Pour les articles homonymes, voirViking (homonymie).
| Organisation |  NASA |
|---|---|
| Domaine | Observation deMars |
| Lancement | |
| Lanceur | Titan IIICentaur |
| Fin de mission | |
| Identifiant COSPAR | 1975-075A |
| Site | Présentation |
| Masse au lancement | 883 kg |
|---|
| Orbite | Orbite centrée sur Mars depuis le |
|---|---|
| Périapside | 320 km |
| Apoapside | 56 000 km |
| Période de révolution | 26 h |
| Inclinaison | 39,3° |
| Excentricité | 0.882213138 |
Viking 1 est le nom de la première des deux sondes duprogramme Viking envoyées en1975. Il fut le deuxièmevaisseau interplanétaire (5 ans aprèsMars 3) à se poser surMars et à réussir sa mission[note 1]. Viking 1 détenait le record de la plus longue mission martienne avec 6 ans et 116 jours, depuis l'atterrissage, jusqu'à la fin de la mission (en temps terrestre), avant d'être battu par les robotsSpirit et Opportunity.
Viking 1 fut lancé duKennedy Space Center àCap Canaveral le par une fuséeTitan III équipée d'un étageCentaur. Il arriva près de Mars le. Dans un premier temps, l'allumage du moteur de Viking 1 pendant 38 minutes le plaça sur une orbite elliptique avec uneapoapside de 50 000 km et unpériapside de 15 000 km[1]. Puis le, l'orbite fut synchronisée avec le jour martien, avec une période de révolution de 24.66 heures, une apoapside de 33 000 km et un périapside de 1 513 km. Un atterrissage avait été envisagé pour le, pour le bicentenaire duJour de l'Indépendance, mais le, la NASA annonça un report pour choisir un site moins accidenté que le site initialement sélectionné[2]. Pendant le premier mois en orbite, Viking 1 fut utilisé exclusivement pour rechercher un site d'atterrissage sûr pour le module d'atterrissage de Viking 1. Dès que le module atterrit sur Mars, le, l'orbiteur entama une campagne de prises de vue systématiques de la surface martienne. L'orbite très elliptique du vaisseau orbital était particulièrement pratique pour étudier la surface, en alternant des moments de grande proximité (pour la vision des détails) et de grand éloignement (pour une vision d'ensemble)[3].
Après le lancement, Viking 1 entama une navigation spatiale de 10 mois pour rejoindre Mars. Viking 1 fut mis en orbite martienne le. Sa première orbite était de 1 513 × 33 000 km, avec une période de révolution de 24,66 h. Elle fut atteinte le. Cette orbite était destinée à assurer la certification du site d'atterrissage. Viking commença à transférer des images de Mars 5 jours après son insertion en orbite. Les images de sites candidats pour l'atterrissage permirent de choisir le plus approprié pour l'atterrissage, avec un léger délai par rapport aux prévisions initiales. Le module d'atterrissage fut séparé de l'orbiteur le à8 h 51.
Une mission complémentaire commença le après une conjonction solaire. Cette mission prévoyait l'approche dePhobos en. Lepériapside fut réduit à 300 km en, suivi par des modifications mineures de l'orbite. Le module orbital de Viking 1 avait épuisé la majeure partie de son carburant pour les propulseurs de contrôle d'altitude et fut placé en orbite de stockage afin de retarder au maximum sa chute sur Mars. Le programme de Viking 1 Orbiteur fut clos le après 1 485révolutions autour deMars.
Le, l'orbite de Viking 1 fut modifiée pour permettre un survol dePhobos, la plus grande des lunes martiennes. Au plus près, le vaisseau orbital de Viking 1 survolaPhobos à 90 km de sa surface. Le, lepériapside de l'orbiteur fut diminué de 300 km par rapport à la surface martienne. Avec cepériapside bas, la résolution des instruments de mesure sur la surface permettait d'observer des objets de20 mètres. Au début des années 1980, l'orbiteur Viking 1 avait pris plus de 30 000 photographies de la planète et était toujours opérationnel[4].
