Le 18 juin 2009, mon nom était intégré à une micropuce et expédié sur le sol lunaire à bord du Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). De la même façon, le 26 novembre 2011, mon nom fut intégré à une micropuce et expédié sur le sol de la planète Mars à bord du Mars Science Laboratory. Comble du bonheur, le 11 avril 2013, un cratère de la planète Mars fut baptisé en mon nom grâce au projet Uwingu. D’un diamètre de 1.79 km, le cratère se situe dans le district 537 et la province 119 de la planète rouge (lire les informations).
Je répéterai l’expérience encore une fois, alors que mon nom sera intégré sur une puce électronique et expédié vers la planète Mars à bord du Rover Mars 2020. Le rover sera lancé à partir de la base aérienne de Cape Canaveral en Floride et il atterrira au cratère Jezero le 18 février 2021. Le cratère Jezero raconte une histoire de la nature instable du passé humide de Mars. Eau remplie et évacuée du cratère à au moins deux occasions. Il y a plus de 3,5 milliards d’années, les canaux de la rivière se sont déversés sur le mur du cratère et ont créé un lac.
Les scientifiques ont constaté que l’eau avait entraîné les minéraux argileux des zones environnantes dans le cratère après l’assèchement du lac. La vie microbienne aurait donc pu vivre à Jezero pendant une ou plusieurs de ces périodes humides. Si tel est le cas, des traces de leurs restes pourraient être trouvées dans les sédiments du fond du lac.
Le cratère Jezero
Jezero est un cratère d’impact de 49 kilomètres de diamètre situé sur Mars dans le quadrangle de Syrtis Major par 18,2° N et 77,6° E en bordure occidentale d’Isidis Planitia. C’est le site d’atterrissage choisi officiellement par la NASA pour la mission Mars 2020.
Ce cratère se situe précisément au sud de Nili Fossae et d’Arena Colles, au nord-est de Syrtis Major Planum et au sud-est du cratère Hargraves. Il est notamment connu pour abriter un delta argileux par 18,9° N et 77,5° E, qui complète l’ensemble des indications d’une région autrefois riche en eau liquide — notamment l’hydrothermalisme fortement soupçonné d’être à l’origine des dégagements de méthane observés au-dessus de Nili Fossae.
Ce cratère avait été, dans un premier temps, sélectionné parmi plusieurs dizaines de sites d’atterrissage envisageables pour le Mars Science Laboratory, avant d’être rapidement écarté au profit d’autres lieux plus prometteurs — à commencer par le site voisin de Nili Fossae. Il est proposé comme site d’atterrissage pour le rover Mars 2020. Il a été retenu dans les trois meilleurs sites d’atterrissage.
La vie aurait pu se développer dans ce cratère : il aurait pu héberger un lac. Le delta aurait pu se former sur une période de un à dix millions d’années. Des minéraux argileux ont été détectés dans le secteur du cratère Mars. Reconnaissance Orbiter a détecté ces argiles. L’argile se forme en présence d’eau, donc il y en a probablement eu à cet endroit et, potentiellement, la vie. L’image montre un canal qui a charrié de l’eau et des sédiments en direction du cratère Jezero. Les chercheurs ont décrit dans un article publié en Mars 2015 l’existence d’un ancien système de lacs dans le cratère. L’étude avance l’idée que l’eau a été présente dans le cratère au moins à deux époques séparées. Il y a deux lits potentiels de rivières au nord et à l’ouest du cratère. Ils possèdent tous les deux ce qui ressemble à un delta avec dépôts de sédiments charriés par l’eau et déposés dans le lac. Les cratères d’un diamètre donné sont supposés avoir une certaine profondeur. Lorsque celle-ci est moins profonde, cela veut dire qu’il y a eu un dépôt de sédiments. Des calculs suggèrent qu’il pourrait y avoir environ un kilomètre de sédiments. La majeur partie de ceux-ci étant probablement amenés par les rivières. L’un des principaux objectifs de la mission Mars 2020 est de rechercher des signes d’une vie ancienne. Il est espéré qu’une mission de retour d’échantillons puisse être ensuite envisagée sur un tel site.
