Mars Telecommunication Network
Mars Telecommunication Network ou Mars Telecommunications Orbiter (MTO) est une mission spatiale de l'agence spatiale américaine, la NASA, dont l'objectif est de jouer le rôle de relais de télécommunication entre les différents engins spatiaux (orbiteur, atterrisseur et rover) situés en orbite ou à la surface de la planète Mars et les stations terriennes. Il s'agit de reprendre une fonction assurée à titre secondaire par différents orbiteurs martiens américains et européens (2001 Mars Odyssey, MRO, ExoMars Trace Gas Orbiter, etc.) qui prennent de l'âge et ne seront pas remplacés. Le projet est initié au début des années 2000 mais est annulé en 2005. Il est réactivé en 2025. Le développement et la gestion opérationnelle de la mission, qui doit être lancée en 2028 pour une mise en service opérationnelle en 2030, est confiée à la société Blue Origin.
Sonde spatiale
| Organisation |
 NASA |
|---|---|
| Constructeur |
Blue Origin |
| Domaine | Télécommunications spatiales |
| Statut | En cours de développement |
| Lancement | vers 2030 |
| Durée de vie | 10 ans |
| Electra | Émetteur/récepteur UHF/X |
|---|---|
| X | Émetteur/récepteur bande Ka |
| Y | Émetteur/récepteur bande X |
| Optical Communications Payload | Système de communication optique expérimental |
Historique
modifierLancement du projet
modifierAu début des années 2000 la NASA étudie le développement d'un satellite qui serait placé en orbite autour de Mars pour jouer le rôle de relais de télécommunication. Cet engin paraissait nécessaire compte tenu de l'obsolescence progressive des satellites non spécialisés et assumant la fonction de relais et de l'énorme quantité d'informations scientifiques qui doivent être envoyés vers la Terre par les atterrisseurs comme le Mars Science Laboratory. La présence d'un tel satellite aurait également permis de réduire les équipements de télécommunications des autres engins martiens et de permettre une retransmission en temps réel des télémesures transmises par les engins durant les phases d'atterrissage ou de décollage de la surface de Mars[1].
Annulation en 2005
modifierLe projet en phase d'étude, qui a été baptisé Mars Telecommunications Orbiter, est annulé en 2005 pour des raisons budgétaires. Il fallait à l'époque, avec un budget contraint, remplir d'autres objectifs à court terme, dont une mission de maintenance du télescope spatial Hubble, la prolongation des missions Mars Exploration Rover (les rovers Spirit et Opportunity), s'assurer que Mars Science Laboratory soit lancé en 2009, et sauver la mission scientifique Glory[2].
Après l'annulation de Mars Telecommunications Orbiter, une mission plus large a été proposée comme Mars Science and Telecommunications Orbiter[3]. Toutefois, cette mission a été rapidement critiquée comme manquant d'objectifs bien définis[4]. Une autre mission a depuis été proposée, Mars Trace Gas Mission du programme ExoMars. La capacité de communication fournie par les missions scientifiques Mars Reconnaissance Orbiter et Mars Express a démontré que les satellites relais dédiés peuvent être inutiles dans un proche avenir. Le projet de la NASA Mars 2022 orbiter, étudié au milieu des années 2010, reprend les mêmes objectifs.
Réactivation en 2025
modifierLe projet est réactivé en 2025 dans le cadre du One Big Beautiful Bill Act et 700 millions US$ lui sont alloués. Il est renommé à cette occasion Mars Telecommunication Network. Un appel à propositions dans des conditions manquant de transparence est lancé auprès des industriels en [5]. La prestation comprend la conception, le développement, le lancement et la gestion du réseau mise. Le système de télécommunications mis en place devra permettre des débits importants, la transmissions de données scientifiques, d'images et d'éléments de navigation et prendre en charge les communications critiques des engins spatiaux orbitant autour de Mars et à la surface de la planète[6]. La société américaine Blue Origin est sélectionnée[7].
La NASA annonce le 1er septembre 2026 qu'un contrat d'un montant fixe pouvant atteindre 700 millions US$ a été attribué à Blue Origin pour développer et lancer le satellite de télécommunications martiennes Mars Telecommunications Orbiter (MTO) qui doit faire partie du réseau MTN (Mars Telecommunications Network). Blue Origin l'emporte face aux sociétés Rocket Lab, L3Harris, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Whittinghill Aerospace, Quantum Space et SpaceX. SpaceX proposait la constellation Marslink adaptation de Starlink à l'orbite martienne. Rocket Lab était considérée comme favori après avoir construit les petites sondes spatiales martiennes EscaPADE[8].
