L'engin de la NASA sur Mars : questions clés sur Perseverance

Jeudi, le rover Perseverance de la NASA s'est posé avec succès sur Mars après un voyage de près de sept mois depuis la Terre. Ici, nous répondons à quelques questions courantes sur la mission.

Que va faire le rover ?

Le rover Perseverance a atterri sur la surface martienne à 20:55 GMT (15:55 ET) le jeudi 18 février.

Le robot est conçu pour rechercher des signes de vie microbienne passée, si elle a jamais existé. C'est la première mission de la Nasa à chasser directement ces "biosignatures" depuis les missions Viking dans les années 1970.

Le rover collectera des échantillons de roche et de sol, les enfermera dans des tubes et les laissera à la surface de la planète pour les ramener sur Terre à une date ultérieure.

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Persévérance étudiera également la géologie de la planète rouge et testera comment les astronautes des futures missions sur Mars pourraient produire de l'oxygène à partir du CO2 présent dans l'atmosphère. Cet oxygène pourrait être utilisé pour la respiration et le propulseur des fusées.

De plus, un hélicoptère ressemblant à un drone sera déployé pour faire la démonstration du premier vol motorisé sur Mars. Perseverance va explorer le cratère de Jezero, près de l'équateur de la planète, pendant au moins une année martienne (environ 687 jours terrestres).

Comment est-elle arrivée sur Mars ?

Perseverance a été lancé le 30 juillet 2020 depuis le Cap Canaveral, en Floride. Le rover d'une tonne, de la taille d'une voiture, a voyagé dans l'espace enfermé dans une coque protectrice composée de deux parties : une coque arrière conique et un bouclier thermique.

L'enveloppe était reliée à un étage de croisière qui actionnait des propulseurs pour maintenir la trajectoire de l'engin spatial, lui permettant d'arriver sur Mars au bon endroit pour l'atterrissage.

Spécifications techniques : le rover Perseverance

Comment a atterri Perseverance ?

Après un voyage de 470 millions de kilomètres depuis la Terre, le vaisseau spatial a traversé l'atmosphère martienne. Pendant cette étape, son bouclier thermique a dû supporter des températures allant jusqu'à 2 100 °C (3 800 °F).

À environ 11 km au-dessus du sol, l'engin spatial a déployé un parachute, ralentissant la charge utile la plus lourde de l'histoire de l'exploration de Mars, passant d'une vitesse de Mach 1,7 (2 099 km/h) à environ 320 km/h (200 mph).

Le bouclier thermique s'est ensuite détaché de la coque arrière et, pendant une courte période, le rover - qui était attaché à une étape de descente - est tombé librement vers le sol.

Huit rétrofusées de la phase de descente ont alors été tirées, permettant d'effectuer la manœuvre de la "grue du ciel". Perseverance a été descendue lentement sur trois cordes en nylon et un "cordon ombilical". Lorsque les roues du rover ont touché le sol, les attaches ont été coupées et l'étage de descente s'est envolé à une distance sûre.

Où sur Mars est-il en train d'explorer ?

Le site d'atterrissage du rover, le cratère Jezero, est une dépression d'impact de 49 km de large, juste au nord de l'équateur de Mars. Il y a plus de 3,5 milliards d'années, les scientifiques pensent que des canaux de rivière se sont déversés sur le mur de Jezero pour former un lac.

Le grand bol abrite également l'un des exemples martiens les mieux préservés de delta, une structure sédimentaire qui se forme lorsque les rivières pénètrent dans des plans d'eau ouverts et déposent en couches des roches, du sable et - potentiellement - du carbone organique.

Des microbes auraient pu vivre dans le cratère quand il y avait de l'eau. Jezero préserve un registre des processus géologiques importants tels que les cratères d'impact et le volcanisme, ainsi que l'action de l'eau. L'étude de ses roches permettra de comprendre comment la planète a évolué au fil du temps.

Comment le rover recherche-t-il des signes de vie passée ?

Le delta en forme d'éventail de Jezero est l'une des principales cibles dans la chasse aux signes de vie passée. Les scientifiques voient également des minéraux carbonatés se déposer sur le rivage du cratère, comme l'anneau dans une baignoire. Lorsque les carbonates se précipitent hors de l'eau, ils peuvent piéger les choses qui s'y trouvent, y compris les signes de vie.

"Nous chercherons des biosignatures - des motifs, des textures ou des substances qui nécessitent l'influence de la vie pour se former", explique Katie Stack Morgan, scientifique adjointe du projet.

Nous ne savons pas à quoi peuvent ressembler les biosignatures martiennes, mais l'ancienne Terre pourrait nous fournir des indices.

Les stromatolithes, des roches formées à l'origine par la croissance de couches successives de bactéries, témoignent des débuts de la vie sur notre planète. Si des structures similaires existent sur Mars, les scientifiques pourraient combiner les mesures de différents instruments pour évaluer la probabilité d'une origine biologique.