| Date | Révolution | Événement |
|---|---|---|
| 0 | Insertion en orbite de Viking-1 autour de Mars (période de 46,2 heures) | |
| 2 | Modification de l'orbite pour aligner la période orbitale avec le jour martien (24h 39 minutes) | |
| 19 | Modification de l'orbite pour permettre l'étude de nouveaux sites d'atterrissage | |
| 24 | Modification de l'orbite pour permettre l'atterrissage du module martien | |
| 30 | Largage de l'atterrisseur et atterrissage à 1153:06 UTC (MSD 36455 18:40 AMT, 14 Mina 195Darien) | |
| 43 | Ajustement orbital mineur pour assurer la synchronisation avec VL-1 | |
| 43 | Insertion en orbite autour de Mars de Viking-2 | |
| 43 | Modification de l'orbite de Viking-2 pour préparer l'atterrissage | |
| 75 | Atterrissage de VL-2 à 22h58 UTC (MSD 36500 00:34 AMT, 3 Mesha 195Darien) | |
| 82 | Diminution de la période orbitale pour se déplacer vers l'est | |
| 92 | Ajustement orbital pour assurer la synchronisation avec VL-2 | |
| 96 | Orbite synchronisée avec VL-2 | |
| 213 | Modification de lapériode orbitale pour approcherPhobos | |
| 227 | Synchronisation de l'orbite avec la période dePhobos | |
| 235 | Correction en vue d'une synchronisation précise avecPhobos | |
| 263 | Réduction dupériapside de 300 km | |
| 278 | Ajustement de la période orbitale à 23,5 heures | |
| 331 | Petites manœuvres d'évitement dePhobos | |
| 379 | Ajustement de la période orbitale sur 24 heures | |
| 898 | Ajustement de la période orbitale à 24,85 heures, début d'un survol lent de la planète | |
| 1061 | Ajustement de la période orbitale sur 25 heures, accélération de la vitesse de survol | |
| 1120 | Périapside porté à 357 km, ajustement de la période orbitale sur 24,8 heures pour réduire la vitesse de survol | |
| 1485 | Déplacement de VO-1 sur l'orbite cimetière puis désactivation définitive après épuisement du carburant |
Le programme Viking prévoyait une exploration intensive des deux lunes martiennes,Phobos etDeimos.
Viking 1 travailla plus spécifiquement surPhobos. Le, son orbite fut modifiée pour permettre un survol dePhobos, la plus grande des lunes martiennes. Au plus près, le module orbital de Viking 1 survolaPhobos à seulement 90 km de distance de sa surface[5].
Les images spectaculaires en haute résolution, fournies par la sonde, furent les premières jamais obtenues sur un corps satellisé dusystème solaire. Les données fournies permirent d'obtenir des informations sur la morphologie de la surface, et sur les propriétés physiques et dynamiques de cette lune. Il fut découvert quePhobos était plus petit que ce qu'avait laissé croire la sondeMariner 9 (5 200 km3 contre 5 700 km3 précédemment évalués)[6].
L'orbiteur Viking obtint également des images de l'ombre portée surMars par son satellite. Ces images furent utilisées pour connaitre la position précise du module d'atterrissage Viking 1. Elles furent également employées pour améliorer la précision des coordonnées géographiques des cartes martiennes.
Le, au cours de sa35e orbite, l'orbiteur Viking 1 survoleMars autour de41° de latitude nord. C'est lors de ce passage qu'est pris le fameux cliché du siteCydonia Mensae dit le « Visage de Mars ». À l'époque, certains ont cru y déceler une structure artificielle. Depuis, de nouvelles photos du visage prises par la sondeMars Global Surveyor, avec une résolution bien supérieure, ont montré qu'il s'agissait simplement d'une colline érodée.
C'est sur le cliché 35A72, d'une résolution de47 mètres/pixel, qu'on peut observer cette butte de terre qui ressemble étrangement à un visage humain. L'image est jugée suffisamment intéressante pour que leJet Propulsion Laboratory décide de la rendre publique au cours d'une conférence de presse le. À l'époque, il ne fait guère de doute pour les responsables de l'imagerie du programme Viking qu'il s'agit d'un caprice de la nature : une colline qui, photographiée sous un angle particulier, et avec une lumière rasante (le cliché est pris à18 h, heure locale) prend une apparence de visage humain par le jeu des ombres. Pour les responsables de la mission, le cliché est donc anecdotique et à ranger au rang des innombrables illusions que les appareils scientifiques produisent régulièrement[7],[8].
Initialement, l'atterrissage surMars était prévu pour le, date du Bicentenaire duJour de l'Indépendance (États-Unis), mais l'observation de la surface depuis l'orbite, par la sonde, démontra que le site initialement choisi était trop accidenté pour un atterrissage sûr. Finalement, la procédure de descente fut reportée au[2]. Le Viking Lander 1 quitta l'orbite à 8h51 et se posa à 11h53:06. C'était le premier atterrissage sur Mars d'un vaisseau desÉtats-Unis d'Amérique.
