Après près de sept mois de vol, le rover américain Perseverance et le drone Ingenuity a atterri sur Mars Quelles choses intéressantes feront-ils à la surface de la planète rouge ?
Les premières émotions associées à l'atterrissage du rover Persévérance sont déjà là calmé il est temps de prendre connaissance du projet de son séjour pour les mois à venir, et à plus long terme, peut-être plusieurs années. Examinons donc de plus près le site d'atterrissage et l'itinéraire que le rover suivra à la recherche de traces de vie martienne, et découvrons quelles tâches il effectuera.
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Rover de persévérance
Bien qu'il puisse sembler que les rovers ne sont pas nouveaux, Perseverance n'est en fait que le cinquième rover de l'histoire de la planète rouge. Sojourner avait l'habitude d'y atterrir, OppoUnité, Esprit et Curiosité. Ça y est.
Jusqu'à présent, le seul pays qui a réussi à livrer un rover fonctionnel sur Mars était les États-Unis. Cependant, cela pourrait changer rapidement, car le 10 février, la première sonde martienne chinoise, Tianwen-1, est entrée en orbite autour de la planète rouge. A son bord se trouve (bien sûr) le premier rover chinois, qui dans environ trois mois s'en détachera et tentera d'atterrir à la surface de la planète. S'il réussit, la Chine deviendra seulement le deuxième pays de l'histoire à envoyer un robot à la surface de Mars.
Mais aujourd'hui, notre histoire concerne le rover Persévérance, qui est l'appareil le plus grand (3 × 3 × 2 m) et le plus avancé à avoir jamais atteint la surface de Mars. À bien des égards, l'appareil ressemble à son prédécesseur - Curiosity. Cependant, il est plus massif et bien mieux équipé. Il y a de la place à bord pour jusqu'à 23 caméras, deux microphones, un bras manipulateur robotique spécialisé de deux mètres de long et sept instruments scientifiques. L'ensemble de l'appareil pèse environ 1 tonne. Le rover sera alimenté par le générateur MMRTG, dont la source d'énergie est de 5 kg de plutonium-238.
L'appareil pourra se déplacer à une vitesse allant jusqu'à 152 mètres par heure. Bien que ce rythme ne soit pas impressionnant sur Terre, sur Mars, cela en ferait le véhicule le plus rapide de l'histoire. Grâce à cela, dans les prochaines années, le rover pourra explorer l'ancien delta du fleuve, puis le fond du cratère, et enfin son rebord. Plus à ce sujet ci-dessous.
Persévérance dispose également d'une perceuse avancée à bord qui non seulement forera dans une variété de roches, mais pourra également en prélever des échantillons, les emballer dans des flacons en titane spéciaux, les sceller hermétiquement et les laisser à la surface de la planète. Il y a 43 flacons de ce type à bord.
Dans le cadre de la prochaine mission, dont le lancement est prévu en 2026, un autre rover collectera tous les échantillons, pesant au total environ 0,5 kg, qui restent de Perseverance, les livrera dans un conteneur d'une petite fusée, qui, à son tour , les livrera en orbite autour de Mars . Là, la sonde spatiale européenne attendra le conteneur et le livrera sur Terre après avoir récupéré le paquet d'échantillons. Ce sera la première mission à livrer des échantillons de sol d'une autre planète à la Terre. Cependant, nous devrons attendre longtemps cet événement. Les scientifiques suggèrent que les échantillons pourraient être renvoyés sur Terre vers 2031.
En raison de la possibilité de détecter des traces d'une vie passée, les flacons d'échantillons sont complètement stériles et constitués de composants purs. Ce n'est qu'ainsi que les scientifiques seront sûrs que les traces potentielles de vie dans la fiole proviennent bien de Mars, et que le rover ne les a pas capturées depuis la Terre. Perseverance est un astrobiologiste automatisé envoyé de la Terre vers Mars, selon les ingénieurs de l'équipe de la mission.
