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Mars Exploration Rover

Mars Exploration Rover (MER) est une mission spatiale initiée par les États-Unis et confiée à la NASA sur la planète Mars.

Elle a pour but une exploration géologique de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...) Mars à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) d’une présence ancienne et prolongée d’eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), qui aurait permis l’apparition de traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne dans le cadre du...) de vie (La vie est le nom donné :), grâce à deux sondes automatiques lancées depuis Cap Canaveral (Cap Canaveral est une base de lancement américaine située en Floride (28°27′ de latitude Nord et 80°32′ de longitude Ouest) créée en 1959. C'est une zone...) par une fusée (Fusée peut faire référence à :) Delta II :

  • MER-A, le robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement dangereuses, pénibles, répétitives ou...) Spirit lancé le 10 juin 2003, s’est posé le 3 janvier 2004 dans le cratère Gusev (Le cratère Gusev est un cratère météoritique martien situé par 14° 35’ S, 175° 25’ E.), une dépression de 170 km de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère.) qui a peut-être accueilli un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer une stratification, une zonation, ou une...).
  • MER-B, le robot Opportunity lancé le 8 juillet 2003, s’est posé le 24 janvier 2004 sur Meridiani Planum (Meridiani Planum est une plaine de la planète Mars localisée par 00° 10’ N, 02° 30’ W. Son nom vient de sa position sur Mars. En effet le premier...).

Cet article utilise trois conventions de langage :

  • Le terme de rover, consacré par l’usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.), est employé à la place du mot astromobile.
  • Les agents de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...) ont adopté par convention le genre féminin pour les rovers Spirit et Opportunity.
  • La durée des missions des rovers est exprimée en nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de " sols ", qui représentent le nombre de jours martiens écoulés depuis l’arrivée de chaque robot sur Mars. Un sol correspond à 24h 39min.

Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou...) publique de la NASA sur la mission Mars Exploration Rover (Mars Exploration Rover (MER) est une mission spatiale initiée par les États-Unis et confiée à la NASA sur la planète Mars.)

Origine des noms des rovers

La façon de procéder au choix des noms des rovers montre une tentative de la NASA pour attirer l’attention du public américain sur l’exploration spatiale en la rattachant aux mythes fondateurs des USA, et en essayant de cibler en particulier la jeunesse.

Les noms de Spirit et Opportunity ont été retenus à l’issue d’un concours organisé par la société Lego avec la collaboration de la Planetary Society à la demande de la NASA. La lauréate fut une petite fille de 9 ans, Sofi Collis, née en Sibérie, et adoptée par une famille américaine vivant en Arizona. Elle rédigea le poème suivant :

I used to live in an Orphanage.
It was dark and cold and lonely.
At night, I looked up at the sparkly sky and felt better.
I dreamed I could fly there.
In America, I can make all my dreams come true…
Thank-you for the " Spirit " and the " Opportunity "

Ces noms ont été adoptés en référence à la légende de la Conquête de l’Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).), désignée comme the land of opportunity pour les colons dotés du pioneering spirit.

Opération " Envoyez votre nom sur Mars "

L'opération " Send Your Name to Mars " a permis à la NASA de collecter 4 millions de noms qui ont été inscrits sur un DVD fixé avec 3 briques Lego à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) de chacune des plates-formes d'atterrissage des rovers.

Le DVD montre en son centre un personnage (Astrobot), toujours de la société Lego, destiné à inciter les plus jeunes à suivre le déroulement de la mission par l’intermédiaire d’un journal sur le web.

Le bord du DVD affiche également un message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de communication, notamment en présence de parasites appelés...) codé dont le déchiffrage est proposé au public.

Ces disques numériques ont été fabriqués en verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2) et de fondants,...). La NASA a retenu comme fournisseur la société Plasmon OMS, une PME de Normandie.

Ce DVD porte aussi des aimants destinés à collecter de la poussière martienne en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d’études spectroscopiques.

Astéroïdes baptisés des noms des rovers

En hommage aux rovers explorant la planète Mars, les noms de Spirit et Opportunity ont été attribués respectivement à l’astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres et qui, à la...) 37452 et à l’astéroïde 39382. Ceux-ci ont été découverts le 24 septembre 1960 par Ingrid van Houten-Groeneveld, Cees J. van Houten, et Tom Gehrels, avec les télescopes de l’observatoire du Mont Palomar du Caltech.