Vue d’ensemble de la mission Mars 2020
La mission rover Mars 2020 fait partie du programme d’exploration de la NASA, un effort d’exploration robotique à long terme de la planète rouge. La mission Mars 2020 aborde des objectifs scientifiques hautement prioritaires pour l’exploration de Mars, y compris des questions clés sur le potentiel de vie sur Mars. La mission franchit une nouvelle étape en recherchant non seulement des signes de conditions habitables sur Mars dans le passé, mais également des signes de la vie microbienne passée. Le rover Mars 2020 introduit un foret capable de collecter des échantillons de base des roches et des sols les plus prometteurs et de les mettre de côté dans une « cache » à la surface de Mars. Une future mission pourrait potentiellement renvoyer ces échantillons sur Terre. Cela aiderait les scientifiques à étudier les échantillons dans les laboratoires avec un équipement spécial de la taille d’une pièce qui serait trop volumineux pour être emporté sur Mars. La mission offre également des possibilités de collecte de connaissances et de démonstration de technologies répondant aux défis des futures expéditions humaines vers Mars. Il s’agit notamment de tester une méthode de production d’oxygène à partir de l’atmosphère martienne, d’identifier d’autres ressources (telles que les eaux souterraines), d’améliorer les techniques d’atterrissage et de caractériser les conditions météorologiques, la poussière et d’autres conditions environnementales pouvant affecter les futurs astronautes vivant et travaillant sur Mars.
La mission est programmée pour une opportunité de lancement en juillet 2020, lorsque Terre et Mars se trouveront dans de bonnes positions pour atterrir sur Mars. En d’autres termes, il faut moins de puissance pour se rendre sur Mars à cette heure-ci, par rapport à d’autres moments où la Terre et Mars occupent des positions différentes sur leur orbite. Pour que les coûts et les risques de mission soient aussi bas que possible, la conception de Mars 2020 est basée sur l’architecture de mission réussie du Mars Science Laboratory de la NASA, notamment son rover Curiosity et son système d’atterrissage éprouvé.
Le rover Mars 2020 de la NASA (accéléré de 300%) : une équipe d’ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, installe les jambes et les roues – également appelées suspension de mobilité – du rover Mars 2020. Les images de ce laps de temps accéléré ont été prises le 13 juin 2019 à partir d’une caméra au-dessus de la salle High Bay 1 de l’installation d’assemblage de l’engin spatial.
Les quatre objectifs scientifiques du rover Mars 2020
Le rover Mars 2020 a quatre objectifs qui s’appuient sur le programme scientifique :
- Identifier les environnements du passé capables de soutenir la vie microbienne.
- Recherchez des signes de la vie microbienne passée possible dans ces environnements habitables, en particulier dans des roches spéciales connues pour préserver les signes de la vie au fil du temps.
- Recueillir des échantillons de noyau de roche et du « sol » et les stocker sur la surface martienne.
- Tester la production d’oxygène de l’atmosphère martienne.
Tous ont trait au potentiel de Mars en tant que lieu de vie. Les trois premiers considèrent la possibilité d’une vie microbienne passée. Même si le rover ne découvre aucun signe de la vie passée, il ouvre la voie à la vie humaine sur Mars un jour. Le rover Mars 2020 mène également d’autres études scientifiques liées à ses quatre objectifs. Par exemple, le mobile surveille les conditions météorologiques et la poussière dans l’atmosphère martienne. Ces études sont importantes pour comprendre les changements quotidiens et saisonniers sur Mars et aideront les futurs explorateurs humains à mieux prévoir les conditions météorologiques martiennes.
Technologies d’entrée, de descente et d’atterrissage :
La mission s’appuie sur des innovations technologiques démontrées avec succès, en particulier pour l’entrée, la descente et l’atterrissage (EDL). Comme le rover Curiosity de la NASA (mission Mars Science Laboratory), le satellite Mars 2020 utilise un système d’entrée, de descente et d’atterrissage guidés. Le système d’atterrissage de la mission Mars 2020 comprend un parachute, un véhicule de descente et une approche appelée « manœuvre de skycrane » pour abaisser le rover à la surface pendant les dernières secondes précédant l’atterrissage. Ce type de système d’atterrissage offre la possibilité d’atterrir sur la surface de Mars avec un très gros rover lourd dans une zone d’atterrissage plus précise qu’avant le dernier atterrissage de Curiosity. Le rover Mars 2020 ajoute de nouvelles technologies d’entrée, de descente et d’atterrissage (EDL), telles que la navigation TRN (Terrain-Relative Navigation). La navigation en fonction du terrain permet au rover de détecter et d’éviter les terrains dangereux en se détournant autour de lui pendant sa descente dans l’atmosphère martienne. Un microphone permet aux ingénieurs d’analyser l’entrée, la descente et l’atterrissage. Il pourrait également capter les sons du mobile au travail, ce qui fournirait aux ingénieurs des indices sur la santé et les opérations du mobile.
