Les 100 premiers jours sur Mars: comment le Rover Perseverance de la NASA commencera sa mission


Lors d'une mission spatiale, le timing est primordial. Une chorégraphie complexe de commandes et d'actions est nécessaire pour faire de telle mission un succès, et rien de plus qu'une escapade à la surface d'un autre monde. Désormais, le 18 février, la NASA est prête pour une autre danse délicate de la chronologie interplanétaire lorsque son rover Perseverance touche Mars – le successeur de son frère esthétiquement identique, Curiosity, qui a atterri en 2012. Cette fois-ci, la mission mène une recherche. pour la vie passée sur Mars, aux côtés d'autres expériences passionnantes.

Le rover de 1025 kilogrammes est alimenté par un générateur thermoélectrique radio-isotope, alimenté par la chaleur du plutonium en décomposition, ce qui devrait l'aider à éviter un destin chargé de poussière tel que la fin prématurée des missions de ses prédécesseurs à énergie solaire Opportunity et Spirit; mais se mettre en route le plus tôt possible après l'atterrissage est toujours crucial. Le rover a une quantité ambitieuse de science à mener dans sa mission principale d'une durée d'un an martien (deux années terrestres). Et, bien que sa mission soit susceptible d'être étendue, étant donné la richesse écrasante de son site d'atterrissage dans l'ancien delta du fleuve martien dans le cratère de Jezero, les scientifiques sont impatients de lancer le bal le plus tôt possible.

Avant de pouvoir s'attaquer à cette affaire urgente, cependant, Perseverance doit d'abord endurer sa descente autonome de sept minutes à la surface – connue sous le nom de «sept minutes de terreur» – puis vérifier que ses organes vitaux fonctionnent ainsi que lancer une première tentative de vol aérien. Inutile de dire que l’emploi du temps chargé du rover est franchement chargé. Les horaires des missions interplanétaires sont toujours susceptibles de changer en fonction de la façon dont les choses progressent, bien sûr, mais un calendrier est déjà en place pour les 100 premiers jours de Perseverance sur Mars. (Remarquez qu'une journée sur Mars dure environ 40 minutes de plus qu'une journée sur Terre.)

Voici comment tout va se dérouler.

Jours 1 à 10

La toute première chose que fera Perseverance après l'atterrissage est de tirer des engins pyrotechniques, libérant les couvercles des caméras à bord du rover. Il prendra ensuite des images devant et derrière le rover et les renverra sur Terre via le vaisseau spatial Mars Odyssey en orbite de la NASA et le Trace Gas Orbiter européen. Après ça? Une petite sieste bien sûr, «pour recharger les batteries jusqu'au lendemain sur Mars», explique Jennifer Trosper, chef de projet adjointe pour la mission au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA en Californie.

Au cours des prochains jours, Perseverance passera par un certain nombre de tâches importantes pour garantir son bon fonctionnement. Il confirmera son emplacement exact sur Mars, tandis que l’équipe «essaiera d’établir les fonctions de base du véhicule – puissance, thermique et communications», explique Trosper. "Parce que si l'une de ces fonctions de base ne fonctionne pas, le véhicule peut être en danger très rapidement." Il utilisera également la position aérienne du soleil pour déterminer où se trouve exactement la Terre dans le ciel pour les communications directes, puis effectuera des vérifications de ses instruments et de ses systèmes, tout en continuant à renvoyer des images de son environnement.

"Il nous faudra environ quatre ou cinq jours pour faire tout cela", dit Trosper. Pendant ce temps, les cinq jours suivants seront consacrés à la transition du logiciel utilisé par le rover pour atterrir au logiciel dont il a besoin pour fonctionner en surface. Le rover testera ensuite son bras robotisé, qui sera utilisé pour collecter et stocker des échantillons en surface, et fera également ses tout premiers «pas», effectuant un court trajet sur ses six roues robustes. Pendant que tout cela se passe, cependant, une autre équipe examinera les images du site d'atterrissage, se préparant pour un test majeur – le premier vol sur Mars.

Jours 11 à 60

Niché dans le ventre de Perseverance se trouve un petit passager clandestin de 0,5 mètre de haut appelé Ingenuity. Cet «hélicoptère Mars», à quatre pales en rotation, tentera pour la première fois un vol aérodynamique motorisé dans les cieux d'un autre monde, une démonstration technologique qui pourrait être un prélude au vol de drones de reconnaissance lors de futures missions humaines. Les vols d'Ingenuity nécessiteront Perseverance pour trouver un emplacement plat, quelque part choisi par l'équipe d'hélicoptères à moins de 10 jours de route du site d'atterrissage, dit Trosper, ou jusqu'à un kilomètre de distance, le rover étant capable de parcourir environ 100 mètres par jour .

