Atterrissage sur Mars: Quelles sont les technologies à bord du rover Perseverance? | Actualités scientifiques et techniques
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Environ la moitié de toutes les missions de l’humanité sur Mars ont échoué, y compris la seule tentative du Royaume-Uni de visiter la planète en 2003, alors comment la NASA a-t-elle préparé son rover Perseverance pour jeudi?
La première tentative de l’humanité pour atterrir sur Mars, l’atterrisseur Mars 2 de l’Union soviétique, a atteint la surface avec succès en 1971, mais est enregistrée comme le premier impact sur Mars plutôt que comme le premier atterrissage.
L’Union soviétique a réussi un atterrissage en douceur sur Mars quelques mois plus tard. Bien que son vaisseau spatial ait commencé à transmettre une image à la Terre, il est soudainement devenu silencieux un peu plus d’une minute et demie après le début de la transmission.
Le rover a un bras équipé de cinq moteurs électriques et de cinq articulations. Pic: NASA / JPL-Caltech
Il y a eu beaucoup d’atterrissages durs au cours des 50 dernières années, mais beaucoup d’atterrissages en douceur aussi.
La NASA a une certaine place pour la confiance – sa dernière tentative infructueuse d’atteindre la planète était le Mars Polar Lander en 1999. Depuis lors, l’agence spatiale a eu cinq missions réussies à atteindre la surface martienne.
Bien sûr, ce n’est pas une raison de se montrer satisfait. L’entrée, la descente et l’atterrissage de Perseverance sur Mars – passant de près de 20 000 km / h (12 500 mph) à une stationnaire à la surface de la planète – ne prendront que sept minutes.
Comme il faut 10 minutes pour que les signaux radio de Mars atteignent la Terre, il ne serait tout simplement pas possible pour quiconque ici de piloter à distance le vaisseau spatial, de sorte que le processus est complètement autonome et contrôlé par des systèmes sur le vaisseau spatial lui-même.
Le retard signifie également qu’au moment où nous verrons Perseverance entrer dans l’atmosphère martienne – voyageant assez vite pour se rendre de Londres à Preston en une minute – il aura déjà atterri ou été détruit.
Ainsi, aux côtés d’une nouvelle suite de caméras de descente – qui enregistreront l’atterrissage pour une visualisation sur Terre – et d’un microphone, le rover Perseverance dispose de trois technologies automatiques clés pour atterrir en douceur sur la surface martienne.
Ce sont le Range Trigger, un instrument qui chronométrera avec précision la libération du parachute; un système de navigation par rapport au terrain afin que le rover évite les rochers ou les ravins dangereux; et le progiciel Advanced Aeroshell Sensor, qui enregistrera ce que le vaisseau spatial expérimentera pendant l’atterrissage.
Le déclencheur de gamme
Illustration de la NASA du fonctionnement du Range Trigger
Atterrir sur Mars est déjà assez difficile, mais amener le rover aux endroits précis qui sont suffisamment riches scientifiquement pour que les équipes de retour sur Terre puissent les étudier est encore plus difficile.
La NASA explique: «Les rovers précédents ont atterri dans le voisinage général des zones ciblées pour l’étude, mais de précieuses semaines et mois peuvent être utilisés simplement pour se rendre à l’endroit d’intérêt.
«La technologie Range Trigger réduit la taille de l’ellipse d’atterrissage (une zone de forme ovale autour de la cible d’atterrissage) de plus de 50%, aidant ainsi le rover au sol plus près de sa cible principale qu’auparavant.
«La plus petite taille de l’ellipse permet à l’équipe de la mission d’atterrir sur certains sites où une plus grande ellipse serait trop risquée, car elle inclurait plus de dangers à la surface.
« Cela permet aux scientifiques d’accéder à des sites plus prioritaires avec des environnements qui auraient pu soutenir la vie microbienne du passé. »
Navigation relative au terrain
La valeur d’avoir des orbiteurs sur Mars déjà dans l’espace signifie que l’équipe de la mission Persévérance dispose d’une carte relativement à jour du site d’atterrissage.
