Programme Mariner - Définition

Introduction

Le programme Mariner est une série de missions spatiales de la NASA ayant pour objectif d'envoyer des sondes spatiales afin d'étudier les trois planètes les plus proches de la Terre, Mars, Vénus et Mercure. Programme ambitieux, il est à l'origine d'un certain nombre de premières dans le domaine de l'exploration spatiale et de l'astronomique :

• Premier survol d'une planète autre que la Terre.
• Premières images de Mars, Venus et Mercure.
• Première mise en orbite autour d'une planète autre que la Terre.
• Premières sondes en orbite autour de Mars et Mercure.
• Première manœuvre assistée par la gravitation.
• Première utilisation du principe de la voile solaire…

Sur les dix missions prévues, seulement sept furent des succès. Les trois autres furent perdues dans des incidents techniques peu après le décollage. Deux autres missions étaient prévues, Mariner 11 et 12, mais ces deux missions étaient si ambitieuses et demandaient tellement d'adaptations que la NASA décida de créer un sous-programme spécifique : le programme Mariner Jupiter-Saturn. Ce dernier fut renommé Voyager par la suite, et les sondes Mariner 11 et 12 devinrent ainsi Voyager 1 et 2.

Vue d'ensemble des sondes du programme Mariner

Principes de base du concept Mariner

Toutes les sondes Mariner sont basées sur un châssis octogonal en magnésium, contenant l'électronique de bord, sur lequel est fixé l'équipement tel que les systèmes de communication, les systèmes d'imagerie (appareils photos, caméras TV), la propulsion et les sources d'énergies. Le châssis est lui-même conçu pour recevoir huit modules standardisés, un par face, permettant d'héberger les appareils scientifiques et les batteries.

L'énergie est fournie par quatre panneaux solaires, sauf pour Mariner 10 et Mariner 1&2 qui n'en ont que deux. De plus, à l'exception des sondes Mariner 2 et 5, toutes sont équipées d'une caméra TV.

La navigation se fait selon 3 axes, alignés sur le Soleil et l'étoile Canopus (Alpha Carinae). Cette dernière étant la deuxième étoile la plus brillante du ciel nocturne, elle sert donc de repère fixe simple à retrouver. On retrouve cette méthode de navigation dans la majorité du programme spatial américain.

Enfin, bien que les sondes Mariner fussent conçues à l'origine pour être lancées grâce à la fusée Atlas-Centaur, les retards accumulés sur la conception de cette dernière obligèrent les ingénieurs à utiliser la fusée Atlas-Agena, moins puissante, pour les cinq premières missions. Mariner 1&2 dut même être amputée d'une partie de ses équipements scientifiques déjà montés pour réduire son poids.

Mariner 1 & 2

Ces dernières diffèrent des autres sondes Mariner en plusieurs points. Elles sont en fait dérivées des sondes Ranger 1 et Ranger 2. Le Programme Ranger et le Programme Mariner sont très liés dans leurs architectures, les premières sondes du Programme Ranger ayant servi de banc d'essai pour le concept Mariner. La réussite de la mission Mariner 2 permit de passer au stade suivant.

Techniquement, le châssis de la sonde est plus simple. C'est un hexagone, réduisant de fait le nombre de modules à six. De plus, il y a une structure sous le châssis, supportant l'antenne haut gain, celle-ci se repliant sous la sonde pour le lancement, et les panneaux solaires. Les réservoirs de carburant sont aussi montés à l'extérieur du châssis.

Évolutions du concept

Les premières sondes à reprendre la conception des Mariner furent Voyager 1 et 2. Bien que rattachées initialement au programme Mariner (Il s'agissait initialement des sondes Mariner 11 et 12), elles furent considérablement modifiées pour s'adapter aux contraintes de l'exploration des planètes Saturne et Jupiter (éloignement, faiblesse de l'éclairement solaire, vitesse nécessaire) et donnèrent naissance à un programme à part entière.

Plus tard, les orbiteurs du programme Viking utilisèrent une sonde de type Mariner 9 largement améliorée. Les sondes Magellan (étude de Vénus) et Galileo (étude de Jupiter) ont aussi comme base certaines parties du concept Mariner.

Plus récemment, une seconde génération de sondes de type Mariner, appelée Mariner Mark II, fut conçue, bien que le projet fut annulé pour raison budgétaire. Néanmoins, cette seconde génération a malgré tout servi comme base pour la sonde Cassini-Huygens, ou comme inspiration pour New Horizons.