Atterrissage parfait pour le rover Perseverance

Jeudi 19 février 21h55 heure de Paris, première image transmise par Perseverance du cratère Jezero (Photo : NASA).

Parti depuis le 30 juillet dernier, la mission Mars 2020 a réussi hier soir la phase la plus délicate de son transit depuis la Terre. Avec Curiosity, présent depuis août 2012, la NASA dispose désormais de 2 rovers en activité sur la surface de Mars.

Le Skycrane, la grue propulsée qui avait descendu Curiosity à la surface de la planète rouge il y a 8 ans, a une nouvelle fois prouvé son efficacité en posant avec succès le rover Perseverance hier soir dans le cratère Jezero. Large de 49 km, Jezero est situé au nord-ouest d’Isidis Planitia par 18,38° Nord et 77,58° Est.  Dédiée entre autres à la recherche de traces de vie, cette nouvelle mission d’exploration de Mars sera, d’un point de vue technique, la plus importante de l’année car sa vocation est multiple. S’il s’agit en apparence d’un jumeau de Curiosity, Perseverance diffère par rapport à son prédécesseur (qui a parcouru environ 24 km depuis 2012). Déjà par la masse. Curiosity accusait 899 kg à la pesée tandis que Perseverance dépasse la tonne (1026 kg). La charge utile est différente. Le premier comportait à l’époque 11 instruments tandis que le second n’en compte que 7. Parmi les expériences se trouve une démonstration de production d’oxygène in situ (Moxie) mise au point par le MIT. La réduction du nombre d’expériences s’explique également par la nécessité de prévoir le système de prélèvement d’échantillons qui doivent être récoltés par le rover au cours de sa déambulation au travers des paysages martiens. Ce dispositif représente plus de la moitié de la charge utile. Il doit permettre de collecter jusqu’à 43 carottes d’un diamètre de 13 mm chacun et long maximum de 60 mm. Ces morceaux de Mars seront insérés dans des petits tubes qui seront ensuite scellés puis déposés à même le sol martien. Pour la collecte, le rover commence par analyser le sol à l’aide de trois instruments : les spectromètres SHERLOC et PIXL (à rayons X) ainsi qu’une caméra à fort grossissement (Watson).

Il a fallu gagner 30 % d'espace pour intégrer la spectroscopie Raman dans le boitier laser de Perseverance (Photo : LCS-A.MEUNIER).

Evolution technologique

Le forage du sol s’effectue à l’aide de l’Adaptive Caching Assembly (ACA) un bras d’un demi mètre de long qui est installé dans la partie avant du rover et qui doit piocher des carottes de roche de 10 à 15 g. Ces échantillons, rappelons-le, ne seront pas récupérés avant 2027 par une autre mission actuellement en phase de définition. La masse totale de roche, qui doit être rapportée sur Terre, sera de l’ordre d’environ 500 g. Parmi les autres instruments et dispositifs, quatre contributions étrangères sont installées dans les entrailles de Perseverance dont le radar norvégien Rimfax (Université d’Oslo) qui doit étudier la structure géologique du sous-sol et la station météo MEDA. Celle-ci est construite par Airbus Space pour le compte de l’Institut espagnol de technique aérospatiale. Pour les communications, Airbus fournit également l’antenne à haut gain (HGAS) qui équipait déjà Curiosity. Ces mêmes communications pourront transiter 4 à 6 fois par jour via les orbiteurs MRO et MAVEN (NASA) ainsi que le Trace Gas Orbiter de l’ESA. La grande contribution européenne et française, c’est bien sur Supercam qui est une évolution de l’instrument Chemcam de Curiosity. Il permettait de faire de la spectroscopie en LIBS, ce qui consiste à utiliser un laser pour vaporiser le matériau (la roche) afin d’étudier par spectroscopie la lumière émise par le plasma pour en déterminer la structure atomique. Conjointement réalisé par le CNES et le laboratoire américain de Los Alamos, Supercam va plus loin puisque son laser, conçu par Thales intègre aussi la spectroscopie Raman qui est plus fine que le Libs puisqu’avec cette technique, il sera possible de détecter les structures moléculaires. L’intégration de cette technologie a nécessité de gagner 30 % d’espace dans le boitier installé au sommet du mat où se trouve placé l’instrument. La mise au point du laser, qui pourra réaliser des tirs sur la roche jusqu'à 7 m, a demandé 3,5 ans. Outre un modèle sol et un modèle de qualification, Thales a fourni 2 modèles de vol au JPL. Le bruit des claquements du laser sur la roche doit être enregistré par un microphone mis au point par l'ISAE-Supaéro à Toulouse

Le petit hélicoptère Ingenuity doit pouvoir voler pendant 90 secondes au maximum jusqu'à 50 m (Image : NASA).

1er vol sur une autre planète

Mais dans sa recherche de biosignatures à la surface de la planète Rouge, Perseverance ne sera pas tout seul puisqu’il dispose d’un allié volant avec le Mars Helicopter Scout (MHS), aujourd’hui rebaptisé Ingenuity. Cette petite machine volante doit être la première à s’élever dans l’atmosphère d’une autre planète. Ayant nécessité un investissement de 85 millions de dollars de la NASA, Ingenuity est un petit engin volant de 1,8 kg prévu pour voler à une distance maximale du rover d'environ 50 m et à une hauteur maximum de 5 m. Un panneau solaire, disposé sur le dessus, assure l’alimentation en énergie des batteries lithium-ion pour une puissance maximum de 350 Watts. Cette expérimentation constitue un défi puisqu’Ingenuity doit pouvoir évoluer dans un environnement qui correspond à seulement 1% de l’atmosphère terrestre. Pour assurer sa portance, il dispose de deux rotors contrarotatifs mesurant 1m20 d’envergure et pouvant tourner à 2400 tours/mn. Jusqu’à 5 vols en parfaite autonomie sont normalement prévus dans le courant des 2 premiers mois d'expédition de Perseverance. Si l’expérience est un succès, elle pourrait amener la NASA à la réitérer dans le cadre des futures missions d’exploration automatiques mais aussi humaines.

Antoine Meunier

Dernière mise à jour : 20/02/21, 15h58

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