ESA et NASA valident le design de l'Orbiteur de Retour Terrestre d'Airbus pour le retour d'échantillons Mars

Le 15 juin, Airbus (Toulouse, France) a rapporté que la mission satellite Earth Return Orbiter (ERO) a passé la revue de conception préliminaire (PDR) avec l'Agence Spatiale Européenne (ESA) et avec la participation de NASA. L'ERO est la phase suivante après le lancement réussi du rover Perseverance en février 2021 et la mission Sample Retrieval Lander pour ramener les premiers échantillons de Mars sur Terre. Airbus a confirmé qu'une majorité de la structure de l'ERO utilisera des matériaux composites, principalement des « sandwichs à base de nid d'abeille aluminium et peaux fibres de carbone » excepté les panneaux radiateurs, caloducs et pièces devant résister aux forces mécaniques les plus élevées.

Avec les spécifications techniques et designs validés, des fournisseurs de huit pays européens sont à bord pour presque tous les composants et sous-ensembles. Le développement et les tests d'équipements et sous-systèmes peuvent maintenant démarrer pour assurer que la mission avance selon le calendrier.

« Cette PDR a été gérée et close en un temps record de moins d'un an, une réalisation incroyable compte tenu de la complexité de la mission », déclare Andreas Hammer, responsable Exploration Spatiale chez Airbus. « Toute l'équipe ERO, incluant fournisseurs et agences, s'est vraiment mobilisée et nous sommes sur la bonne voie pour une livraison en 2025 — seulement cinq ans et demi après avoir été sélectionné comme maître d'œuvre principal. »

La prochaine étape pour l'ERO sera la Revue de Conception Critique, indique Airbus, qui aura lieu dans deux ans, après quoi la production et l'assemblage démarreront pour sécuriser la livraison du vaisseau spatial complet en 2025. Après lancement en 2026 sur un lanceur Ariane 64, le satellite entamera une mission de cinq ans vers Mars, agissant comme relais de communication avec les missions de surface (incluant Perseverance et Sample Fetch Rovers (SFR), aussi conçus et construits par Airbus), effectuant un rendez-vous avec les échantillons en orbite et les ramenant sainement sur Terre.

Le vaisseau spatial ERO de sept tonnes, haut de sept mètres, équipé de panneaux solaires de 144 m² avec une envergure de plus de 40 mètres — qu'Airbus revendique être les plus grands jamais construits — mettra environ un an pour atteindre Mars. Il utilisera un système de propulsion hybride mass-efficient combinant propulsion électrique pour les phases de croisière et de descente spirale et propulsion chimique pour l'insertion en orbite martienne. À l'arrivée, il fournira une couverture de communications pour le rover NASA Perseverance et les missions Sample Retrieval Lander (SRL), deux parties essentielles de la campagne Mars Sample Return.

Pour la seconde partie de sa mission, l'ERO devra détecter, rendez-vous avec et capturer un objet de taille basket-ball appelé Orbiting Sample (OS), qui abrite les tubes d'échantillons collectés par le SFR. Une fois capturé, l'OS sera bio-scellé dans un système de confinement secondaire et placé à l'intérieur du Earth Entry Vehicle (EEV), un troisième système de confinement pour assurer que les échantillons atteignent la surface terrestre intacts.

Il faudra encore un an à l'ERO pour retourner sur Terre, où il enverra l'EEV sur une trajectoire de précision vers un site d'atterrissage prédéfini, avant de s'insérer lui-même en orbite stable autour du soleil.

Airbus indique avoir la responsabilité globale de la mission ERO, développant le vaisseau spatial à Toulouse, France et conduisant l'analyse de mission à Stevenage, Royaume-Uni. Le fabricant aérospatial Thales Alenia Space (Cannes, France) aura aussi un rôle important, assemblant le vaisseau spatial, développant le système de communication et fournissant le Module d'Insertion Orbite depuis son usine de Turin, Italie. Airbus indique que d'autres fournisseurs viennent d'Allemagne, France, Royaume-Uni, Italie, Espagne, Norvège, Danemark et Pays-Bas.

Airbus dit que le développement et la conception record pour ERO n'ont été possibles que grâce à la décision de l'entreprise de s'appuyer sur des technologies déjà matures et éprouvées, au lieu de développer de nouvelles technologies risquant des retards. Les technologies éprouvées d'Airbus incluent des décennies d'expérience en propulsion plasma (électrique), acquise via le maintien de station et opérations en orbite de satellites télécoms tout électriques, ainsi que son expertise sur grands panneaux solaires (télécoms et missions exploration, incluant JUICE, dits être les plus grands panneaux solaires pour mission interplanétaire jusqu'à ERO) et missions planétaires complexes comme BepiColombo, lancé en 2018. Airbus exploitera aussi son avance technologique en navigation visuelle (RemoveDEBRIS, ravitaillement air-air automatique), expertise en navigation autonome (Rosalind Franklin et SFR) et expertise en rendez-vous et amarrage construite sur des décennies, utilisant les technologies du réussi ATV (Automated Transfer Vehicle) et développements récents de JUICE, première mission européenne vers Jupiter.