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Plus de détails sur le site d'atterrissage de Perseverance
Il y a beaucoup de choses intéressantes ici depuis le tout début. Mars rover à son sommeil profond Opportunité a surmonté une vallée martienne appelée… Persévérance. La similitude des noms ne signifie cependant pas que le rover Persévérance explorera ce domaine particulier. En pratique, les rovers sur Mars ont atterri à des endroits très différents. Perseverance est le plus proche du site d'atterrissage du module européen Beagle 2, qui a atteint la surface de Mars en 2003 mais a mal fonctionné et n'a jamais établi de contact. Mais il est douteux que dans un avenir proche un nouveau rover puisse atteindre et étudier les restes du groupe de débarquement européen. Après tout, c'est plusieurs centaines de kilomètres.
La carte ci-dessous, que vous connaissez peut-être déjà, montre les sites d'atterrissage de toutes les missions martiennes. Vous pouvez voir que ce sont des endroits le long de l'équateur de la planète qui sont légèrement au nord ou au sud. Le site d'atterrissage choisi pour la mission Persévérance est considéré comme l'un des plus intéressants de la planète.
Le rover a atterri dans le delta préhistorique (âgé de près de 3 à 4 millions d'années) de la rivière qui se jetait dans le lac, remplissant le cratère du lac. C'est cet "estuaire", et en fait ses vestiges, que sera exploré Persévérance, qui, d'une certaine manière, partira "en amont".
Regardons le site d'atterrissage dans une perspective plus large. Crater Lake est situé à la jonction de plusieurs régions. Un grand bassin de choc, une zone montagneuse et un lieu autrefois volcaniquement actif. L'échelle et les légendes sont présentées sur une photographie prise à partir du vaisseau spatial européen Mars Express. L'encart montre un gros plan du cratère et le site d'atterrissage approximatif du rover.
La deuxième photo du cratère est tournée de 90 degrés par rapport aux autres photos que nous vous montrons, mais c'est un anaglyphe en 3D, donc si vous avez ce type de lunettes, vous pouvez découvrir au moins un peu la troisième dimension sur Mars.
Basé sur des photographies de la NASA et de l'ESA, en collaboration avec JPL et DLR a été créé carte interactive, qui nous montre le cratère Jezero, ses environs et les endroits les plus intéressants sous forme d'images en trois dimensions.
La carte comporte plusieurs couches d'informations. Par exemple, vous pouvez visualiser le niveau d'un lac à un moment où il peut atteindre jusqu'à 250 mètres de profondeur. Les courbes de niveau facilitent l'orientation en altitude, mais vous pouvez les désactiver si elles vous dérangent. Les images peuvent être agrandies et dézoomées.
Des "ballons" montrent les endroits les plus intéressants du point de vue de la recherche, mais tous ne seront pas visités par Persévérance. La carte montre à la fois le delta par lequel l'eau s'écoulait dans le lac et le canal de drainage (à droite). La conclusion est qu'il ne s'agissait pas d'un réservoir d'eau stagnante, la région est donc un bon endroit pour rechercher des traces de vie passée.
Itinéraire prévu de Persévérance
L'itinéraire du rover lui-même peut changer en fonction des résultats des études précédentes. Si l'analyse des sédiments dans le cratère lui-même s'avère particulièrement intéressante, le rover y restera plus longtemps. Cependant, l'itinéraire de voyage prévu, choisi sur la base d'une analyse minutieuse des photographies prises depuis l'orbite, est tel qu'illustré dans la figure ci-dessous.
La mosaïque de photos a été réalisée à l'aide des caméras sondes MRO. Le cratère Belva, visible près du centre, a un diamètre de 1 kilomètre. On sait déjà que le rover explorera le delta de la rivière préhistorique Neretva, l'une des deux qui se sont probablement jetées dans le lac de cratère. Comme vous l'avez peut-être remarqué, les noms des lieux de cette zone de Mars sont liés aux lieux sur Terre qui se trouvent en Europe, en Bosnie-Herzégovine (Jezero, le fleuve du même nom).
L'itinéraire prévu par Persévérance (surligné en vert) vise à explorer une grande variété de vestiges d'un ancien lac, ainsi que des traces de vie passée, au moins une de forme microbienne. Ces microbes peuvent survivre dans un environnement très hostile, donc même si Mars n'a jamais été un paradis, au moins cette forme de vie pourrait l'habiter.