Technologies pour les opérations de surface :
La conception du rover Mars 2020 repose en grande partie sur la conception technique du rover Curiosity. Cette confiance dans un système éprouvé réduit les coûts de mission et les risques. Le système de mobilité à longue portée du rover lui permet de parcourir la surface de Mars sur une distance de 5 à 20 kilomètres. Le rover a, entre autres améliorations, un nouveau design de roue plus performant. Pour la première fois, le rover utilise une foreuse pour carottage des échantillons de roches et de sols martiens. Il rassemble et stocke les noyaux dans des tubes situés sur la surface martienne, en utilisant une stratégie appelée « dépôt en dépôt ». La mise en cache démontre une nouvelle capacité de collecte, de stockage et de conservation des échantillons. Cela pourrait potentiellement ouvrir la voie à de futures missions qui pourraient collecter les échantillons et les ramener sur Terre pour une analyse en laboratoire intensive.
Le rover Mars 2020 aide à préparer l’exploration humaine future de Mars avec une technologie d’extraction de l’oxygène de l’atmosphère martienne, composée à 96% de dioxyde de carbone. Cette démonstration de nouvelle technologie aide les planificateurs de mission à tester les moyens d’utiliser les ressources naturelles de Mars pour aider les explorateurs humains et améliorer les conceptions d’aide à la vie, de transport et autres systèmes importants pour la vie et le travail sur Mars.
Comment le rover explore-t-il pendant les opérations en surface ?
Étape 1: Trouvez des pierres fascinantes
Alors que le rover Mars 2020 explore Mars, les scientifiques identifient des cibles rocheuses prometteuses. Ils recherchent en particulier les roches qui se sont formées dans l’eau ou qui ont été altérées par elle. L’eau est la clé de la vie telle que nous la connaissons. Ces roches sont d’autant plus intéressantes si elles contiennent des molécules organiques, éléments constitutifs de la vie, à base de carbone. Certains types de roches peuvent conserver des traces chimiques de la vie sur des milliards d’années. Trouver des roches qui se sont formées dans l’eau a les éléments chimiques de la vie et peut préserver les signes de la matière organique et de la vie est la clé.
Ensemble, ils améliorent les chances de retrouver d’anciennes traces de vie microbienne sur Mars, si jamais il en existait. En plus de ces roches spéciales, le rover collecte également des roches volcaniques et autres pour aider à établir un registre des changements géologiques et environnementaux survenus au fil du temps.
Étape 2: Collecter des échantillons de roche
Une fois que les scientifiques ont identifié une cible rocheuse d’intérêt, le mobile Mars 2020 en extrait un noyau. Avec un tube pré-nettoyé pour l’échantillon, le carottier rotatif à percussion du robot pénètre environ 5 centimètres dans le matériau cible.
Étape 3: Sceller les échantillons de roche
Le mobile sépare le noyau de la roche et ferme et scelle hermétiquement l’échantillon dans son tube. Chaque échantillon pèse environ 15 grammes.
Étape 4: Transporter les échantillons
Le rover Mars 2020 place chaque tube scellé dans un rack de stockage et le transporte jusqu’à ce que l’équipe de la mission décide de le déposer sur la surface martienne. L’équipe utilise une stratégie appelée mise en cache de dépôt pour déterminer quand et où laisser les tubes. Dans le plan de base, le mobile place un ou plusieurs grands groupes d’échantillons dans des emplacements stratégiques.
Étape 5: Cacher les échantillons
Le rover Mars 2020 place les échantillons martiens, les témoins vides et les témoins bruts de procédure au même endroit sur la surface martienne afin qu’une future mission puisse potentiellement les récupérer et les restituer tous ensemble. Le mobile peut mettre en mémoire cache plus de 30 échantillons de roche et de « sol » (régolithe) sélectionnés.
Étapes suivantes potentiellement complétées par une mission ultérieure sur Mars
Les échantillons de cache resteront sur la surface martienne dans l’attente d’une éventuelle récupération par une future mission. Les images prises par les orbiteurs peuvent identifier les emplacements des échantillons avec une précision d’environ 3 pieds (~ un mètre). Les images prises par les propres caméras du rover augmenteront cette précision à moins d’un demi-pouce (~ un centimètre).