L’astéroïde (37452) Spirit a un diamètre de 4 à 9 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le...), et l’astéroïde (39382) Opportunity a un diamètre de 3 à 7 kilomètres. Ingrid van Houten-Groeneveld, qui vit aux Pays-Bas, a proposé ces noms récemment après que ces astéroïdes se furent vus assignés un matricule officiel en 2002.

Les deux astéroïdes accomplissent leurs orbites en 7,9 ans autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...) entre Mars et Jupiter. Ni l’un, ni l’autre ne suivent un chemin qui croise l’orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) d’autres planètes. Ils appartiennent à un petit groupe d’astéroïdes connus sous le nom de groupe de Hilda, qui ont une résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la fréquence propre...) d’orbitale de 3:2 avec Jupiter. Ceci signifie que chaque fois que Jupiter accomplit deux orbites autour du soleil, les astéroïdes en accomplissent trois.

Autres opérations de communication

D’autres actions de communication ont été réalisées par la NASA, comme un concours de dessins sur le thème de l’exploration de Mars, ou l’utilisation de personnages de dessins animés pour symboliser les rovers. Mais l’opération la plus significative est un énorme effort de mise à disposition d’informations sur Internet (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée et le...), notamment en diffusant des images brutes filmées par les caméras des rovers.

Équipements et structure

Structure de l’engin spatial

Chacun des engins spatiaux jumeaux qui composent la mission MER (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) comporte :

  • un étage de croisière de 2,25 m de diamètre, équipé de panneaux solaires de 4,4 m², de deux antennes de faible et moyen gain pour communiquer avec la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...), de moteurs de correction de trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) à l’hydrazine, de deux senseurs solaire et stellaire pour la navigation.
  • un bouclier de protection arrière avec des rétrofusées et un parachute (Le parachute est un dispositif destiné à freiner le mouvement, principalement vertical d'un objet ou d'une personne.).
  • un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme...) composé par le rover, le module d’atterrissage tétraédrique, et les airbags.
  • un bouclier de protection thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes...).

L’ensemble de l’engin spatial est stabilisé grâce à une rotation de deux tours par minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au...).

Les composants de chacun des engins spatiaux ont le poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du...) suivant :

  • Rover - 174 kg,
  • Module d’atterrissage - 348 kg,
  • Bouclier de protection arrière et parachute - 209 kg,
  • Bouclier de protection thermique - 78 kg,
  • Étage de croisière - 193 kg,
  • Carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) - 50 kg.

Le poids total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas forcément...) est de 1 063 kg.

Structure des rovers

Jumeaux, les deux rovers ont une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 1,5 m, une largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la plus...) de 2,3 m, une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est...) de 1,6 m et un poids de 185 kg. Chaque rover comporte :

  • une cellule centrale triangulaire, qui abrite l’ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous forme binaire,...) de bord et ses batteries, et les maintient à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) contrôlée (entre -40° et +40°),
  • 6 roues équipées chacune d’un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou...) individuel, et d’un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une...) de direction pour les 4 roues de devant et de derrière, ce qui permet au rover de faire des tours de 360° sur lui-même.
  • un système de mobilité pour circuler sur terrain rocheux, reliant les roues à la cellule centrale,
  • des panneaux solaires pouvant fournir jusqu’à 140 watts d’énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel à la quantité...), capables de se dresser à la verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) pour tenter de faire glisser la poussière martienne accumulée,
  • 2 batteries rechargeables,
  • un bras robotisé (IDD) porteur de l’outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions...) d’abrasion des roches (RAT), de 2 spectromètres (Mössbauer et APXR) et d’une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) microscope.
  • 3 antennes radios, à grand gain, à faible gain et UHF,
  • un ordinateur (voir ci-après),
  • un système de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) et de maintien de la température des organes internes : thermomètres, thermostats, radiateurs, système d’évacuation de la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), peinture dorée, isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les...) (aérogel). La température doit être suffisamment élevée et constante pour garantir le bon fonctionnement des circuits électriques et des batteries. Ces derniers ont donc été placés dans une boîte isolée (Warm Electronics Box ou WEB), qui est réchauffée par huit cellules chauffantes (Radio-isotope Heater Units ou RHU). La chaleur est produite dans chaque cellule par 2,7 grammes de dioxyde de plutonium (Le plutonium est un métal lourd de symbole chimique Pu et de numéro atomique 94, très dense — approximativement 1,74 fois plus lourd que le plomb — radioactif et toxique,...).
  • un mât (Le mât est un espar vertical (mis à part le beaupré) servant à soutenir les voiles sur un bateau à voiles. De manière générale, c'est un pylône vertical.) portant des instruments de navigation et scientifiques : une caméra panoramique, deux caméras de navigation, et un spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de...) thermique.
  • 6 caméras de navigation et 3 caméras scientifiques (voir ci-dessous).