Comme nous le savons déjà, Persévérance sera plus indépendante du contrôle au sol que Oppounité. Le rover peut également couvrir de plus longues distances pendant la journée. La hauteur de la pente du cratère, qui marque la rive de l'ancien lac, est d'environ 610 mètres. Cependant, cette hauteur peut être comparée à la hauteur du mont Sharp, qui a été escaladé Opportunity, ne vous y trompez pas - la zone où les roues de Perseverance rouleront sera encore plus difficile que dans le cas de son grand frère.
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Pourquoi exactement vers le haut et pas l'inverse ?
À première vue, il peut être surprenant de savoir pourquoi le rover a atterri plus bas, et maintenant il va remonter, comment Oppounité. Pourquoi n'était-il pas possible d'atterrir du côté opposé, en haut ? Il y avait plusieurs raisons à cette décision. D'une part, atterrir dans les collines serait nettement plus dangereux que dans la vallée, et descendre serait risqué.
De plus, en remontant, le rover a la possibilité de rencontrer des lieux d'intérêt pour la recherche, généralement plus anciens, que s'il se déplaçait de haut en bas. La NASA dit que le voyage de Persévérance sur Mars et son ascension seront un voyage dans le temps. C'est dire que de nombreuses découvertes et trouvailles nous attendent.
Un drone au-dessus de la surface de Mars
Cette fois, un autre appareil - l'hélicoptère Ingenuity - s'est envolé vers Mars avec le rover. Sa seule tâche est de découvrir s'il est même possible de voler dans l'atmosphère extrêmement raréfiée de Mars. Le corps du drone a la forme d'un parallélépipède, pas plus grand qu'un volley-ball, se termine par deux rotors, et cette structure repose sur quatre pattes fines. L'ensemble de l'appareil pèse un peu plus de 2 kg. Les rotors tournent dans des directions opposées à une vitesse stupéfiante de 2400 XNUMX tr/min, ce qui lui permettra de planer au-dessus de la surface de Mars dans une atmosphère très mince.
Une fois qu'il est placé à la surface de Mars et que le rover se déplace à une distance de sécurité, les ingénieurs prévoient d'effectuer cinq vols courts. Le plus long des vols prévus prendra environ 90 secondes. La hauteur de vol maximale sera d'environ 5 mètres et la distance maximale que le drone couvrira est d'environ 50 mètres. Tous les tests seront enregistrés et photographiés à une distance de sécurité à l'aide de caméras Persévérance.
Bien que, comme l'admettent les ingénieurs, il y a une très forte probabilité que la mission d'Ingenuity se termine très rapidement. Personne n'a encore tenté de faire voler un appareil au-dessus de la surface d'une autre planète. De plus, la difficulté est qu'en raison de la distance et des retards associés dans le signal atteignant la Terre, tous les vols seront complètement autonomes. Cela signifie que le drone devra décoller, voler, choisir un lieu d'atterrissage et atterrir en toute sécurité. Par conséquent, les choses peuvent ne pas se dérouler comme prévu.
Si le premier vol échoue, tant pis. Cependant, l'échec de la mission de l'hélicoptère ne peut pas affecter négativement la mission principale du rover. Cependant, si un, deux ou trois survols de la surface martienne réussissent, les avantages potentiels pour les futures missions pourraient être énormes. La confirmation de la capacité de voler au-dessus de la surface de Mars pourrait signifier que les futures missions sur Mars piloteront des drones plus avancés qui peuvent atteindre des endroits où aucun rover ne peut atteindre. De tels dispositifs peuvent être utilisés, par exemple, pour l'orientation et la sélection des endroits où il est préférable d'envoyer le rover. Une vue à vol d'oiseau du bord d'une falaise ou de l'autre côté d'une colline peut permettre aux scientifiques de vérifier si un rover ou un autre équipement de recherche doit vraiment s'y diriger, ou s'il faut choisir un autre emplacement.
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Plan d'action pour rover et drone
Au cours des 30 prochains jours (vers la mi-mars), Perseverance subira des tests approfondis et des vérifications d'état en vue d'un voyage en surface. Après avoir déverrouillé toutes les caméras, nous obtiendrons éventuellement les premières vraies photos du cratère Jezero.
