Mars rover prêt pour la partie la plus risquée de la mission de 2,7 milliards de dollars – Spaceflight Now

Le rover Perseverance de la NASA se dirige vers Mars pour une plongée audacieuse à grande vitesse dans l’atmosphère de la planète rouge jeudi, prêt à utiliser un bouclier thermique, un parachute supersonique et des fusées de freinage pour un atterrissage précis sur un delta de rivière asséché qui pourrait contenir des indices sur le potentiel de la vie passée.

Le robot à propulsion nucléaire a un coup pour faire l’atterrissage. Les équipes au sol du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, suivront l’arrivée du vaisseau spatial sur Mars. Les contrôleurs s’attendent à recevoir la confirmation de l’atterrissage de Perseverance jeudi à 15 h 55 HNE (20 h 55 GMT).

Les principaux objectifs de la mission de 2,7 milliards de dollars sont de rechercher des signes de vie ancienne sur Mars et de collecter des spécimens de roche pour le retour sur Terre par un futur vaisseau spatial. Le rover Mars 2020 Perseverance de 2260 livres (1025 kilogrammes) deviendra le véhicule le plus sophistiqué à avoir jamais atterri sur Mars, transportant sept instruments scientifiques, 25 caméras, les premiers microphones à voler vers une autre planète et un petit giravion pour démontrer une capacité voler à travers la mince atmosphère de dioxyde de carbone de la planète rouge.

«Avant de pouvoir lancer cette mission de surface, nous devons atterrir en toute sécurité sur Mars, et c’est toujours un défi pour nous», a déclaré Matt Wallace, chef de projet adjoint du rover au JPL, lors d’une conférence de presse mercredi. «C’est l’une des manœuvres les plus difficiles que nous effectuons dans le domaine spatial. Près de 50% des engins spatiaux qui ont été envoyés à la surface de Mars ont échoué. Nous savons donc que nous avons du pain sur la planche demain pour remonter à la surface en toute sécurité au cratère de Jezero.

«Nous allons approcher la planète de manière balistique à environ 12 000 miles à l’heure, et le truc que nous devons effectuer est de ralentir à seulement quelques miles à l’heure afin que nous puissions toucher doucement le véhicule à la surface», Wallace mentionné. «Tout cela doit se passer en sept minutes environ, et tout doit se faire de manière autonome. La persévérance doit vraiment se frayer un chemin vers la surface par elle-même. C’est quelque chose comme un démontage contrôlé du vaisseau spatial. »

La descente de sept minutes, parfois connue sous le nom de «sept minutes de terreur», couronnera un voyage de 293 millions de miles (471 millions de kilomètres) depuis une rampe de lancement à Cap Canaveral, où le rover a décollé le 30 juillet à bord d’un ULA Atlas 5 fusée.

Si l’atterrissage se déroule comme prévu mercredi, la NASA aura réussi neuf missions robotiques sur la planète rouge depuis que les sondes Viking ont atteint Mars en 1976. La persévérance utilisera le même type de système d’entrée, de descente et d’atterrissage prouvé par le système de taille similaire. Le rover Curiosity, arrivé sur Mars en août 2012, continue d’explorer la planète aujourd’hui.

Après avoir freiné à partir de sa vitesse d’entrée fulgurante à l’aide d’un bouclier thermique protecteur et d’un parachute, l’étage de descente de Perseverance tirera des rétroroches pour ralentir jusqu’à un rampement. Le pack de fusée abaissera le rover à la surface sur une bride, posera l’engin sur ses six roues, puis coupera le cordon et volera à une distance de sécurité avant de manquer de carburant.

L’atterrissage de Perseverance est la partie la plus risquée de la mission, a déclaré Allen Chen, l’entrée, la descente et l’atterrissage en tête de la mission.

«Nous ne pouvons tout simplement pas garantir le succès», a déclaré Chen.

«Nous n’avons jamais vraiment trouvé un bon moyen de calculer la probabilité de succès», a déclaré Wallace. «Les systèmes sont si complexes et ils interagissent avec un environnement indéfini de bien des manières.»