Équipements de communication d’un rover

La mission Mars Pathfinder (La mission Mars Pathfinder fut lancée le 4 décembre 1996 par la NASA grâce à une fusée Delta II, un mois après l'orbiteur Mars Global Surveyor. Après un voyage...) employait un petit robot, Sojourner, qui restait dépendant de son module d’atterrissage, car celui-ci était le support des équipements de communication avec la terre.

Dans la mission MER, au contraire, les rovers sont indépendants de l’atterrisseur (Un atterrisseur (lander en anglais) désigne en dans le domaine de l'astronautique un engin spatial embarqué dans un véhicule spatial...) qui est abandonné lorsque le robot se met en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le chemin.). En effet, chaque rover est équipé avec 3 antennes pour communiquer avec la Terre :

  • une antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) grand gain (HGA), parabolique, portant à son verso un mémorial (voir ci-dessous), et qui permet de communiquer directement avec la Terre dans la bande X (Dans les télécommunications radio, la bande X est une plage de fréquences aux alentours de 8 GHz. Elle est attribuée a l'armée. On la retrouve également dans certains radars météorologiques mais la forte...). Cette antenne est pilotable pour l’orienter vers la Terre. Son débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) est de 11 Kbit/s pendant 3 heures (L'heure est une unité de mesure  :) par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) au maximum.
  • une antenne faible gain omnidirectionnelle (LGA), pour communiquer directement avec la Terre, à un faible débit de 7 à 10 bits/s dans la bande X.
  • une antenne UHF omnidirectionnelle, pour communiquer avec les orbiteurs américains Mars Global Surveyor (Mars Global Surveyor est une mission conjointe de la NASA et du Jet Propulsion Laboratory, destinée à cartographier la planète Mars. Elle est la première mission américaine réussie depuis les sondes Viking vingt ans auparavant.) et Mars Odyssey (2001 Mars Odyssey est le nom donné à un vaisseau spatial de la NASA en orbite autour de la planète Mars. Cette sonde utilise des spectromètres et l'imagerie pour détecter une présence...), et avec l’orbiteur (Dans le domaine de l'astronautique, un orbiteur est un vaisseau satellisé autour d'une planète. Plus précisément, il est utilisé pour désigner :) européen Mars Express (Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA), qui a pour objectif l'étude de Mars.), s’ils sont à la verticale du robot. Son débit est de 128 Kbit/s, pendant une ou deux sessions de quelques minutes par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...).

Caméras de navigation et d’observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) scientifique

Angles de vue des caméras : caméra panoramique (Pancam), caméra de navigation à grand angle (Navcam), caméra de détection d’obstacle avant (Front Hazcam) et arrière (Rear Hazcam).
Angles de vue des caméras : caméra panoramique (Pancam), caméra de navigation à grand angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) (Navcam), caméra de détection d’obstacle avant (Front Hazcam) et arrière (Rear Hazcam).

Les rovers comportent 9 caméras destinées d’une part à la navigation et d’autre part aux études scientifiques :

  • 2 paires de caméras monochromes, permettant d’obtenir des images en relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé pour caractériser la forme de la surface de la Terre.), destinées à détecter les obstacles sur le parcours de l’appareil :
    • une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) située à l’avant du rover (Front Hazcam), qui sert également à observer le bras robotisé,
    • une paire à l’arrière du rover (Rear Hazcam).
  • une paire de caméras panoramiques (PanCam) de haute résolution, fixées au sommet du mat vertical porteur d’instruments. Chacun de ces instruments est équipé d’un capteur (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique,...) CDD de 1024 pixels sur 1024 pixels. Ce dispositif permet de faire des images en relief, et de repérer les roches et les sols intéressants pour une analyse ultérieure par les autres appareils de mesure. La PanCam est équipée de :
    • 8 filtres montés sur une roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) permettant des captures d’images à des longueurs d’onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de...) de 0,4 à 1,1 micromètres.
    • 2 filtres solaires pour mesurer l’absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie...) des rayons solaires par les poussières dans l’atmosphère de Mars (L’atmosphère de Mars désigne la couche de gaz entourant la planète Mars. La pression au sol de l'atmosphère martienne varie entre 30 Pa (0,03 kPa), au sommet d'Olympus Mons, et...).
    • des filtres permettant la vision infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des...) pour l'œil droit de la Pancam.
    • des filtres dans la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil...) pour l'œil gauche de la caméra.
  • une paire de caméras grand angle (Navigation Camera ou NavCam), de faible résolution, destinées à la navigation,
  • une caméra microscope (Microscopic Imager), placée sur le bras robotisé, permettant d’obtenir des gros plans d’une résolution de 20 à 40 micromètres par pixel. Pour la mise au point (Graphie), la distance entre le microscope et la surface photographiée est mesurée à l’aide d’une petite tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en...) métallique.