Une fois qu'il trouve ce site, le déploiement sera lent. L'ingéniosité est stockée latéralement sous Persévérance, elle doit donc être lentement tournée et abaissée à la surface. Les jambes doivent être dépliées à l'aide de ressorts, tandis que l'hélicoptère doit recevoir une dernière secousse de charge de Perseverance avant de passer à sa propre batterie solaire embarquée. Ensuite, une fois que tous les contrôles ont été effectués et que tout est prêt, il sera doucement déposé à la surface. En théorie, tout ce processus – mis à part la charge de la batterie – ne prend que quelques minutes. Mais les ingénieurs progresseront avec beaucoup de soin, prenant plusieurs photos en cours de route, ce qui signifie que l'ensemble du déploiement sera en fait «dans la portée d'une semaine de Mars», explique Joshua Ravich, responsable de l'ingénierie mécanique de l'hélicoptère au JPL.

De là, la mission de l’hélicoptère commence. Il dispose d'une fenêtre de 30 jours pour effectuer jusqu'à cinq vols autonomes sur Mars, chacun d'une durée allant jusqu'à 90 secondes. Les vols commenceront bas et courts mais devraient éventuellement progresser vers des altitudes plus élevées et des distances potentiellement de quelques centaines de mètres. «Le vol numéro cinq pourrait être quelque chose d'aussi complexe que le décollage, voler sur une certaine distance, choisir un nouveau site d'atterrissage par lui-même et atterrir sur ce site», explique Ravich. Un seul vol peut être tenté par jour au maximum, l'hélicoptère se chargeant entre les deux. Regarder sera Persévérance, prendre des images et peut-être même des vidéos des vols.

Jours 60 à 100

Il y a une certaine marge d'erreur dans ces premières activités, le 60e jour étant le plus tôt et le 100 le dernier jour où elles pourraient se terminer. Quoi qu'il en soit, la conclusion des vols d'essai de l'hélicoptère – cinq vols ou 30 jours, selon la première éventualité – signifiera la fin de la phase initiale de la mission. À présent, la transition vers les principaux objectifs scientifiques du rover va commencer. «Les ingénieurs confient les clés du rover à l'équipe scientifique», déclare Katie Stack Morgan, scientifique adjointe du projet sur la persévérance. «Une fois l'hélicoptère terminé, bon nombre de nos instruments scientifiques seront prêts à fonctionner.»

L’équipe scientifique aura choisi un premier site sur lequel envoyer le rover dans les premières semaines de la mission sur Mars. «Selon l'endroit où nous atterrissons, nous avons un menu (de sites) à choisir», explique Morgan. «Ce que je pense que nous pourrions envisager, c'est de planifier une enquête scientifique sur le fond du cratère avant notre enquête sur le delta (de la rivière), car il pourrait s'agir d'une roche volcanique, et les roches volcaniques sont vraiment bonnes pour obtenir des dates d'âge absolu à partir de,» donnant une ligne de base temporelle utile pour les futurs échantillons collectés par le mobile.

Dans les jours qui suivront, Perseverance récoltera potentiellement ses premiers échantillons sur Mars et laissera à la surface son premier tube de la taille d'un cigare – de petites caches conçues pour être récupérées par une future mission de retour d'échantillons, pour être ramenées sur Terre. Son instrument MOXIE, un démonstrateur technologique qui prélèvera le dioxyde de carbone de l'atmosphère martienne pour la transformation chimique en oxygène respirable, sera probablement opérationnel, tout comme MEDA – un instrument météorologique martien – et RIMFAX, qui utilisera un radar pour rechercher de l'eau -ice sous terre.

C'est une mission qui débutera pas comme les autres, étant donné la démonstration de l'hélicoptère à ses débuts. Mais une fois que cela est fait et que le rover a passé ses vérifications pour confirmer qu'il fonctionne correctement, sa mission principale sur Mars sera vraiment en cours. Après ses 100 premiers jours sur Mars, peut-être en juin, le rover sera prêt à mener l'une des recherches les plus passionnantes sur la vie sur Mars à ce jour. À ce stade, il est «à toute vapeur», dit Trosper – et qui sait quels secrets pourraient se trouver en réserve?



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