L’atterrissage

Les termes techniques des sept minutes de terreur sont «entrée, descente et atterrissage» ou EDL. Cela commence lorsque le vaisseau spatial pénètre dans la haute atmosphère martienne à environ 20 000 kilomètres par heure (12 500 miles par heure) et fait face à des températures en augmentation rapide. La persévérance est protégée par un bouclier thermique et une coque, ainsi que par une suite de 28 capteurs qui surveillent les gaz chauds et les vents. Les températures culminent à 13,00 ° C (2400 ° F).

Environ quatre minutes après le début de l’EDL – à environ 11 kilomètres (sept miles) au-dessus de la surface et toujours au sol à environ 1500 km / h (940 mph) – le rover déploie un parachute de 21 mètres Le vaisseau spatial se débarrassera de son bouclier thermique bientôt. En dessous se trouvent une multitude d’autres instruments radar et caméras qui seront utilisés pour placer le vaisseau spatial dans un endroit sûr. Un logiciel appelé Terrain-Relative Navigation traite les images prises par les caméras et les compare à une carte topographique embarquée pour déterminer où se trouve le vaisseau spatial et vers quels points de sécurité potentiels il doit se diriger.

À un peu moins de six minutes après le début de l’EDL et à environ deux kilomètres dans les airs, la coque extérieure et le parachute se séparent du rover et Perseverance se dirige directement vers le sol. L’étage de descente (fixé au-dessus du rover) utilise ses propulseurs pour trouver un endroit sûr à moins de 10 à 100 mètres de son emplacement de chute actuel, et ralentit à environ 2,7 km / h (1,7 mph). Des cordons en nylon sur la scène de descente abaissent le rover au sol à une distance de 20 mètres (66 pieds) dans les airs. Une fois que le rover touche le sol, les cordons sont coupés et l’étage de descente s’envole pour s’écraser au sol à une distance de sécurité. La persévérance est maintenant dans sa nouvelle maison.

cratère de Jezero
Une vue du cratère Jezero. À gauche, une carte spectrale des gisements minéraux façonnés par l’activité de l’eau dans le passé. Sur la droite se trouve une carte des dangers créée pour illustrer un terrain accidenté élevé que Perservance cherchera à éviter lors de l’atterrissage.

NASA

La science

L’esprit et l’opportunité nous ont aidés à mieux comprendre l’histoire de l’eau sur Mars, et Curiosity a trouvé des preuves de composés organiques complexes – des molécules riches en carbone qui sont les ingrédients bruts de la vie. Ensemble, ces preuves nous ont indiqué que Mars était peut-être habitable dans le passé. La persévérance va franchir la prochaine étape importante: la recherche de signes de la vie extraterrestre ancienne.

Pourquoi le cratère Jezero? C’est un ancien lit de lac vieux de 3,8 milliards d’années. Une rivière y transportait de l’eau, et c’est dans le delta du fleuve que les sédiments auraient pu déposer des composés organiques préservés et des minéraux associés à la vie biologique.

Vingt-trois caméras sur Perseverance étudieront Mars à la recherche de preuves de vie. Le plus important d’entre eux est la caméra Mastcam-Z, qui peut prendre des images stéréoscopiques et panoramiques et possède une capacité de zoom extraordinairement élevée pour mettre en évidence les cibles (telles que les modèles de sol et les anciennes formations de sédiments) qui méritent une étude plus approfondie; SuperCam, qui peut étudier la composition chimique et minérale de la roche et dispose d’un microphone qui sera utilisé pour écouter la météo martienne; et les spectromètres PIXL et SHERLOC, qui chercheront des molécules complexes qui indiquent la biologie. La caméra Watson de SHERLOC effectuera également des images microscopiques jusqu’à une résolution de 100 microns (à peine plus grande que la largeur d’un cheveu humain).

Briony Horgan, un scientifique planétaire à l’Université Purdue qui fait partie de l’équipe Mastcam-Z, dit que les scientifiques sont plus intéressés par la recherche de matière organique fortement concentrée ou qui ne pourrait être que le résultat d’une activité biologique, comme les stromatolites (restes fossilisés créés par des couches des bactéries). «Si nous trouvons des modèles particuliers, cela pourrait être qualifié de biosignature, preuve de la vie», dit-elle. «Même si ce n’est pas concentré, si nous le voyons dans le bon contexte, cela pourrait être un signe vraiment puissant d’une véritable biosignature.»