Le printemps a commencé dans l'hémisphère nord de Mars, mais cela ne signifie pas que la température sera confortable. La nuit, il peut descendre jusqu'à -90 degrés Celsius. Les ingénieurs de la NASA doivent en tenir compte et coordonner leurs actions en fonction de la situation.
La première étape de la mission sera la sortie du drone Ingenuity, dont nous avons parlé plus haut. On sait déjà que ses batteries et son électronique fonctionnent normalement après l'atterrissage en surface.
Cela se produira dans les premières dizaines de jours après l'atterrissage du rover sur Mars (mars-avril). Peut-être que le plus tôt sera le mieux, puisque l'hélicoptère est suspendu au bas du rover. Cependant, ce ne sera pas une opération rapide, mais plutôt quelque chose comme créer un film au ralenti avec une préparation minutieuse de chaque plan. Par conséquent, après avoir atteint le lieu de vol prévu, le drone peut mettre plusieurs jours à être prêt.
La mission d'Ingenuity durera 31 jours. Pendant ce temps, il vise à démontrer la possibilité d'exploiter des avions sur Mars, ce qui est très important à la fois pour les missions scientifiques et pour le futur séjour des personnes sur la planète rouge. De plus, les toutes premières photographies de Mars seront prises à basse altitude, c'est-à-dire à environ 3 à 5 mètres au-dessus de la surface et à une distance de 50 mètres du site d'atterrissage désigné. Chaque vol ne doit pas durer plus de 90 secondes.
Persévérance se concentrera alors sur la phase principale de sa mission, qui durera au moins une année martienne, soit environ deux années terrestres (687 jours). Pendant ce temps, le rover explorera l'embouchure de la rivière et la surface à l'intérieur du cratère. Après cela, une longue étape d'ascension commencera. La durée de cette partie de la mission dépend entièrement de l'endurance et des performances du rover, ainsi que de la disponibilité des fonds appropriés que la NASA recevra sur Terre pour poursuivre la mission.
Production d'oxygène sur Mars
Dans le cadre de l'expérience MOXIE, les scientifiques veulent tester la technologie d'obtention d'oxygène à partir de dioxyde de carbone dans le processus d'électrolyse. On suppose que l'appareil MOXIE doit être capable de produire 10 grammes d'oxygène par heure.
Les résultats de cette expérience pourront nous en dire long sur la possibilité de missions habitées vers Mars dans le futur. MOXIE sera activé trois fois au cours des trente premiers jours. Dix tests de production d'oxygène différents sont programmés tout au long de la mission à différents moments de la journée et des saisons.
La collecte d'échantillons fait partie du programme Mars Sample Return
Cependant, la tâche principale de l'expédition vers Mars reste la collecte d'échantillons à la surface de la planète. Comme son prédécesseur Curiosity, notre explorateur martien recherchera une variété de roches à échantillonner. À un moment donné, les échantillons collectés par le rover seront déposés pour être stockés en surface. Cela n'est pas sans rappeler l'une des tâches à accomplir lors de l'ERC (European Rover Challenge) : récupérer les tubes conteneurs transportés par Perseverance, posés à plusieurs endroits le long du parcours, puis les déplacer jusqu'au point de départ.
L'emplacement de ces échantillons sera suivi depuis l'orbite martienne avec une précision d'un mètre. Les échantillons contiendront environ 15 g de matériaux taillés dans la roche ou prélevés en surface. À l'avenir, dans le cadre d'un programme de retour d'échantillons encore conceptuel, des véhicules arriveront sur la planète rouge pour les récupérer et les renvoyer sur Terre.
Comme vous pouvez le voir, les ingénieurs de la NASA ont des plans grandioses. L'étape sous la forme d'un atterrissage réussi du rover a été franchie, maintenant nous attendons avec impatience d'autres résultats. Tout dépendra du succès de l'équipe de développement de Persévérance. Et à l'avenir, nous vous parlerons certainement de tout en détail sur notre site Web.
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C'est comme ça... Mais je pensais qu'ils s'envolaient là-bas uniquement pour poster des photos et des vidéos sur les réseaux sociaux :)