La persévérance tentera de parvenir à l’atterrissage le plus précis de l’histoire de l’exploration de Mars, visant un endroit où les sédiments déposés par une rivière il y a des milliards d’années pourraient contenir des signatures de la vie passée. Pour y arriver, le rover utilisera un nouveau logiciel développé depuis l’atterrissage de Curiosity en 2012, donnant à Perseverance une meilleure idée de sa direction en plongeant dans l’atmosphère.

La capacité de navigation améliorée a été testée sur Terre à l’aide d’hélicoptères et d’autres simulations. Mais c’est la première fois que la technologie est utilisée sur Mars.

« Mars a encore des choses que nous ne comprenons pas à ce sujet », a déclaré Wallace. «C’est toujours une exploration.»

Les ingénieurs de la NASA ont vu plusieurs surprises lors de l’atterrissage de Curiosity en 2012. Le champ de gravité local sur le site d’atterrissage de Curiosity dans le cratère Gale a affecté les performances du système de contrôle de Curiosity pendant la descente, selon Wallace.

«Vous devez également tenir compte de la complexité de ce système», a déclaré Wallace. «Nous avons 2 millions de lignes de code logiciel en cours d’exécution, des centaines de milliers de composants électroniques, des kilomètres de conducteurs en cuivre. Nous avons plus de 70 dispositifs pyrotechniques qui doivent tous tirer, des systèmes de guidage, de navigation et de contrôle en boucle fermée qui doivent vraiment fonctionner avec une précision inférieure à la seconde pour que tout cela fonctionne.

«Il n’y a pas de retour en arrière. Il n’y a pas de nouvelles tentatives », a déclaré Wallace. «C’est une partie difficile et dangereuse de la mission… Je n’ai pas de réponse précise pour vous sur la probabilité de succès. Je pense que nous avons fait tout ce que nous pouvons pour y parvenir, et nous verrons comment cela se passera demain.

«Si vous ne restez pas humble dans cette entreprise, et surtout si vous allez sur Mars, vous allez payer pour cela», a déclaré Chen.

L’atterrissage de Perseverance se déroulera plus de 11 minutes avant que les signaux radio de Mars n’atteignent la Terre. Au moment où les ingénieurs du JPL reçoivent la confirmation que le vaisseau spatial est entré dans l’atmosphère martienne, le rover sera déjà à la surface, d’une manière ou d’une autre.

Cela ne laisse aucune possibilité de contribution humaine une fois la descente commencée.

Environ 10 minutes avant d’atteindre le bord supérieur de l’atmosphère de la planète rouge, le vaisseau spatial abandonnera l’étape de croisière qui aura guidé le rover vers Mars depuis son lancement. La NASA s’attend à recevoir des signaux vérifiant la séparation des stations de croisière à 15 h 38 HNE (20 h 38 GMT).

Le bouclier thermique de 14,8 pieds de diamètre (4,5 mètres) du rover prendra le plus gros de l’énergie lors de la plongée de l’engin dans l’atmosphère de Mars à 15h48 HNE (2048 GMT). Alors que les températures à l’extérieur de l’écran thermique atteignent plus de 2000 degrés Fahrenheit, de petits propulseurs ajusteront l’angle de la trajectoire du véhicule, lui permettant de contrôler la portance et de commencer à naviguer vers son site d’atterrissage.

Environ quatre minutes après son entrée dans l’atmosphère, le vaisseau spatial déploiera un parachute supersonique de 21,5 mètres de diamètre à une altitude d’environ 7 miles ou 11 kilomètres. Le parachute de Perseverance est plus fort que celui utilisé sur Curiosity, et la mission Mars 2020 utilisera une nouvelle technique pour déployer la goulotte en fonction de la position de l’engin par rapport au site d’atterrissage cible, plutôt que de le chronométrer à une vitesse prédéterminée.

Cela se traduira par un atterrissage plus précis, dit la NASA.

«C’est un très gros parachute de la taille d’un champ intérieur de la Petite Ligue», a déclaré Chen. « Il s’ouvre en environ 0,6 seconde tout en allant presque Mach 2. Il y a donc beaucoup de risques concentrés là-bas. »

Environ 20 secondes après le déploiement du parachute, le bouclier thermique au bas de l’engin spatial tombera, permettant à un radar de guidage orienté vers le bas et des caméras de commencer à voir la surface martienne.

