Il y a dix ans, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont célébré l'atterrissage réussi du quatrième rover sur Mars, le rover Curiosity, qui a entrepris en 2012 un voyage pour déterminer si la vie aurait pu exister sur la planète rouge.
Depuis son atterrissage, le rover a parcouru plus de 28,1 km et fait de nombreuses découvertes scientifiques. Curiosity est actuellement en train d'explorer et de traverser le mont Sharp, une montagne de 5,5 km de haut qui se trouve au centre du cratère Gale. Le robot de la taille d'une voiture est équipé d'instruments scientifiques utilisés pour étudier le climat et la géologie de la planète. Alors, comment s'est passée la mission ? Et que peut nous apprendre le rover Curiosity sur le passé et l'avenir potentiel de l'exploration spatiale ?
Un voyage sur la planète rouge
Le voyage de Curiosity a commencé le 26 novembre 2011, lorsqu'il a été lancé à bord d'une fusée United Launch Alliance Atlas V. Après être entré sur son orbite initiale, le propulseur Centaur a effectué un dernier lancement pour mettre le rover sur la voie de Mars.
Après s'être détaché du booster, le vaisseau spatial a passé plus de huit mois dans l'espace et a effectué quatre manœuvres de correction de trajectoire pour affiner sa trajectoire à l'approche de la planète rouge. Pendant ce temps, le rover a été placé dans un aeroshell attaché à l'étage d'accélération. L'aéroshell a été conçu pour protéger et manœuvrer le rover lors de son entrée et de sa descente dans l'atmosphère martienne, tandis que "l'étage d'aile" a fourni l'alimentation, les communications et le contrôle de la température pour Curiosity en route vers Mars. Lorsque le vaisseau spatial s'est approché de la planète rouge, il a perdu son "étage d'aile" environ 10 minutes avant d'entrer dans l'atmosphère.
Après être entré dans l'atmosphère, le véhicule est entré dans l'étape d'entrée, de descente et d'atterrissage (EDL), que l'équipe a surnommée les "Sept minutes de terreur". Lorsque le rover est entré dans l'atmosphère martienne, l'aérostat a commencé à tirer des propulseurs pour maintenir le rover sur la bonne voie vers le site d'atterrissage. Lors de la rentrée, un bouclier thermique protégeait le rover des températures dépassant 870°C lors des pics de chauffe.
Après être rentré en toute sécurité dans l'atmosphère, l'avion a déployé son parachute pour décélérer davantage. Après être descendu en parachute pendant un peu moins de deux minutes, l'appareil s'est séparé de l'aéroshell et a poursuivi sa descente à l'aide d'un "ascenseur volant" propulsé par des moteurs-fusées. L'ascenseur a agi comme la dernière étape de la descente du rover, le ralentissant pour assurer un atterrissage en douceur sur la surface. La Sky Crane, suspendue à ses moteurs, a utilisé des câbles pour abaisser le rover les derniers mètres jusqu'à la surface afin d'éviter que les moteurs de la Sky Crane n'éjectent trop de débris de la surface.
Ce système était le premier du genre jamais utilisé dans une mission et était nécessaire en raison de l'énorme masse de l'appareil par rapport aux rovers précédents. La masse de Curiosity est de 899 kg, alors que les rovers précédents tels que Spirit et Opportunity, étaient beaucoup plus petits - seulement 185 kg - et utilisaient un système d'airbags pour un atterrissage en toute sécurité.
Le jumeau amélioré de Curiosity, Perseverance, a également utilisé le système de grue céleste pour atterrir sur Mars en février 2021.
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La machine a passé les semaines suivantes à être vérifiée et testée pour s'assurer que tous les systèmes fonctionnaient correctement.
10 ans et la mission est toujours en cours
En dix ans de recherche, Curiosity a largement dépassé les exigences de la mission initiale, qui ne devaient initialement durer que deux ans. Cependant, ces études n'ont pas été vaines: les roues du rover ont été considérablement endommagées après avoir surmonté le chemin de 28,1 km, dont la plupart traversaient un terrain rocheux. Cependant, l'équipe de la mission Curiosity a réussi à ralentir la destruction des roues.
