cratère Gale le 06/08/2012. Le rover Curiosity qui est cinq fois plus lourd que ses prédécesseurs et de la taille d'une voiture, possède deux mini-laboratoires permettant d'analyser les composants organiques et minéraux ainsi qu'un système d'identification à distance de la composition des roches reposant sur l'action d'un laser.
Au cours de sa mission, le rover, baptisé Curiosity, va rechercher si un environnement favorable à l'apparition de la vie a existé, analyser la composition minéralogique, étudier la géologie de la zone explorée et collecter des données sur la météorologie et les radiations qui atteignent le sol de la planète. La durée de la mission est fixée initialement à une année martienne soit environ 669 sols (jours solaires martiens) ou 687 jours (solaires) terrestres.
ExoMars le 14/03/2016: Mission actuellement en cours : la sonde ExoMars a été envoyé vers Mars dont elle devrait atteindre en octobre 2016. La mission est composée du satellite TGO (Trace Gas Orbiter) et de l’atterrisseur Schiaparelli . Le premier servira pour les communications puis pour la recherche de preuves de gaz d'une éventuelle importance biologique et le dernier, d'une masse de 310 kg, sera équipé de 9 instruments scientifiques dédiés à l'étude du sol et du proche sous-sol. Pouvant forer jusqu’à 2 mètres de profondeur, ce véhicule recueillera, pour les analyser avec ses instruments, des échantillons préservés des rayonnements et des oxydants qui détruisent la matière organique.
15 ans après les résultats décevants de leur programme Mars, les soviétiques s'intéressent à nouveau à Mars. Cette fois, le principal objet d’étude n'est pas la planète elle-même mais l'un de ses deux satellites naturels :  Phobos. Deux sondes sont envoyées vers Mars : Phobos 1 le 7 juillet 1988 etPhobos 2 le 12 juillet 1988. Les deux lancements se déroulent correctement jusqu’au 2 septembre 1988 où Phobos 1 interrompt brutalement ses communications à la suite d'une erreur humaine. Phobos 2 reste donc la seule sonde à pouvoir accomplir sa mission. Mais le 27 mars 1989, alors que la sonde n’est plus qu’à 50 mètres de Phobos et qu’elle s’apprête à lancer ses deux atterrisseurs, les communications sont une nouvelle fois perdues. On estime aujourd'hui que ce dysfonctionnement a été provoqué par des particules émises lors d'une éruption solaire.

En octobre 2016, la sonde européenne ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), La mission 2016 se compose de 2 éléments, lancés ensemble par une fusée Proton,  Le satellite Trace Gas Orbiter (TGO) qui va analyser dans un premier temps, avec ses instruments russes et européens, les gaz présents à l'état de traces dans l'atmosphère martienne. TGO commencera sa mission scientifique après un an  « d’aérofreinage » qui transformera son orbite initiale très ovale, parcourue en quatre jours, en une orbite circulaire parcourue en une journée. Un module de démonstration  « Schiaparelli »d'entrée atmosphérique et de descente sous parachute, largué 3 jours avant l’arrivée vers Mars, va atterrir en douceur à la surface de Mars. Il est équipé de capteurs qui mesureront les performances pendant la descente et lors de l'atterrissage. Dépourvu de panneaux solaires (hs) cette plateforme fonctionnera pendant 4 jours terrestres en utilisant l'énergie restante dans ses batteries.

Comparaison des tailles d'ExoMars TGO et de la sonde européenne Mars Express (à droite).

du Site oocbo.com

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