Après l’arrivée de Perseverance, les ingénieurs passeront plusieurs semaines à tester et étalonner tous les instruments et fonctions avant que l’enquête scientifique ne commence sérieusement. Une fois que cela sera terminé, Perseverance passera encore quelques mois à se rendre sur les premiers sites d’exploration du cratère Jezero. Nous pourrions trouver des preuves de la vie sur Mars dès cet été – si jamais elle était là.

Nouveau monde, nouvelle technologie

Comme toute nouvelle mission de la NASA, Perseverance est également une plate-forme permettant de démontrer certaines des technologies les plus avancées du système solaire.

L’un est MOXIE, un petit appareil qui cherche à transformer l’atmosphère martienne lourde de dioxyde de carbone en oxygène utilisable par électrolyse (en utilisant un courant électrique pour séparer les éléments). Cela a déjà été fait sur Terre, mais il est important de prouver que cela fonctionne sur Mars si nous espérons que les humains pourront y vivre un jour. La production d’oxygène ne pouvait pas seulement fournir à une colonie martienne de l’air respirable; il pourrait également être utilisé pour générer de l’oxygène liquide pour le carburant de fusée. MOXIE devrait avoir environ 10 occasions de produire de l’oxygène pendant les deux premières années de Persévérance, à différentes saisons et heures de la journée. Il fonctionnera pendant environ une heure à chaque fois, produisant 6 à 10 grammes d’oxygène par session.

Il y a aussi Ingenuity, un hélicoptère de 1,8 kilogramme qui pourrait effectuer le premier vol contrôlé motorisé jamais effectué sur une autre planète. Le déploiement d’Ingenuity (qui est rangé sous le rover) prendra environ 10 jours. Son premier vol sera d’environ trois mètres dans les airs, où il planera pendant environ 20 secondes. S’il réussit à voler dans l’atmosphère ultra-mince de Mars (1% aussi dense que la Terre), Ingenuity aura beaucoup plus de chances de voler ailleurs. Deux caméras sur l’hélicoptère nous aideront à voir exactement ce qu’il voit. À elle seule, l’ingéniosité ne sera pas essentielle pour explorer Mars, mais son succès pourrait ouvrir la voie aux ingénieurs pour réfléchir à de nouvelles façons d’explorer d’autres planètes lorsqu’un rover ou un atterrisseur ne suffira pas.

Aucune de ces manifestations ne sera le moment phare de la persévérance. Le point culminant de la mission, qui peut prendre 10 ans à réaliser, sera le retour d’échantillons de sol martien sur Terre. Perseverance forera dans le sol et collectera plus de 40 échantillons, dont la plupart seront retournés sur Terre dans le cadre d’une mission conjointe NASA-ESA. Les responsables de la NASA suggèrent que cette mission pourrait avoir lieu en 2026 ou 2028, ce qui signifie que le plus tôt possible pour leur retour sur Terre est 2031.

La collecte de tels échantillons n’est pas une mince affaire. La société de robotique Maxar a construit le bras de manipulation d’échantillons (SHA) qui contrôle le mécanisme de forage pour collecter les carottes de sol martien du sol. L’entreprise a dû construire quelque chose qui fonctionnait de manière autonome, avec du matériel et des composants électroniques capables de résister aux variations de température de -73 ° C (100 ° F) la nuit à plus de 20 ° C (70 ° F) pendant la journée. Et le plus important, il devait construire quelque chose qui pourrait faire face à la poussière martienne.

«Lorsque vous parlez d’un mécanisme mobile qui doit appliquer une force et aller exactement là où vous en avez besoin, vous ne pouvez pas avoir une toute petite particule de poussière qui arrête tout le spectacle», déclare Lucy Condakchian, directrice générale de la robotique. chez Maxar. SHA, situé sous le rover lui-même, est exposé à une tonne de poussière soulevée par les roues du rover ou par forage. Diverses innovations devraient l’aider à résister à ce problème, notamment de nouveaux lubrifiants et une conception en accordéon métallique pour son mouvement latéral (d’avant en arrière).

Cependant, avant que l’une de ces choses ne fonctionne, le rover doit se rendre sur Mars en un seul morceau.

«Il ne vieillit jamais», dit Condakchian. «Je suis aussi nerveux que lors des missions précédentes. Mais c’est une bonne nervosité – une excitation de recommencer.