L'Agence spatiale européenne réduit la liste des candidats pour sa nouvelle mission scientifique

L’IASB obtient 2 sur 3

L'ESA, l'Agence spatiale européenne, a réduit la liste des candidats pour sa prochaine mission scientifique "moyenne" à trois finalistes : M-Matisse, Plasma Observatory et Theseus.

En décembre 2021, l'ESA a lancé un appel à propositions pour sa prochaine mission scientifique de taille moyenne, dont le lancement est prévu au milieu des années 2030.

Sur base des 27 propositions reçues, une évaluation scientifique et technique rigoureuse et indépendante a permis de réduire le nombre de ces propositions à cinq avant la fin de l'année 2022. En 2023, chacun de ces cinq concepts de mission a fait l'objet d'une "étude de phase 0" d'une durée d'un mois afin d'examiner de plus près leur faisabilité technique et programmatique.

Aujourd'hui, le comité du programme scientifique de l'ESA a approuvé une liste restreinte à trois candidats:

• M-Matisse est une mission de 2 satellites qui vise à étudier Mars afin de faire la lumière sur son habitabilité et son évolution ;
• Plasma Observatory est une mission de 7 satellites visant à explorer l'environnement plasmique autour de la Terre ;
• Theseus étudiera les événements à haute énergie et de courte durée dans le cosmos.

Ces trois missions candidates vont maintenant entrer dans une "étude de phase A" financée par l'ESA et ses États membres afin d'aboutir à une conception complète et détaillée. Pour chaque mission candidate, l'ESA demandera à deux consortiums industriels concurrents d'élaborer des plans de construction de l'engin spatial afin d'identifier l'approche la plus rentable.

Ensuite, une mission candidate sera sélectionnée pour être mise en œuvre d'ici à la mi-2026.

After that, one candidate mission will be selected for implementation by mid-2026.

Johan De Keyser, de l'Institut royal d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB), pousse un soupir de soulagement maintenant que cette décision est prise. "Nous étions impliqués dans 5 propositions sur les 27 initiales, et maintenant nous nous retrouvons avec 2 candidats sélectionnés sur 3 : M-Matisse et Plasma Observatory - un bon score !"

Ces sentiments positifs font suite à plusieurs candidatures infructueuses à d'autres missions scientifiques de l'ESA au cours des années précédentes, qui ont parfois même fait l'objet d'une étude de phase A, mais n'ont pas été sélectionnées pour le lancement.

M-Matisse: l'influence du vent solaire sur l'atmosphère, l'ionosphère et la magnétosphère de Mars

M-Matisse étudiera Mars à l'aide de deux vaisseaux spatiaux, chacun transportant un ensemble identique d'instruments pour observer Mars simultanément à partir de deux endroits différents dans l'espace. En particulier, M-Matisse mettra en lumière l'influence du vent solaire sur l'atmosphère, l'ionosphère et la magnétosphère de Mars.

La mission vise à étudier l'impact de ces interactions sur la basse atmosphère et la surface de Mars, un aspect essentiel pour comprendre l'habitabilité de la planète rouge, ainsi que l'évolution de son atmosphère et de son climat.

L’IASB fournira les assemblages de sondes électriques (un ensemble de deux pour chacun des deux engins spatiaux) dans le cadre de la suite d'instruments COMPASS, en collaboration avec des équipes de Suède, de France, d'Allemagne et de la République tchèque. "Nous avons été invités à participer en raison de notre expertise avec un instrument similaire que nous construisons actuellement pour la mission Comet Interceptor de l'ESA", explique Sylvain Ranvier, ingénieur en instrumentation à l’IASB.

"En collaboration avec notre équipe d'ingénierie mécanique et inspirés par nos collègues internationaux, nous avons mis au point un concept innovant qui combine un capteur de champ magnétique avec notre sonde de champ électrique - moins cher, plus léger et en fait encore meilleur que des capteurs séparés."

Si la mission est mise en œuvre, il s'agira du troisième instrument martien de l’IASB, après SPICAM sur Mars-Express et NOMAD sur ExoMars Trace Gas Orbiter.

Plasma Observatory: environnement de particules chargées électriquement (appelé plasma) autour de la Terre

Plasma Observatory est une mission composée de sept engins spatiaux (1 engin "mère" et 6 "filles") visant à étudier l'environnement des particules chargées électriquement (appelé plasma) autour de la Terre.

Il se concentrera sur deux questions :

• Comment les particules sont-elles énergisées dans les plasmas spatiaux ?
• Quels sont les processus qui dominent le transport de l'énergie et les interactions entre les différentes régions du système magnétosphérique terrestre ?

Plasma Observatory compléterait les missions actuelles et prévues de l'ESA qui étudient l'interaction Soleil-Terre, afin de nous aider à comprendre comment le vent solaire affecte notre planète et, en fin de compte, à protéger la vie et la technologie de ses effets.

La participation de l’IASB consiste ici à construire l'unité de traitement embarquée pour le spectromètre de masse ionique sur le vaisseau spatial mère, dans une équipe comprenant l'Italie, la France, la Hongrie et les États-Unis.

"Nous avons une certaine expérience de ce type de travail", explique Sophie Berkenbosch, ingénieur en électronique à l'IASB. "Ces dernières années, nous avons notamment travaillé avec la même équipe sur un spectromètre de vent solaire pour le candidat à la mission THOR, qui n'a finalement pas été retenu pour le vol. Et nous avons réalisé des unités de traitement, y compris des logiciels embarqués, pour plusieurs missions interplanétaires vers Vénus (SOIR Venus-Express) et Mars (NOMAD sur ExoMars Trace Gas Orbiter)".

Apprendre et améliorer la technologie au fur et à mesure que nous interagissons avec les industries

"Nous avons maintenant beaucoup de travail devant nous : nous devons préparer deux missions en même temps. Bien que nous soyons certains que l'une des deux ne volera jamais, ce travail n'est pas une perte de temps : pendant la conception d'un instrument, nous continuons d'apprendre et d'améliorer la technologie en interagissant également avec les industries qui nous aident à construire des prototypes d'instruments.

Mais bien sûr, nous espérons qu'en 2026, l'un d'entre eux sera sélectionné pour voler ! Johan De Keyser conclut. "Nous remercions tout particulièrement le Service Spatial de BELSPO, qui supervise la politique scientifique fédérale et représente la Belgique dans les organes de décision de l'ESA.

Pour aller plus loin:

Final three for ESA’s next medium science mission (ESA Science & Exploration website)

Contact

Johan De Keyser
Chef de la division "Physique spatiale" de l'IASB
Email: johan (dot) DeKeyser (at) aeronomie (dot) be