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Rover Mars 2020 de la NASA, Persévérance: un guide complet

Représentation d'artiste du rover Mars 2020 Perseverance de la NASA.

Représentation d’artiste du rover Mars 2020 Perseverance de la NASA.
Image: NASA / JPL-Caltech

La NASA s’apprête à lancer son prochain rover sur Mars le 30 juillet, dans ce qui sera certainement une nouvelle phase passionnante dans l’exploration par l’humanité de la planète rouge. Voici ce que vous voudrez pour connaître le rover Perseverance et pourquoi c’est notre meilleur pari pour trouver des preuves de la vie sur Mars.

Quand la persévérance atterrit sur Mars en février 2021, en supposant que tout se passe bien, le rover sera le cinquième à atteindre la planète rouge, ses prédécesseurs étant Sojourner, Spirit, Opportunity et Curiosity. Perseverance est le rover le plus avancé de la NASA à ce jour, mais pour être honnête, il s’inspire fortement de Curiosity, qui se déplace sur Mars depuis 2011.

«La persévérance est essentiellement la version 2.0 du Curiosity Rover», Kenneth Farley, un Mars 2020 project sscientifique et géochimiste à Caltech, a déclaré à Gizmodo.

La persévérance est prévue pour lancement au sommet d’une fusée Atlas V depuis la base aérienne de Cap Canaveral le 30 juillet à 7 h 50 HE (4 h 30 HP). La NASA parvient à mener à bien la mission Mars 2020 malgré le pan Covid-19démic (on ne peut pas en dire autant de ExoMars, malheureusement). Ce est une excellente nouvelle, compte tenu de la fenêtre de lancement limitée sur Mars, qui apparaît une fois tous les 26 mois.

Instruments scientifiques sur la persévérance.

Instruments scientifiques sur la persévérance.
Image: NASA / JPL-Caltech

Après son voyage de sept mois sur la planète rouge, le rover atterrira à Jezéro cratère – le site d’un ancien lac et delta de la rivière. le Rover de 2,7 milliards de dollars passera ensuite les deux prochaines années à rechercher des signes de vie microbienne ancienne, à analyser la géologie et le climat de la planète, en étudiant roches et sédiments, lancement un hélicoptère (oui, un hélicoptère!), démontrant technologie pour les futures missions et collecte et mise en cache échantillons pour une future mission de récupération, entre autres objectifs de la mission. Mais comme les rovers précédents ont montré que cette mission, gérée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, durera probablement plus longtemps que prévu deux ans.

La persévérance a à peu près la même taille que la curiosité, mesure 10 pieds de long (3 mètres), 9 pieds de large (2,7 m) et 7 pieds de haut (2,2 m). À 2 260 livres (1025 kg), Perseverance pèse 126 kg (278 livres) de plus que Curiosity. Pour la puissance, le rover est équipé d’un générateur thermoélectrique à radio-isotope multi-mission (MMRTG), qui produit de l’énergie électrique thermique à partir de la désintégration naturelle du plutonium-238.

Le rover est équipé de six roues, chacun avec son propre moteur et 48 taquets, qui devraient fournir excellente traction. Les paires de roues avant et arrière ont leurs propres moteurs de direction, permettant à Perseverance de tourner à 360 degrés tout en restant en place. Les jambes du rover « permettront au rover de rouler sur des rochers à hauteur de genou pouvant atteindre 40 centimètres (15,75 pouces) », selon à la NASA.

Le design de la roue Curiosity par rapport à la roue Perseverance.  En plus d'être légèrement plus grandes, les roues Perseverance ont deux fois plus de fils, qui sont légèrement incurvés, au lieu du motif en chevron.

Le design de la roue Curiosity par rapport à la roue Perseverance. En plus d’être légèrement plus grandes, les roues Perseverance avoir deux fois plus de fils, qui sont légèrement incurvés, au lieu du motif en chevron.
Image: NASA / JPL-Caltech

«Un apparemment petit mais le changement important est une nouvelle conception de roue, ce qui devrait empêcher le genre de «crevaisons» rencontrées par Curiosity lors de la traversée d’un terrain avec de petites roches pointues et pointues, » Morten Bo Madsen, scientifique du projet Mars 2020 et astrophysicien à l’Institut Niels Bohr, a écrit dans un e-mail à Gizmodo. «Les nouvelles roues ont une largeur légèrement réduite, et le «fil» des roues est plus épais et plus robuste. »

La mission Perseverance comprendra également un «processeur supplémentaire pour permettre au rover de conduire de manière autonome plus loin et plus rapidement et d’adopter une capacité qui permet à l’engin spatial de se diriger lui-même vers un point de toucher sûr pendant l’atterrissage », a déclaré Farley.

