Pénétrateur (astronautique)

Un pénétrateur dans le domaine de l'astronautique est un engin spatial destiné à pénétrer à grande vitesse dans le sol d'un corps céleste (planète, comète, astéroïde...) pour fournir des données scientifiques sur son environnement immédiat. Les pénétrateurs développés ou projetés sont toujours de taille réduite et sont largués à proximité de leur point d'arrivée par un vaisseau-mère (sonde spatiale) par ailleurs doté de sa propre mission et chargé de relayer vers la Terre les données collectées par le pénétrateur.

Caractéristiques techniques

Le pénétrateur largué depuis l'orbite par son vaisseau porteur arrive sur le sol à des vitesses pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres par seconde. Il est conçu pour pénétrer à une profondeur comprise selon le cas entre quelques décimètres et plusieurs mètres tout en restant fonctionnel. Les équipements et instruments doivent résister à des décélérations de plus de 500 fois l'accélération gravitationnelle terrestre. La technologie associée a été développée pour répondre à des besoins militaires. Pour amortir le choc on peut utiliser des structures déformables (par exemple structure en nid d'abeille ou réservoir de carburant sacrifiable), des cavités remplies de gaz ou fluide, des protubérances jouant le rôle d'amortisseur. Le pénétrateur peut être un ensemble scindable ou non. Lorsqu'il est scindable, l'avant-corps pénètre dans le sol tandis que la partie arrière reliée par un cordon pour l'énergie et le transport de données reste à la surface et assure entre autres la fonction de relais de télécommunications. Les projets développés utilisent des batteries donnant des durées de vie très variables de quelques jours à un an. L'instrumentation scientifique peut comprendre par exemple :

Sismomètre
Senseurs thermiques
Senseurs météorologiques
Analyseur d'échantillon (avec système de prélèvement)
Magnétomètre

Quelques projets et missions effectives

De nombreux projets de pénétrateurs ont été élaborés mais seuls deux ont été effectivement développés dans le cadre des missions Mars 96 et Mars Polar Lander. Ils ont malheureusement tous deux échoués à la suite d'une défaillance du vaisseau mère (cause à confirmer pour Mars Polar Lander). Le tableau suivant récapitule les caractéristiques de certains pénétrateurs développés ou projetés.

	Mars 96	Mars Polar Lander (Deep Space 2)	Lunar-A	CRAF
Agence spatiale	Roscosmos	NASA	JAXA	NASA
Lancement	1996	1999	Resté à l'état de projet	Annulé
Masse totale/pénétrateur	62,5/4,5 kg	3,6/2,4 kg	45/14 kg	18 kg
Freinage	bouclier, amortissement par un réservoir contenant des fluides	Bouclier	descente contrôlée	(Néant)
Vitesse d'impact	60 à 80 m/s	140 à 210 m/s	285 m/s	?
Profondeur pénétration	4 à 6 mètres	0,5 mètre	1 à 3 mètres	?
Durée de vie	1 année	1 à 3 jours	1 an	?
Corps céleste percuté	Mars	Mars	Lune	Comète : Kopff (Projet 1988) Tempel 2 (Par la suite)
Charge utile	Station météo, caméra sismomètre, magnétomètre instruments d'analyse chimique, physique et mécanique	Accéléromètre, analyse présence d'eau conductivité du sol	Sismomètre, accéléromètre mesure de la température et de la conductivité thermique	Instruments de collecte et d'analyse chimique d'échantillon Spectromètre à rayons gamma
Résultat	Échec	Échec	Annulé	Annulé

Galerie

Fonctionnement de DS2
Composants de DS2
Deep Space 2 avec son bouclier thermique

Notes et références

Références

Bibliographie

(en) Andrew J. Ball, James R.C. Garry, Ralph D. Lorenz et Viktor V. Kerzhanovichl, Planetary Landers and entry Probes, Cambridge University Press, 2007 (ISBN 978-0-521-12958-9)

Voir aussi

Articles connexes

Deep Space 2 pénétrateur développé par la NASA et embarqué à bord de la sonde Mars Polar Lander
Sonde spatiale

Lien externe

(en) Site officiel du projet Deep Space 2