Spectromètres et autres instruments d’observation

Chaque robot transporte également 3 spectromètres :

  • un spectromètre infrarouge miniature d’émission thermique (Mini-TES), pour étudier la composition minéralogiques des roches et des sols, en mesurant le rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple : radioactivité α)....) naturel infrarouge émis par ces objets. Cet appareil est fixé sur le mât de chaque rover, à côté de la caméra panoramique.
  • un spectromètre Alpha Particle Rayons X (APXS), développé par l’Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Max-Planck de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) de Mayence en Allemagne, employé pour des analyses rapprochées de l’abondance des éléments constitutifs des roches et du sol. Les sources radioactives de Curium 244 de cet appareil bombardent de particules alpha et de rayons X le substrat à étudier. Ensuite, il analyse soit les rayons X émis par les éléments les plus lourds, soit les particules alpha réfléchies par les éléments les plus légers (carbone, oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), azote (Table complète - Table étendue) mais pas hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et hélium). Cet instrument est fixé au bout du bras robotisé.[1]
  • un spectromètre Mössbauer (La spectrométrie Mössbauer est une méthode permettant de déterminer le degré d'oxydation et l'environnement d'élèments chimiques. L’effet Mössbauer, sur lequel s'appuie ce spectromètre, a valu le prix Nobel de...) MIMOS II, élaboré par le Dr Göstar Klingelhöfer de l’université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) Johannes Gutenberg de Mayence, en Allemagne, employé pour l’examen rapproché de la minéralogie des roches et des sols. Cet appareil utilise un rayon gamma (Les rayons gamma, symbolisés par la lettre grecque γ, sont une forme de rayonnement électromagnétique de haute énergie produits par la désintégration γ ou d'autre processus nucléaire ou...) pour mesurer la présence de minéraux riches en fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme...) et leur état d’oxydation. Il est placé au bout du bras robotisé.[2]

A noter également :

  • un outil d’abrasion des roches (RAT), qui permet d’enlever la poussière et la surface des roches à étudier sur un diamètre de 4,5 cm, et une profondeur de 5 mm, grâce à une meule constituée d’éclats de diamants fixés sur une résine solide. Cet instrument permet d’étudier les roches en évitant les biais liés à la poussière ou à une altération de surface. Il est disposé au bout du bras robotisé. L’image ci-contre montre une vue en gros plan prise par la caméra microscope du robot Spirit, d’une zone abrasée par l’outil RAT du rocher Mazatzal, le jour Sol 82 de la mission MER A sur Mars.
  • 7 aimants destinés à piéger les particules magnétiques, et à les étudier à l’aide de la caméra panoramique, de la caméra microscope, et des spectromètres Mössbauer et APXS. Le dispositif de capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère...) magnétique est constitué d’un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée...) central et de trois anneaux, ayant chacun une orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) magnétique alternée. L’ensemble constitue un cylindre de 4,5 cm de diamètre. Les poussières s’accumulent au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), au fil des captures des particules en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments. Le fait de...) dans l’air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des...) martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus répandue, les martiens,...), qui est très riche en poussières. Comme les différents aimants ont des puissances différentes, les plus faibles ne capturent que les particules plus magnétiques, alors que les plus forts les capturent presque tous. En revanche, il ne sera pas possible de savoir quelle est l’origine précise d’un ensemble donné de poussières.