Pourquoi les scientifiques pensent-ils qu'il pourrait y avoir de la vie sur Mars ?

Aujourd'hui, Mars est froide et sèche, avec une mince atmosphère qui expose la surface à des niveaux nocifs de rayonnement cosmique. Mais il y a des milliards d'années, la planète semble avoir été plus humide, avec une atmosphère plus épaisse. De multiples indices, tels que la présence de boue et de bandes sédimentaires, montrent qu'il y avait autrefois de l'eau liquide à la surface.

Ceci est important car l'eau est un ingrédient essentiel pour toute vie sur Terre. La curiosité a également trouvé des molécules organiques conservées dans des roches sédimentaires vieilles de trois milliards d'années. Bien que cela soit tentant, il n'est pas clair si ces matières organiques conservent un témoignage de la vie ancienne, si elles étaient leur nourriture ou si elles n'ont rien à voir avec les processus biologiques.

Quels sont les instruments que le rover transporte ?

Perseverance transporte une charge utile avancée d'instruments scientifiques pour recueillir des informations sur la géologie, l'atmosphère, les conditions environnementales et les biosignatures potentielles de Mars :

Pourquoi faire voler un hélicoptère sur Mars ?

Ingenuity est un hélicoptère de 1,8 kg qui se rendra sur Mars attaché au ventre de Perseverance. La Nasa veut faire la démonstration d'un vol motorisé dans la fine atmosphère de Mars. La gravité de la planète rouge est plus faible (environ un tiers de celle de la Terre), mais son atmosphère n'a que 1% de la densité de celle de la Terre. Il est donc plus difficile de générer la portance nécessaire pour décoller du sol.

Équipé de deux pales contrarotatives, l'hélicoptère autonome peut prendre des images en couleur avec un appareil photo de 13 mégapixels, du même type que celui que l'on trouve couramment dans les smartphones. Le giravion pourrait être un moyen utile d'explorer d'autres mondes : les véhicules volants se déplacent plus vite que les rovers terrestres, et peuvent atteindre des zones inaccessibles aux véhicules à roues.

En quoi ce rover diffère-t-il de Curiosity ?

Perseverance est très similaire à son prédécesseur Curiosity en termes de conception globale, mais il existe des différences essentielles.

En plus de la nouvelle charge utile scientifique, Perseverance possède une "main" plus grande, ou tourelle, à l'extrémité de son bras robotique pour tenir une série d'outils plus lourds, dont une carotteuse.

Le système conçu pour mettre en cache des échantillons est également une nouveauté. Les ingénieurs ont redessiné les roues du rover pour les rendre plus résistantes à l'usure.

Les roues de Curiosity ont subi des dommages en roulant sur des rochers pointus et tranchants.

Comment le rover stocke-t-il les roches et le sol ?

Le système de mise en cache des échantillons du rover est composé de trois éléments robotiques. Le plus visible est le bras robotique à cinq articulations de 2,1 m de long, qui est boulonné au châssis.

Une foreuse rotative à percussion située sur la tourelle du bras est capable de découper des carottes intactes de roche martienne.

Ces carottes - de la taille d'un morceau de craie - sont placées dans un tube d'échantillonnage. Le bras principal du robot place ensuite le tube rempli sur un mécanisme à l'avant du rover appelé le carrousel à mèches.

Ce mécanisme, qui rappelle un projecteur de diapositives des années 1960, déplace le tube à l'intérieur du rover où un bras de manipulation d'échantillons plus petit, de 0,5 m de long (également appelé bras T. rex) le saisit.

Une image est prise avant que le tube ne soit hermétiquement fermé et placé dans un rack de stockage. Il est conduit sur le rover jusqu'à ce que l'équipe trouve un endroit approprié pour le déposer.

Comment les échantillons martiens seront-ils livrés à la Terre ?

Depuis des décennies, les scientifiques veulent livrer des échantillons de roche et de sol martiens sur Terre pour les étudier en laboratoire. Ici, les scientifiques pourraient étudier les échantillons avec des instruments trop grands et trop complexes pour être envoyés sur Mars. En laissant les échantillons de roche et de sol à la surface dans des tubes scellés, Perseverance posera les bases pour que cela se produise.

Dans le cadre du programme connu sous le nom de Mars Sample Return, une mission séparée sera envoyée sur Mars pour récupérer les tubes à l'aide d'un rover de collecte. Un bras robotique transférera ensuite les tubes du rover de récupération dans une fusée appelée Mars Ascent Vehicle (MAV). Le véhicule d'ascension envoie les échantillons en orbite martienne où ils sont capturés par un orbiteur. Cet orbiteur livrera ensuite les conteneurs d'échantillons à la Terre, probablement d'ici 2031.

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