Caractéristiques techniques de la proposition de Blue Origin
modifierL'architecture du satellite MTO est basée sur le remorqueur spatial terrestre Blue Ring développé par la société Blue Origin. Cette plateforme de grande taille (charge utile de 4 tonnes dans sa configuration terrestre, delta-V de 3 à 4 km/s) est stabilisée sur trois axes. Elle est alimentée en énergie électrique par deux immenses panneaux solaires flexibles iROSA (envergure de 44 mètres). Son système propulsif hybride repose sur trois moteurs ioniques complétés par des moteurs-fusées à ergols liquides brûlant des ergols hypergoliques. MTO doit servir de satellite relais mais permettra également de transporter des charges utiles secondaires vers Mars. Dans ce but il dispose de 13 ports (12 grands ports radiaux ESPA et un port frontal plus large) permettant d'emporter des sous-satellites ou des instruments scientifiques. Le port central pourra être utilisé pour transporter un petit atterrisseur martien[8],[9].
Configuration du réseau de télécommunications
modifierLa configuration précise du futur réseau de télécommunications martiens n'est pas figée courant 2026. L'engin spatial MTO développé par Blue Origin devrait être placé sur une orbite aréosynchrone (l'équivalent martien de l' orbite géosynchrone terrestre c'est à dire une position fixe au-dessus d'une hémisphère au niveau de l'équateur) à 16 000 km au-dessus de la surface. La couverture de la surface et de l'orbite martienne n'étant pas totale (régions polaires, hémisphère opposée à celle couverte), elle devra être complétée par des sous-satellites embarquant notamment le système radio Electra UHF utilisé par la flotte des sondes spatiales martiennes de la NASA et circulant sur des orbites basses[8].
Déploiement
modifierIl est prévu que le satellite MTN soit lancé en profitant de la fenêtre de lancement de 2028 pour permettre sa mise en œuvre en 2030[8].
Ancienne configuration de 2005
modifierIl était prévu en 2005 que MTO se place en orbite autour de Mars en 2010 et fonctionne durant 10 ans (mission primaire) en transmettant vers la Terre les données reçues des différents engins orbitant ou à la surface de Mars[1] :
- rovers ou atterrisseurs travaillant à la surface de Mars émettant en bande UHF (64 kbit/s) ou bande X avec une antenne directionnelle (jusqu'à 4 Mbit/s)
- petits atterrisseurs et aérobots en bande UHF (64 kbit/s)
- engins martiens durant les phases critiques de leur mission (descente ou remontée de la surface de Mars) en bande UHF ou bande X
La retransmission vers la Terre devait pouvoir se faire[1] :
- avec un émetteur radio classique utilisant une antenne grand gain en bande X (50 à 500 kbit/s) et en bande Ka (350 à 6000 kbit/s)
- de manière expérimentale par un système de télécommunication optique utilisant un laser
Le satellite d'une masse approximative de 1,5 tonne disposait d'une grande capacité de stockage des données (350 Gbits). L'énergie devait être fournie par des panneaux solaires orientables déployés en orbite d'une surface de 14 m2.
Les antennes de type moyen gain de l'émetteur/récepteur radio Electra UHF/X tourné vers Mars devaient être montées sur une plateforme orientable avec deux degrés de liberté. L'émetteur radio en bande Ka avait une puissance de 35 W. Un émetteur Ka expérimental de 100 W avait également été envisagé. L'émetteur en bande X avait une puissance de 15 W. Dans les deux cas les émissions radio devaient utiliser une antenne grand gain de 2,5 m de diamètre. Elles sont reçues sur Terre par les antennes paraboliques de 24 mètres de diamètre du Deep Space Network.
Le système de transmission optique devait utiliser un laser expérimental de 5 W associé à une optique dotée d'une ouverture de 30 centimètres. Les émissions devaient être captées par différents types de télescope à grande et moyenne ouverture ainsi que des réseaux de télescopes aux caractéristiques géographies et techniques variées pour évaluer cette nouvelle technologie[10].
Références
modifier- 1 2 3 (en) Julian C. Breidenthal, Charles D. Edwards, Edward Greenberg, Greg J. Kazz et Gary K. Noreen, « End-to-End Information System Concept for the Mars Telecommunications Orbiter », NASA/Jet Propulsion Laboratory, , p. 1-11
- ↑ Text of a Letter from the President to the Speaker of the House of Representatives July 15, 2005 | SpaceRef - Your Space Reference
- ↑ (en) NASA, « NASA MEPAG: Mars Science and Telecommunications Orbiter (DRAFT) »,
- ↑ (en) NASA, « Assessment of NASA's Mars Architecture 2007-2016 »,
- ↑ (en) Eric Berger, « One Mars spacecraft, two senators, and a cloud of questions », sur Ars Technica, (consulté le )
- ↑ (en) Eric Berger, « A non-public document reveals that science may not be prioritized on next Mars mission », sur Ars Technica,
- ↑ (en) Jessica Taveau, « NASA Selects Blue Origin as Mars Telecommunications Network Provider », sur NASA,
- 1 2 3 4 (es) Daniel Marin, « Blue Origin se va a Marte con la sonda retransmisora MTO », sur Eureka,
- ↑ (es) Daniel Marin, « MTO: el satélite de comunicaciones marciano de Blue Origin », sur Eureka,
- ↑ [PDF] (en) Townes, Stephen A. et al., « The Mars Laser Communication Demonstration » (consulté le )