Au moment de la séparation, le module d'atterrissage survolait Mars à environ4 km/s. Les rétro-fusées du bouclier de protection furent allumées pour entamer le désorbitage. Après quelques heures, à 300 km d'altitude, le module d'atterrissage fut réorienté en vue de larentrée atmosphérique. Le bouclier assura un freinage par frottement sur les couches atmosphériques.Pendant cette phase de descente, des expériences étaient menées, utilisant lespectromètre de masse, les capteurs de pression de température, et de densité atmosphérique[9].
À 6 km d'altitude, avec un taux de descente de250 m/s, les parachutes de16 mètres de diamètre furent déployés. Sept secondes plus tard, le bouclier était éjecté, et 8 secondes après, les trois jambes de l'atterrisseur déployées. En 45 secondes, le parachute avait réduit la vitesse de descente à60 m/s. À 1,5 km d'altitude, les rétrofusées étaient allumées, et 40 secondes plus tard, à une vitesse de descente de2,4 m/s, le module se posait de manière assez douce, notamment grâce auxnids d'abeilles en aluminium installés sur les jambes afin d'amortir le choc[9].
Viking 1 s'était posé dans l'ouest deChryse Planitia sur le point decoordonnées planétographiques22,697° N,311,778° E[10], avec une altitude de référence de −2,69 km. Environ 22 kg de propulseurs restaient en réserve au moment de l'atterrissage.
La première transmission d'image depuis la surface débuta 25 secondes après l'atterrissage et prit 4 minutes. Le module d'atterrissage mit à profit ce délai pour activer ses systèmes : il sortit l'antenne à haut-gain et l'orienta en direction de la Terre pour communiquer directement. Il déploya également les capteurs de lastation météorologique. Durant les 7 minutes suivantes, une seconde image fut prise montrant une scène panoramique à300°[11].
Le jour suivant l'atterrissage, une première image en couleur de la surface de Mars fut prise et a été diffusée à la Presse : leciel martien apparaît d'un bleu plus pâle que celui de la Terre du fait de la faibledensité de l'atmosphère. Pensant à une erreur decalibrage de la caméra, laNASA l'a retraitée[12], et le ciel apparaît dorénavant comme légèrement rosé, tout comme lapoussière. Lesismomètre embarqué ne peut être activé car les opérateurs ne parviennent pas à débloquer le verrou qui protège sa partie mobile des vibrations durant le vol : ce sismomètre sera le seul instrument non opérationnel de tout leprogramme Viking. En ce qui concerne le bras robotisé une goupille coincée empêche temporairement le déploiement de ce dernier. Il fallut 5 jours pour dégager le bras et lui rendre sa mobilité. Malgré ces difficultés, toutes les expériences fonctionnèrent selon les plans initialement prévus.
Le module fonctionna pendant 2245 sols (noms des jours martiens, lire aussiMesure du temps sur Mars) ce qui représente 2306 jours terrestres ou encore 6 ans. Début 1982, il fonctionnait toujours, mais les batteries commençaient à donner des signes de faiblesse et les experts techniques et informatiques du JPL mettent au point un protocole de réinitialisation et mise à jour du logiciel d'auto régénération des batteries. Une première commande en ce sens est envoyée courant 1982, puis reçue et traitée avec succès par Viking 1 mais les batteries se déchargent de nouveau très vite, bien que l'atterrisseur continue d'envoyer des données à la Terre. Lorsque le, une nouvelle commande fut envoyée depuis la Terre, celle-ci et eut pour conséquence une perte de contact. La commande fautive avait pour objectif de télécharger une nouvelle mise à jour de ce même programme de gestion du chargement de la batterie. Après enquête, il est apparu que cette commande erronée a eu pour conséquence d'écraser par mégarde les données utilisées par le logiciel de pointage d'antenne. Les tentatives menées pour contacter le module pendant les 4 mois qui suivirent, en présumant de la dernière position connue de l'antenne, échouèrent. Néanmoins, les techniciens ont pensé que le Viking a fonctionné encore quelques jours, voire quelques semaines après cette coupure et ils ont estimé que l'antenne ainsi déréglée a continué à chercher anarchiquement un pointage vers la Terre jusqu'à épuisement et qu'il se pouvait qu'elle pointe "par hasard" vers la Terre mais pas nécessairement dans les moments où la bande passante duDeep Space Network était disponible pour communiquer avec Viking 1. Le programme Viking constate officiellement l'échec de ces tentatives de reprise de contact ainsi que la perte du dernier des éléments Viking en se terminant le[13].
Le site d'atterrissage de Viking 1 se trouve à 6 725 km deViking 2, à 2 215 km du siteCydonia Mensae (lieu-ditle visage de Mars), 4 655 km du volcan ditMont Olympus, 6 195 km du lieu-ditCité des Inca[note 2], 6 935 km deMars 2, 7 085 km deMars 3, 3 070 km deMars 6.
