Le prochain rover martien de la NASA, Perseverance, explorera la planète rouge à l’aide de certaines des cartes martiennes les plus précises jamais créées.
La persévérance, la pièce maîtresse des 2,7 milliards de dollars de la NASA Mission Mars 2020, devrait être lancé à partir de la base aérienne de Cape Canaveral en Floride jeudi matin (30 juillet). Si tout se passe comme prévu, le rover de la taille d’une voiture atterrira à l’intérieur du cratère Jezero de Mars le 18 février 2021.
Le 28-mile de large (45 kilomètres) Le lac a accueilli un lac et un delta de rivière dans le passé antique, ce qui en fait une destination idéale pour la persévérance à la chasse à la vie et à la mise en cache d’échantillons. Idéal scientifiquement, en tout cas. Le cratère est couvert d’un terrain accidenté et accidenté, en particulier dans la région du delta, si attrayante pour les chercheurs en mission, ce qui pose un défi aux ingénieurs chargés de faire descendre le robot à six roues en toute sécurité.
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Mars 2020 relèvera ce défi à l’aide de plusieurs nouvelles technologies. L’un des plus importants est la navigation terrain-relatif (TRN), qui permettra à la mission étape de descente sky-crane évaluer le paysage de Jezero pour les dangers lors de son approche à l’atterrissage et changer de cap de manière autonome si nécessaire.
C’est là qu’intervient la cartographie révolutionnaire. Mars 2020 tirera parti de deux cartes créées par les chercheurs de l’USGS (United States Geological Survey) à l’aide d’images capturées par la NASA. Orbiteur de reconnaissance de Mars.
Cartes détaillées et alignées de Mars
Une carte, qui offre une résolution de 10 pouces (25 centimètres) par pixel, identifie les dangers sur le site d’atterrissage près de l’ancien delta de Jezero (et servira également de carte de base pour les opérations de la mission). L’autre est une carte de structure de surface plus traditionnelle avec une résolution d’environ 6 mètres par pixel.
Mars 2020 prendra des photos du paysage de Jezero alors qu’il descend dans le ciel de la planète rouge en février prochain. Son système TRN embarqué comparera ensuite ces images aux cartes alignées avec précision, d’une manière similaire à celle utilisée par le logiciel de reconnaissance faciale.
« Il peut alors identifier: » Allons-nous atterrir sur un pixel rouge? » et, si tel est le cas, tirez sur ses rétrorockets et naviguez vers le pixel vert le plus proche possible », a déclaré Robin Fergason, un géophysicien de recherche au Centre des sciences astrogéologiques de l’USGS à Flagstaff, en Arizona, à Space.com.
Mars 2020 doit prendre de telles décisions par lui-même, sans l’aide de ses gestionnaires humains. La planète rouge sera à environ 209 millions de km de la Terre le jour de l’atterrissage, ce qui signifie qu’il faudra plus de 11 minutes pour qu’un signal du contrôle de mission atteigne Persévérance. La séquence complète d’entrée, de descente et d’atterrissage (EDL) du rover ne durera que 7 minutes.
TRN devrait contribuer à faire de Mars 2020 « 7 minutes de terreur« un peu moins terrifiant.
« Si nous n’avions pas de navigation relative au terrain, la probabilité d’atterrir en toute sécurité au cratère Jezero est d’environ 80 à 85%. Mais avec Mars 2020, nous pouvons réellement apporter cette probabilité de succès d’atterrir en toute sécurité au cratère Jezero tout en haut. à 99% de sécurité à chaque fois », a déclaré Swati Mohan, ingénieur en guidage et contrôle pour Mars 2020, du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA à Pasadena, en Californie, dans un Vidéo de la NASA 2019 sur TRN. (JPL a construit Perseverance, développé son système TRN et gérera les opérations de mission sur la planète rouge.)
Si vous êtes surpris que l’USGS joue un rôle clé dans cette mission sur Mars, vous ne devriez pas l’être; l’agence a produit des cartes détaillées des lieux hors Terre depuis des décennies. Par exemple, le Centre scientifique d’astrogéologie a été créé en 1963 pour cartographier la surface lunaire avant les missions Apollo de la NASA et aider à former les astronautes pour leurs prochains marches sur la lune. (L’installation était connue sous le nom de Flagstaff Science Center à l’époque.)
« Il y a une longue histoire là-bas qui s’est étendue jusqu’à aujourd’hui », a déclaré à Space.com le directeur de l’USGS Jim Reilly, un ancien astronaute de la NASA avec trois missions de navette spatiale à son actif.
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Un atterrissage précis sur Mars
Mars 2020 lancera également une technique EDL appelée Range Trigger, qui implique un déploiement de parachute plus précis et ciblé.
« Les missions précédentes ont déployé leurs parachutes le plus tôt possible après que le vaisseau spatial ait atteint la vitesse souhaitée. Au lieu de se déployer le plus tôt possible, le Range Trigger de Mars 2020 déploie le parachute en fonction de la position du vaisseau spatial par rapport à la cible d’atterrissage souhaitée », ont écrit des responsables de la NASA dans une description de la technologie EDL de la mission.
« La stratégie Range Trigger pourrait amener le rover Mars 2020 Perseverance à quelques kilomètres plus près de l’endroit exact de la zone d’atterrissage que les scientifiques veulent le plus étudier », ont-ils ajouté. « Il pourrait réduire jusqu’à un an le trajet du rover jusqu’à son principal chantier. »
Le système de sky-crane qui terminera les opérations EDL en abaissant Perseverance au sol de Jezero sur des câbles n’est pas nouveau; Le prédécesseur de la persévérance, le Curiosité du rover sur Mars, l’a utilisé pour descendre en toute sécurité sur le sol du cratère Gale en 2012. Mais la grue du ciel est si dramatique et si science-fiction qu’elle mérite une mention dans toute discussion sur la technologie d’atterrissage de Mars 2020.
Mars 2020 testera également une nouvelle technologie après son atterrissage.
Par exemple, l’un des instruments de Perseverance, appelé MOXIE, générera de l’oxygène à partir de la fine couche dominée par le dioxyde de carbone. Ambiance martienne, ouvrant potentiellement la voie à des appareils qui aident les astronautes à explorer la planète rouge. Et un minuscule hélicoptère appelé Ingenuity voyage sur le ventre du rover vers Mars, où il tentera de devenir le premier giravion à prendre son envol sur un monde au-delà de la Terre.
Mais la persévérance est avant tout une mission scientifique. Ses principales tâches après l’atterrissage consistera à rechercher des signatures d’anciens Vie sur Mars, caractérisant la géologie de Jezero en détail et collectant et mettant en cache des échantillons pour un futur retour sur Terre. Une campagne conjointe NASA-Agence spatiale européenne apportera ce matériau vierge de Mars ici, potentiellement dès 2031.
Mike Wall est l’auteur de « Out There » (Grand Central Publishing, 2018; illustré par Karl Tate), un livre sur la recherche de la vie extraterrestre. Suivez-le sur Twitter @michaeldwall. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom ou Facebook.