Cette dernière capacité est importante, a-t-il déclaré, car cela signifie que la NASA peut atterrir juste à côté d’affleurements rocheux dangereux. Dès le premier jour, Perseverance sera situé à proximité d’objectifs scientifiques passionnants, « au lieu d’avoir à faire un long voyage vers eux depuis une zone d’atterrissage sans danger », Farley m’a dit.

La persévérance sera également plus efficace que ses prédécesseurs.

«Prélever des échantillons de la surface et les analyser à l’intérieur du rover prend du temps», Svein-Erik Hamran, scientifique du projet Mars 2020 et chercheur à l’Université d’Oslo, a expliqué dans un e-mail à Gizmodo. «La persévérance a éloignédes instruments de détection et des instruments de proximité qui accélèrent la collecte des données des instruments et augmentent la vitesse du rover », a déclaré Hamran, ajoutant que« la persévérance couvrira plus de terrain que les rovers précédents. »

À vitesse maximale, le rover devrait se déplacer à une vitesse de 1,6 pouces par seconde (4,2 cm) ou 500 pieds (152 mètres) par heure. Selon les «normes des véhicules terrestres, le rover Perseverance est lent», selon à la NASA. «Selon les normes des véhicules martiens, cependant, Perseverance est un artiste hors pair.»

Le système de suspension du rover, un soi-disant système de bogie à bascule, permettra au rover de traverser un terrain accidenté. Incroyablement, le rover est conçu pour supporter des inclinaisons de 45 degrés sans tomber, mais la NASA n’envisage pas de laissez-le dépasser un angle de 30 degrés.

Une sélection des 23 caméras du rover Mars 2020 de la NASA.

Une sélection des 23 caméras du rover Mars 2020 de la NASA.
Image: NASA / JPL-Caltech

Un total de 23 caméras différentes ont été inclus pour la mission Mars 2020, y compris neuf caméras d’ingénierie, sept caméras scientifiques et sept caméras pour la phase d’entrée, de descente et d’atterrissage de la mission. Y compris une paire de microphones, cette mission a un assortiment impressionnant d’yeux et d’oreilles.

Mastcam-Z prendra des images panoramiques, stéréoscopiques et agrandies de la planète rouge (la Mastcam de Curiosity ne peut pas zoomer, d’où l’ajout du «Z»). Cette caméra aidera à la navigation du rover, mais elle sera également utilisée par les scientifiques de la mission pour, par exemple, identifier la minéralogie de la surface. La SuperCam du rover, en plus de l’imagerie normale, sera utilisée pour «identifier la composition chimique des roches et des sols, y compris leur composition atomique et moléculaire». selon à la NASA.

Représentation du rover Perseverance de la NASA utilisant son instrument planétaire pour la lithochimie aux rayons X (PIXL) pour analyser une roche à la surface de Mars.

Représentation du rover Perseverance de la NASA utilisant son instrument planétaire pour la lithochimie aux rayons X (PIXL) pour analyser une roche à la surface de Mars.
Image: NASA / JPL-Caltech

À l’aide de l’analyseur de dynamique environnementale de Mars (MEDA), le rover mesurera la vitesse et la direction des vents, la pression atmosphérique, l’humidité et la taille des particules de poussière. Un spectromètre à fluorescence X embarqué, appelé PIXL, analysera les éléments chimiques à des échelles fines, tandis qu’un spectromètre laser ultraviolet, appelé SHERLOC, fournira des images microscopiques de la surface martienne. RIMFAX – un radar pénétrant dans le sol – permettra aux scientifiques d’analyser la zone immédiatement sous le rover et d’étudier sa composition géologique.

« Pour la première fois, un rover Mars aura la capacité de regarder dans le sous-sol de Mars », a déclaré Hamran. «La surface de Mars est obscurcie par une couche de poussière, et maintenant nous pourrons regarder et voir ce qu’il y a en dessous.

Impression d'artiste de persévérance et d'ingéniosité (recto).

