Expliqué: Avec Perseverance de la NASA et Tianwen-1 de Chine, une rafale de missions sur Mars
Aller sur Mars n’est pas trivial, car les deux planètes tournent autour du Soleil et sont donc en mouvement constant l’une par rapport à l’autre. La Terre et Mars sont à leur plus proche distance l’un de l’autre tous les 26 mois – et c’est à ce moment-là que les Terriens essaient d’envoyer des missions sur Mars.
Tous les deux ans depuis les années 1960, différentes agences spatiales ont envoyé des missions sur Mars. Entre 1976 et 1992, de nombreuses fenêtres de lancement sont restées inutilisées. À l’occasion, il y a eu plusieurs missions dans une fenêtre de lancement.
Mais jamais dans l’histoire trois agences spatiales ne se sont dirigées vers Mars dans une seule fenêtre de lancement. Et jamais dans l’histoire autant d’agences spatiales n’ont opéré simultanément une mission sur Mars ou sur l’orbite de Mars. Il y a actuellement 10 vaisseaux spatiaux de cinq agences spatiales différentes – les États-Unis, l’Union européenne, l’Inde, la Chine et les Émirats arabes unis – en orbite ou au sol sur Mars. Deux autres rovers – La persévérance de la NASA et la Chine Tianwen-1 – devraient atterrir sur Mars le 18 février et en mai 2021 respectivement.
La NASA a un atterrisseur (Mars Insight), un rover (Curiosity) et trois orbiteurs (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey, MAVEN); L’Inde a un orbiteur (Mangalyaan-1); l’UE dispose de 2 orbiteurs (Mars Express et ExoMars Trace Gas Orbiter); et la Chine et les EAU auront chacun un orbiteur (Hope et Tianwen-1 respectivement).
La flottille de missions représente la diffusion de l’exploration planétaire en général, et l’exploration de Mars en particulier. Cela est attribuable à une réduction des coûts de lancement et à la disponibilité moins chère de la technologie nécessaire à l’exploration spatiale.
Le Dr Amitabha Ghosh est un scientifique planétaire de la NASA basé à Washington DC. Il a travaillé pour plusieurs missions de la NASA sur Mars, à commencer par la mission Mars Pathfinder en 1997. Il a été président du groupe de travail sur les opérations scientifiques pour la mission d’exploration de Mars sur Mars et a été chargé de diriger les opérations tactiques de Rover sur Mars pendant plus de 10 ans. Il a aidé à analyser la première roche sur Mars, qui était d’ailleurs la première roche analysée d’une autre planète.
La mission d’espoir des EAU
Deux des trois missions lancées pour Mars en juillet dernier sont déjà opérationnelles. Les EAU, un pays minuscule mais riche de <10 millions d'habitants, ont ébloui le monde en devenant la cinquième agence spatiale nationale (après les États-Unis, l'UE, la Russie et l'Inde) à atteindre Mars lorsque le Orbiteur d’espoir a subi une insertion orbitale le 9 février. Les EAU ont battu la Chine dans la course à Mars, quoique d’un jour.
La mission des EAU étudiera l’atmosphère martienne et cherchera à répondre à la question d’un milliard de dollars de savoir comment et pourquoi Mars a perdu son atmosphère. La perte de l’atmosphère a entraîné la perte d’eau de surface et peut-être d’un environnement propice à la vie.
L’expérience chinoise
L’Agence spatiale nationale chinoise est arrivée sur Mars avec les leçons tirées d’une série réussie de missions Chang’e sur la Lune. Notamment, le rover Chang’e 4 a pu survivre plus de 25 nuits lunaires (chaque nuit s’étend jusqu’à 14 jours terrestres) – c’est un exploit technique remarquable, car les températures peuvent descendre jusqu’à -170 degrés C.Le Chang’e 5 La mission a réussi à ramener des échantillons de roches sur Terre en décembre 2020.
Tianwen-1, la première mission sur Mars depuis la Chine, a subi avec succès une insertion orbitale le 10 février. Tianwen-1 porte un orbiteur, un atterrisseur et un rover. L’approche de la Chine pour atterrir un rover est quelque peu différente. Contrairement aux rovers de la NASA, Tianwen-1 sera en orbite autour de Mars pendant quelques mois avant de tenter d’atterrir en mai de cette année.
Le vaisseau spatial dispose d’une suite d’instruments pour répondre à un éventail de questions scientifiques. Fait intéressant, il dispose d’un instrument radar pénétrant dans le sol pour rechercher de l’eau sous la surface martienne. Le rover devrait atterrir à Utopia Planitia, un endroit avec d’anciens gisements d’eaux souterraines.