Des mesures sont prises pour rouler sur des terrains plus plats, et l'équipe a même développé un algorithme qui permet à Curiosity d'ajuster la vitesse de ses roues en fonction des rochers qu'il escalade. L'équipe de mission demande également au rover d'utiliser le Mars Hand Lens Imager (MAHLI) sur son bras robotique pour prendre des images des roues tous les 500 m de déplacement.
Malgré l'usure des roues de Curiosity, le laboratoire scientifique mobile continue de se déplacer, notamment en grimpant 612 m depuis l'atterrissage, alors que le rover continue de gravir le mont Sharp. Ce changement d'altitude a permis à l'équipe scientifique d'examiner des roches et des couches rocheuses plus jeunes qui aident à faire la lumière sur le passé aquatique de Mars.
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Curiosity ne révèle pas seulement les secrets du passé de Mars. Tout au long de son séjour sur Mars, le rover de la NASA mesure en continu le rayonnement grâce à son Radiation Assessment Detector (RAD). Mesurer la quantité de rayonnement à laquelle le rover est exposé est essentiel pour aider les scientifiques à trouver les meilleurs moyens de protéger les astronautes lors de futures missions sur la planète rouge.
L'une des découvertes intéressantes a été faite en 2016, lorsque Curiosity a été stationné près des Murray Buttes du 9 au 21 septembre. Pendant le stationnement, le dispositif RAD a enregistré une réduction de 4 % des émissions totales et une réduction de 7,5 % des émissions de particules neutres. La raison du déclin était que le rover était garé à côté d'un affleurement, qui à son tour empêchait une partie des radiations de toucher le rover.
De telles données ouvrent la possibilité d'utiliser potentiellement le régolithe martien pour protéger les habitats des radiations à la surface, ou d'utiliser la surface elle-même en construisant des habitats dans des tubes de lave martiens.
Curiosity a également mesuré pour la première fois la teneur totale en carbone organique des roches martiennes dans un échantillon prélevé en 2014 dans la baie de Yellowknife. Bien que ces données aient été obtenues en 2014, il a fallu des années d'analyse pour comprendre le contexte complet.
« Nous avons détecté au moins 200 à 273 parties par million de carbone organique. C'est comparable ou même supérieur à la quantité trouvée dans les roches dans des endroits très peu habités sur Terre, comme une partie du désert d'Atacama en Amérique du Sud, et plus que ce qui a été trouvé dans les météorites sur Mars », a déclaré Jennifer Stern de la NASA. Centre de vol spatial Goddard NASA.
Le carbone organique est la base des molécules organiques. La présence de ces molécules organiques n'indique pas nécessairement la présence de la vie, car elles peuvent se former à la suite de processus naturels. Cependant, leur présence - ainsi que des preuves antérieures d'habitation sur Mars dans le passé - intéresse de nombreux scientifiques.
Le rover a obtenu ces matériaux à l'aide d'une perceuse située sur le bras robotique de l'appareil. Après avoir sélectionné la roche, le foreur peut prélever un échantillon jusqu'à 2 pouces de profondeur. Pendant le processus de forage, la roche est broyée en poudre, qui peut ensuite être transférée à l'instrument Sample Analysis at Mars (SAM).
SAM chauffe ensuite l'échantillon à une température d'environ 850°C et le combine avec de l'oxygène pour convertir le carbone organique en CO2. Le rover mesure ensuite la quantité de CO2 produite, qui est utilisée pour déterminer la quantité exacte de carbone organique dans l'échantillon.
Au cours de la dernière décennie, Curiosity de la NASA a renvoyé 3102 35 Go de données et foré 883 trous. A ce jour, ces données ont permis la publication de XNUMX travaux scientifiques. Bien que le rover connaisse actuellement des problèmes d'usure des roues et de réduction de la puissance du générateur thermoélectrique à radio-isotopes (RTG), le véhicule robotique a dépassé les attentes et devrait continuer à faire des découvertes scientifiques dans les années à venir.
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