Impression d’artiste de persévérance et d’ingéniosité (recto).
Image: NASA / JPL-Caltech

Perseverance déploiera également un hélicoptère nommé Ingenuity, dans ce qui devrait être le premier vol contrôlé d’un avion sur une autre planète. L’ingéniosité est une sorte de projet de preuve de concept, et on s’attend à ce qu’il ne fasse qu’un petit nombre de courts tests en vol. Si tout se passe bien, cependant, Ingenuity pourrait ouvrir la voie à des projets aériens plus ambitieux sur Mars.

Perseverance tentera également de produire de l’oxygène à partir du dioxyde de carbone atmosphérique, dans le cadre de l’expérience Mars Oxygen ISRU (MOXIE). Le succès de cette expérience serait un bon signe pour les futurs explorateurs, comme la NASA expliqué dans une version récente: « C’est un générateur d’oxygène appelé MOXIE, conçu pour convertir le dioxyde de carbone – qui constitue environ 96% de l’atmosphère martienne – en oxygène respirable. Cette technologie pourrait évoluer vers des générateurs d’oxygène plus gros et plus efficaces à l’avenir qui permettraient aux astronautes de créer leur propre air pour respirer et fournir de l’oxygène pour brûler le carburant de fusée nécessaire pour ramener les humains sur Terre.

L’un des aspects les plus intrigants et scientifiquement prometteurs de Mars 2020 est le système de mise en cache des échantillons (SCS). Pour cette partie de la mission, Perseverance ramassera des échantillons de roche et de sol dans le cratère Jezero, les placera dans plusieurs petits conteneurs et les déposera sur la surface martienne pendant un mission future pour récupérer et ramener sur Terre.

«Les échantillons martiens retournés sur Terre seraient étudiés pour une grande diversité de sujets et jetteraient la lumière sur la possibilité d’une vie ancienne sur Mars, le climat plus chaud et plus humide du début de Mars et l’évolution géochimique d’une planète largement semblable à la Terre qui n’a guère changé depuis il y a 3,5 milliards d’années », a déclaré Farley. «Pour moi, répondre à ces questions avec la certitude que nous pouvons obtenir avec les laboratoires terrestres est l’aspect le plus passionnant de la mission.

Comme Madsen l’a expliqué à Gizmodo, les premières traces de vie sur Terre semblent avoir été effacées par des processus géologiques et la propagation de la vie elle-même, mais ce n’est peut-être pas le cas sur Mars. En conséquence, il est «particulièrement intrigué par la perspective de ramener potentiellement des échantillons avec des traces de vie qui sont beaucoup plus anciennes et peut-être plus primitives que tout ce que nous connaissons sur Terre et qui peuvent nous dire comment la vie prend naissance lorsque l’environnement le permet.

La représentation de l'artiste de la persévérance et les caches d'échantillons sont tombés à la surface.

La représentation de l’artiste de la persévérance et les caches d’échantillons sont tombés à la surface.
Image: NASA / JPL-Caltech

SCS est un objectif clé de la mission Perseverance, c’est pourquoi les instruments du rover sont orientés vers reconnaissance. Comme Madsen l’a dit à Gizmodo, ses outils aideront l’équipe scientifique à trouver des échantillons potentiels dans le contexte dans lequel ils se sont formés à l’origine.

«Au lieu d’un construit-dans ‘Science Laboratory,‘comme dans Curiosity, Perseverance dispose d’un système d’acquisition et de traitement d’échantillons complexe et extrêmement complexe, dans lequel les carottes de forage sélectionnées peuvent être placées dans des conteneurs appropriés, imagées dans leurs conteneurs qui sont ensuite scellés et prêts à être laissés en groupes à la surface pour une collecte ultérieure par un robot de récupération », a déclaré Madsen à Gizmodo.

Ce qui nous conduit à Jezéro cratère lui-même – apparemment endroit parfait pour que la persévérance accomplisse ses tâches. Situé au nord de l’équateur martien, ce 23 milles de large (48 km) la dépression était autrefois remplie d’eau, alimenté par un delta fluvial. Si la vie primitive existait sur Mars il y a quelques milliards d’années, cela aurait très bien pu être dans un endroit comme celui-ci. En conséquence, Perseverance recherchera des restes organiques fossilisés et d’autres biosignatures potentielles datant d’environ 3 milliards. à il y a 4 milliards d’années.

Comme indiqué, nous devrons attendre février 2021 et le terrible « 7 minutes de terreur » pendant l’entrée atmosphérique avant que cette mission ne démarre. Bonne chance, persévérance. Godspeed.

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