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Cette semaine, Persévérance
La mission la plus sophistiquée du point de vue de l’ingénierie, Perseverance Rover de la NASA, est en route vers Mars et devrait atterrir jeudi au cratère de Jezero, qui était probablement rempli d’eau dans le passé. L’atterrissage est prévu pour environ 15 h 55 HNE (2 h 25 vendredi, heure de l’Inde).
Perseverance est le Mars Rover de 4e génération de la NASA – à commencer par Sojourner de la mission Mars Pathfinder en 1997, suivi de Spirit and Opportunity de la mission Mars Exploration Rover en 2004 et de Curiosity du Mars Science Laboratory en 2012.
Le but est de rechercher des biosignatures dans le lit du lac asséché du cratère Jezero. On pense que les premières vies sur Mars ont peut-être ressemblé aux premières vies océaniques sur Terre, comme les stromatolithes. Si c’était effectivement le cas, Perseverance trouverait des fossiles ou des biosignatures – des indices de vie – soit dans les mesures chimiques, soit dans les observations morphologiques.
De plus, Perseverance produira pour la première fois de l’oxygène sur la surface martienne, en utilisant le CO2 atmosphérique de l’atmosphère martienne. Perseverance mettra en cache des échantillons de roches qui seront renvoyés sur Terre par une mission ultérieure de l’Agence spatiale européenne / NASA.
Le rover Perseverance utilise sa perceuse pour collecter un échantillon de roche sur Mars dans ce document d’illustration conceptuelle artistique non daté. (NASA / JPL-Caltech / Document via Reuters)
L’entreprise Starship de Musk
La préparation la plus spectaculaire pour révolutionner l’exploration de Mars se déroule loin des projecteurs, dans une ville côtière endormie de l’est du Texas. C’est le seul effort de la combinaison qui n’est pas garanti financièrement par l’argent du gouvernement. SpaceX, une société privée basée aux États-Unis promue par Elon Musk et soutenue par des investisseurs sélectionnés, a pour objectif à long terme de démarrer un service commercial de transport de passagers vers Mars. Boca Chica, un nom que personne n’avait apparemment entendu il y a quelques années, est maintenant le site de développement de Starship, qui représente sans doute le meilleur moyen d’atterrir des humains sur Mars.
Une mission humaine sur Mars a été le Saint Graal de l’exploration spatiale. Depuis que Neil Armstrong a atterri sur la Lune il y a 50 ans, l’homme n’a pas été en mesure de passer à la prochaine destination logique: Mars. La raison principale est le prix énorme d’une mission humaine sur Mars. Par rapport à la Lune, qui n’est qu’à environ trois jours, Mars est à sept mois. Porter des humains, en termes d’ingénierie, se traduit par le maintien d’un module pressurisé à température contrôlée. Cela implique également le transport des fournitures nécessaires aux astronautes, y compris de l’eau et de l’oxygène, pour un voyage d’environ 18 mois.
En outre, les missions humaines, contrairement aux missions de vaisseaux spatiaux robotiques, doivent être renvoyées sur Terre, ce qui, en termes d’ingénierie, se traduit par le transport d’une énorme quantité de carburant depuis la Terre, pour pouvoir se lancer depuis Mars pour le voyage de retour. La complexité de l’ingénierie et les besoins en masse accrus d’une mission humaine sur Mars, par rapport à la Lune, poussent les coûts entre 250 et 1 billion de dollars. Starship promet de réduire les coûts de mission de> 95% à 99% en utilisant de multiples innovations comme le ravitaillement du vaisseau spatial en orbite et la fabrication de carburant pour fusée sur Mars en utilisant des matériaux qui se trouvent sur Mars (et donc, du carburant pour le voyage de retour. n’aurait pas besoin d’être transporté depuis la Terre).
Une décennie de missions sur Mars
Au début de la décennie, plusieurs missions sont sur la planche à dessin: en bonne place, la mission du rover ESA ExoMars pour renvoyer des échantillons de roches de Mars, les plans de l’ISRO pour Mangalyaan-2 et les plans de l’Agence spatiale chinoise pour Tianwen-2 qui renverra des échantillons de roches. de Mars.
De plus, il y aura probablement plusieurs vols du vaisseau spatial de SpaceX, d’abord avec du fret et enfin avec des astronautes. Dans l’histoire de l’humanité, 2020 restera dans les mémoires pour la pandémie de Covid-19, mais les années 2020 pourraient bien être la décennie d’une rafale de missions de vaisseaux spatiaux sur Mars, se terminant par les premiers pas humains sur le sol martien.