Par rapport aux missions récentes, il se situe à 7 350 km deMars Polar Lander, 835 km de la sondeMars Pathfinder, et 7 620 km de la sondeDeep Space 2[14].
Position de Viking 1 par rapport aux autressondes spatiales ayant atterri sur Mars.
Le, l'orbiteur Viking 1 ne possédait plus suffisamment de réserves de propulseurs pour contrôler son altitude. Son orbite fut modifiée de 357 × 33 943 km à 320 × 56 000 km pour différer autant que possible une chute surMars avec ses conséquences en matière de contamination. La chute devrait intervenir vers 2019[15].
Le module d'atterrissage Viking 1 fut baptisé en du nom deStation historique Thomas Mutch[note 3] en l'honneur du responsable de l'équipe d'imagerie de Viking.En 2006, le module d'atterrissage de Viking 1 a été photographié sur la surface de Mars par la sondeMars Reconnaissance Orbiter[16].
À eux deux, les orbiteurs Viking ont réalisé des clichés haute résolution de la totalité de laplanète Mars. Ces images sont toutes disponibles dans le domaine public et sont restés longtemps une référence. L'orbiteur Viking 1 a également mené une mission de photographie détaillée dePhobos. Initialement, la mission Viking prévoyait que les atterrisseurs fonctionneraient 90 jours après leur arrivée sur le sol de Mars. L'orbiteur Viking 1 dépassa cette prévision de 4 ans[17] ! Bien que les deux vaisseaux fussent exactement identiques, le module d'atterrissage de Viking 1 a mené la plus longue des missions au sol du programme et a fonctionné au-delà des prévisions prévues par ses concepteurs en continuant à fournir des données météorologiques jusqu'en. Les analyses du sol menées par la sonde ont fourni des informations riches sur sa composition mais n'ont pas permis de trancher la question de l'existence ou non de vie carbonée surMars.
Les rochers de tailles variables sont répartis un peu partout. Un rocher plus gros que les autres (approximativement de la taille d'une table) est visible. Il a été nomméBig Joe. Certains blocs présentent des traces d'érosion due au vent[18]. Il y a plusieurs petites dunes de sable en mouvement. Le vent souffle de manière régulière à7 mètres par seconde. Il semblerait qu'une croute dure, semblable à un dépôt, recouvre le sol. Elle est semblable aux dépôts de carbonates de calcium (le Caliche), qui sont fréquents dans le Sud-Ouest américain. Ce type de croûtes est formé par des solutions minérales qui migrent dans le sol, et s'évaporent lorsqu'elles parviennent à la surface[19].
Le sol ressemble à ceux produits par l'altération des laves basaltiques. Les échantillons de sol testés recelaient dusilicium en abondance, ainsi que dufer, avec des quantités significatives demagnésium, d'aluminium, desoufre, decalcium et detitane. Des traces destrontium et d'yttrium furent détectées. La quantité depotassium mesurée était 5 fois plus faible que celle rencontrée sur la croute terrestre. Quelques composés chimiques du sol étudié contenaient dusoufre et duchlore, ce qui ressemble aux résidus rencontrés après l'évaporation d'eau de mer. Lesoufre était plus concentré en surface du sol et diffus dans les couches inférieures. Lesoufre pourrait aussi être présent sous forme de composant dans dessulfates desodium, demagnésium, decalcium ou defer. Il est aussi possible que dessulfites de fer existent[20]. Les robotsSpirit etOpportunity ont d'ailleurs trouvé tous les deux dessulfates surMars[21].
Viking devait réaliser des expériences biologiques dont la finalité était de rechercher la vie surMars. Les trois systèmes utilisés pour les expérimentations pesaient 15,5 kg.Aucun composé organique chimique ne fut trouvé dans le sol. Néanmoins, on sait maintenant que des zones sèches de l'Antarctique ne contiennent pas d'organismes détectables, alors que l'on sait qu'il en existe dans les rochers. Viking aurait donc très bien pu mener ses expériences au mauvais endroit[22].Ainsi les peroxydes qui peuvent oxyder les composés chimiques organiques[Quoi ?][23].Récemment[Quand ?], le vaisseau Phœnix a découvert desperchlorates dans le sol martien. Leperchlorate est un oxydant puissant et il pourrait être responsable de la destruction de la vie organique sur la surface martienne. Il est très probable que s'il existe une forme de vie carbonée à la surface deMars, elle ne se trouvera pas sur la surface du sol.
Depuis 2018, c'est l'atterrisseurViking 1 qui définit lepremier méridien de Mars en ayant unelongitude officiellement assignée de 47,951 37 degrés ouest[24].
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