L’atmosphère de Mars est beaucoup plus mince que celle de la Terre, de sorte qu’un parachute seul est incapable de ralentir suffisamment le vaisseau spatial pour un atterrissage en toute sécurité. L’étape de descente du rover libérera la coque arrière et le parachute à environ 2,1 kilomètres au-dessus de Mars. Huit propulseurs à étranglement ralentiront encore la descente du rover d’environ 190 mph (306 kilomètres par heure) à une vitesse proche de zéro à seulement 20 mètres au-dessus de la surface.

Pendant ce temps, un logiciel de guidage avancé chargé dans l’ordinateur de vol du rover commencera à rechercher un endroit où se poser. La nouvelle capacité, appelée navigation relative au terrain, a été développée depuis l’atterrissage de Curiosity en 2012 et sera utilisée sur Mars pour la première fois avec Perseverance.

Il fonctionne en comparant les images prises en temps réel pendant la descente avec une carte des pentes raides, des rochers et d’autres dangers préchargés dans l’ordinateur à l’aide d’images capturées à partir des orbiteurs de Mars. Si le rover voit qu’il se dirige vers un terrain dangereux, il ajustera sa trajectoire pour atteindre une zone plus lisse.

Enfin, une bride abaissera le rover Perseverance d’une tonne à la surface de Mars en utilisant une technique appelée la grue du ciel, que les ingénieurs ont inventée et démontrée lors de l’atterrissage du rover Curiosity en 2012. Une fois que les six roues du rover toucheront Mars – la NASA attend une confirmation à 15 h 55 HNE – la bride sera coupée et l’étape de descente s’envolera pour s’écraser à une distance de sécurité.

Le rover Perseverance ciblera un atterrissage à l’intérieur du cratère Jezero de 45 km de large sur Mars, qui abrite un ancien delta de la rivière et un lac qui, selon les scientifiques, ont rempli le cratère il y a 3,5 à 3,9 milliards d’années. Les scientifiques espèrent trouver des signatures de la vie ancienne dans les roches et les sédiments déposés dans le delta asséché.

La persévérance est conçue pour atterrir aussi près que possible des dépôts du delta, mais évitez les falaises voisines de plusieurs centaines de mètres de haut.

Le rover enverra des tonalités de balise directement à la Terre jusqu’à la phase finale de l’atterrissage, donnant aux ingénieurs du JPL un aperçu du statut de l’engin spatial alors qu’il franchit les jalons sur le chemin de la surface. Le Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA survolera le site d’atterrissage pour relayer les données de Perseverance sur Terre pendant l’atterrissage, et pourrait renvoyer les premières images des caméras de danger du rover après le toucher des roues.

Des données supplémentaires pourraient provenir de Perseverance jeudi soir, y compris les premiers aperçus d’images capturées par les caméras de descente du vaisseau spatial, qui enregistreront l’arrivée du rover sur la planète rouge.

Ensuite, Perseverance commencera ses travaux sur Mars, partant pour une mission qui devrait durer au moins deux ans. Si les performances de Curiosity sont un guide, le nouveau rover Mars de la NASA pourrait durer beaucoup plus longtemps.

Ken Farley, le scientifique du projet de la mission au JPL, a déclaré que le rover pouvait parcourir jusqu’à 10 miles, ou 16 kilomètres, au cours de ses deux premières années. L’une de ses premières tâches sera de libérer l’hélicoptère Ingenuity de 4 livres (1,8 kilogramme), un petit drone développé au JPL qui tentera de devenir le premier giravion à voler sur une autre planète.

La démonstration technologique d’Ingenuity est un complément à la mission Perseverance, et pourrait prouver de nouvelles méthodes d’exploration interplanétaire aérienne.

«Le potentiel de reconnaissance aérienne et d’exploration à l’avenir, en utilisant ce type de technologie, est formidable, non seulement sur Mars mais aussi dans d’autres endroits», a déclaré Wallace.

Le rover pourrait être prêt à utiliser sa perceuse pour la première fois d’ici le milieu de l’année, selon Farley.

Perseverance utilisera l’exercice de concert avec un mécanisme de tri interne compliqué pour collecter plus de 30 échantillons de poudre de roche et de sol pour le retour sur Terre par une future mission conçue par la NASA et l’Agence spatiale européenne.

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