La NASA a lancé une sonde à 327 millions de dollars en 1998 : ce qui l’a détruite n’était ni une panne ni un astéroïde
Le 23 septembre 1999, une sonde de la NASA approche Mars après neuf mois et demi de voyage. Les ingénieurs attendent un signal radio confirmant sa mise en orbite. Il ne viendra jamais.
À retenir
- Le programme Mars Surveyor 98 (Mars Climate Orbiter + Mars Polar Lander) coûte 327,6 millions de dollars.
- La sonde devait s’insérer à 226 km d’altitude ; elle est passée à 57 km, dans une atmosphère bien trop dense.
- La cause : un logiciel calculait en livres-force par seconde, un autre attendait des newtons-secondes, un facteur d’erreur de 4,45.
Une sonde née d’un échec encore plus coûteux
En 1992, la NASA lance Mars Observer, sa mission martienne la plus chère à l’époque. Trois jours avant son insertion en orbite, le contact est perdu. La sonde, évaluée à 813 millions de dollars, disparaît sans avoir rien accompli.
Ce fiasco pousse l’agence à changer complètement de stratégie. Naît alors la doctrine « better, faster, cheaper » : plutôt qu’une sonde géante tous les dix ans, plusieurs sondes modestes à chaque fenêtre de lancement vers Mars, environ tous les deux ans.
La NASA confie la construction à Lockheed Martin Astronautics, dans le Colorado. Les deux premières missions de ce programme, lancées en 1996, sont des succès retentissants : Mars Pathfinder pose le petit robot Sojourner à la surface, et Mars Global Surveyor enverra des données pendant neuf ans.
Fort de ce succès, le programme prévoit pour 1998 deux nouvelles sondes jumelles : un orbiteur météo et un atterrisseur polaire. Leur budget cumulé s’élève à 327,6 millions de dollars, dont 193 millions pour le développement et 91,7 millions pour le seul lancement.
Mars Climate Orbiter, l’orbiteur du duo, doit étudier la distribution de l’eau sur Mars et reconstituer les changements climatiques passés de la planète. Elle embarque une caméra couleur et un radiomètre infrarouge, tous deux hérités de la mission Mars Observer perdue six ans plus tôt.
Mais avant même d’atteindre son orbite de travail, la sonde va devoir traverser une phase technique délicate : l’aérofreinage.
Le dernier signal qui n’est jamais arrivé
La sonde décolle le 11 décembre 1998 depuis Cape Canaveral, à bord d’une fusée Delta II 7425. Son trajet vers Mars dure environ neuf mois et demi.
Durant ce transit, quatre corrections de trajectoire sont programmées. Chacune ajuste légèrement la course de la sonde vers sa cible finale, une orbite prévue à 226 km d’altitude au-dessus de la surface martienne.
Une semaine avant l’insertion, l’équipe de navigation constate une anomalie : l’altitude d’arrivée calculée semble bien plus basse que prévu, entre 150 et 170 km. Vingt-quatre heures avant la manœuvre, les calculs indiquent même 110 km.
Le 23 septembre 1999 à 9h49 UT, le moteur principal s’allume comme prévu pour la manœuvre d’insertion. Cinq minutes plus tard, la sonde passe derrière Mars, coupant les communications, comme le veut le protocole.
Elle devait réapparaître vingt minutes plus tard de l’autre côté de la planète et transmettre un signal. Ce signal n’arrivera jamais. Au sol, certains ingénieurs espèrent encore une panne de communication réparable.
En recalculant la trajectoire réelle, les équipes du JPL comprennent l’ampleur du problème : la sonde n’est pas passée à 110 km, mais à seulement 57 km de la surface. À cette altitude, à environ 6 km par seconde, l’atmosphère martienne est devenue un mur.
Sous 98 km d’altitude, l’échauffement par frottement a probablement mis hors service plusieurs équipements. À 85 km, le système d’orientation ne pouvait plus compenser la traînée atmosphérique. Les panneaux solaires se sont détachés, et la structure s’est vraisemblablement désintégrée.
Comment une agence aussi rigoureuse que la NASA a-t-elle pu envoyer une sonde à 327 millions de dollars droit vers sa destruction ?
Un facteur 4,45 qui a tout décidé
La commission d’enquête rend ses premières conclusions dès le 29 octobre 1999, un mois à peine après la perte de la sonde. La cause n’a rien d’un astéroïde ni d’une défaillance mécanique classique.
Un logiciel développé par Lockheed Martin, chargé de calculer la poussée des micro-propulseurs, produisait ses résultats en livres-force par seconde, une unité de mesure anglo-saxonne. Le logiciel de navigation du JPL, lui, attendait ces mêmes données en newtons-secondes, l’unité du système international prévue par le contrat.
L’écart entre les deux unités représente un facteur 4,45. Chaque petite correction de trajectoire effectuée pendant les neuf mois de voyage, calculée à partir de ces données faussées, a donc rapproché la sonde de Mars un peu plus que prévu.
Le plus troublant : au moins deux navigateurs avaient remarqué l’anomalie avant l’insertion en orbite. Leurs doutes ont été écartés parce qu’ils n’avaient pas rempli le formulaire officiel requis pour documenter une préoccupation technique.
Une cinquième correction de trajectoire, qui aurait pu rattraper l’erreur, était prévue le 20 septembre. Elle n’a finalement pas été réalisée, les responsables jugeant la marge encore acceptable.
Quelques mois plus tard, en décembre 1999, sa sonde jumelle Mars Polar Lander est également perdue, pour une cause différente. La commission d’enquête pointera aussi un sous-financement du programme, évalué à environ 30% en dessous des besoins réels.
La NASA n’a jamais rejeté la faute sur Lockheed Martin. Ses responsables ont reconnu que l’agence elle-même aurait dû détecter cette incohérence d’unités bien avant l’insertion en orbite.
Aujourd’hui, des copies des deux instruments scientifiques perdus volent à bord de Mars Reconnaissance Orbiter. La politique des missions à coût modéré, elle, n’a jamais été abandonnée malgré cet épisode.
Un simple oubli de conversion d’unités a suffi à réduire en poussière neuf mois de vol et 327 millions de dollars. Combien d’autres projets, aujourd’hui, reposent sur une hypothèse aussi silencieuse ?