Cette carte est stockée dans le « cerveau » de l’ordinateur de Perseverance qui a été conçu pour supporter le système de navigation Terrain-Relative, qui, pendant la partie parachute de sa descente, prendra des photos de la surface qui s’approche rapidement.
La NASA explique: «Pour savoir où il se dirige, le rover compare rapidement les points de repère qu’il voit sur les images à sa carte embarquée.
«Armé de la connaissance de sa destination, le rover recherche une autre carte à bord des zones d’atterrissage sûres pour trouver l’endroit le plus sûr qu’il puisse atteindre.
« Le rover peut éviter les terrains dangereux jusqu’à environ 1 100 pieds (335 m) de diamètre, en se détournant vers un sol plus sûr. »
Ensemble de capteurs Aeroshell avancés
La coque arrière (premier plan) et l’écran thermique (arrière-plan) sont équipés de capteurs
Lors de la descente du rover Curiosity, l’équipe d’ingénierie de la NASA a capturé un dossier précieux sur le fonctionnement du bouclier thermique en utilisant quelque chose appelé MEDLI.
Cet ensemble de capteurs, qui signifie MSL Entry, Descent, and Landing Instrumentation, a été mis à jour pour Perseverance avec MEDLI2, « une suite de capteurs de nouvelle génération qui collecte des données à la fois du bouclier thermique et de la coque arrière ».
La NASA explique: « En mesurant les températures et les pressions subies par le véhicule et en suivant les performances du bouclier thermique, l’équipe peut à nouveau mettre à jour sa compréhension de l’atmosphère martienne. »
Une fois qu’il atterrit, les données collectées plus tard à partir de la station météo du rover Perseverance leur donneront encore plus d’informations.
«Ensemble, ces informations les aideront à concevoir de futurs systèmes d’entrée, de descente et d’atterrissage, réduisant les risques pour les missions robotiques et humaines futures sur Mars», a ajouté l’agence.
Instruments scientifiques
La NASA a annoncé que le rover atterrirait dans le cratère Jezero. Pic: NASA
Bien sûr, tout le point d’atterrissage dans le cratère de Jezero est de creuser profondément dans les sédiments de l’endroit où une ancienne rivière coulait autrefois et de rechercher des signes de vie.
Les échantillons soigneusement sélectionnés de roche et de sol martiens ne seront cependant pas analysés immédiatement, mais scellés dans des tubes et laissés dans un endroit bien identifié, ou à plusieurs endroits, à la surface de Mars pour une future mission à collecter.
« Des cartes détaillées seront fournies pour toute mission future qui pourrait se rendre sur Mars et récupérer ces échantillons pour étude par des scientifiques », a expliqué la NASA.
Le rover comprendra également le premier test de production d’oxygène à partir de l’atmosphère de dioxyde de carbone de Mars, ouvrant la voie aux explorateurs humains pour utiliser les ressources naturelles de Mars.
Faire voler l’hélicoptère Ingenuity sera un énorme test
La persévérance est également équipée de un hélicoptère miniature nommé Ingenuity, qui ne pèse que 1,8 kg (4 lb) et sera le premier giravion à voler sur une autre planète, bien que cette mission de test ne soit prévue que peu de temps après l’atterrissage.
« Les lois de la physique peuvent dire qu’il est presque impossible de voler sur Mars, mais piloter un véhicule plus lourd que l’air sur la planète rouge est bien plus difficile que cela », a plaisanté la NASA.
Le petit hélicoptère a subi une série d’exercices simulant la mission dans une installation d’essai en Californie, y compris un environnement à fortes vibrations pour imiter la façon dont il résistera dans les conditions de lancement et d’atterrissage, et des variations de température extrêmes telles que celles rencontrées sur Mars.
L’hélicoptère de test autonome aura une caméra embarquée et sera alimenté par un panneau solaire, mais ne contiendra aucun instrument scientifique.
La NASA vise à développer le drone en tant que prototype pour voir s’il pourrait valoir la peine de connecter des capteurs scientifiques à des appareils similaires à l’avenir.
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