Équipement informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le...) et système d’exploitation

L’équipement informatique des deux rovers est le suivant :

  • Microprocesseur : un RAD6000, qui est un processeur (Le processeur, ou CPU (de l'anglais Central Processing Unit, « Unité centrale de traitement »), est le composant de l'ordinateur qui exécute les programmes informatiques. Avec la...) RISC 32 bits construit par la firme Lorad, en fait une adaptation durcie à l’égard des radiations des PowerPC (Le PowerPC est une architecture de microprocesseurs développée conjointement par Apple, IBM et Freescale (ex-Motorola Semiconducteurs). Elle utilise un modèle RISC,...) utilisés entre autres dans les Macintosh (Macintosh (prononcé /makintɔʃ/) ou Mac est une série de différentes familles d'ordinateurs personnels conçus, développés, et vendus par Apple. Le premier...) de la société Apple (Apple, Inc. (Apple Computer, Inc. jusqu'en janvier 2007 ; apple signifie « pomme » en anglais) (NASDAQ : AAPL) est une société multinationale dont l'activité principale était de fabriquer et de vendre des...) depuis 1994. Sa vitesse (On distingue :) est de 20 millions d’instructions par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est...).
  • Mémoire : 128 Mo de DRAM (La drachme est une unité ancienne de masse, utilisée depuis l'Antiquité.), 256 Mo de mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) flash et 3 Mo de EEPROM (mémoire non volatile).
  • Système d'exploitation : VxWorks (VxWorks est un système d'exploitation multitâche temps réel, généralement utilisé dans les systèmes embarqués.), un OS temps réel de la firme Wind River, déjà employé pour les missions Mars Pathfinder et Stardust.

Un voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage s'est considérablement développé et démocratisé, au cours...) de sept mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.)

Lancement

La fusée Delta II de la firme Boeing (Boeing (nom officiel en anglais The Boeing Company) est l'un des plus grands constructeurs aéronautiques et aérospatiaux au monde. Son siège social est situé à Chicago, dans l'Illinois. Ses deux plus grandes...) a été sélectionnée par la NASA pour effectuer le lancement des deux engins spatiaux MER en raison de sa fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) et de sa puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :), en rapport avec la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) à propulser. Cette famille de lanceurs a été mise en service plus de 10 ans avant ce lancement, et elle a été employée pour plus de 90 projets.

Elle a déjà été utilisée pour lancer les 5 précédentes missions de la NASA vers Mars :

  • Mars Global Surveyor en 1996,
  • Mars Pathfinder en 1996,
  • Mars Climate Orbiter (Mars Climate Orbiter (anciennement Mars Surveyor Orbiter) était l'une des deux sondes spatiales du programme Mars Surveyor, l'autre étant Mars Polar Lander...) en 1998,
  • Mars Polar Lander (La sonde Mars Polar Lander faisait partie intégrante du programme Mars Surveyor 98 de la NASA. Cette sonde, destinée à se poser sur sol martien, comprenait aussi un...) en 1999,
  • Mars Odyssey en 2001.

La mission Spirit a utilisé une fusée Delta II 7925 standard, qui a décollé le 10 juin 2003 à 17 h 58 min 47 s UTC. Par contre, la mission Opportunity, qui a été lancée plus tardivement le 7 juillet 2003 à 03 h 18 min 15 s UTC, a nécessité plus d’énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) pour atteindre Mars. Elle a donc été lancée par une fusée Delta II 7925 H, où " H " signifie " Heavy " (lourde).

Le 1er lancement avec la fusée Delta II 7925 a eu lieu dans le complexe spatial 17A (SLC-17A) de la station Cap Canaveral de l’Air Force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage...) Station en Floride. Le 2ème lancement avec la fusée Delta II 7925H a été effectué depuis le même site depuis le pas de tir SLC-17B.

Au décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état statique - au sol - vers le vol.), la fusée Delta II pèse au total 285 228 kg, dont seulement 1 070 kg pour l’engin spatial.

Les principaux éléments constituant la fusée Delta II sont les suivants :

  • Des fusées d’appoint à carburant solide sont employées pour augmenter la puissance de la fusée : 9 au total, dont 6 déclenchées au décollage, et 3 fonctionnant une minute ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte...) pendant le vol.
  • L’étage I est alimenté avec du kérosène (Le kérosène est un mélange d'hydrocarbures contenant des alcanes (CnH2n+2) de formule chimique allant de C10H22 à C14H30. Issu du raffinage du pétrole, il résulte du soutirage pendant la distillation d'une coupe...) et de l’oxygène liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.). Il comporte un moteur Rocketdyne RS-27A, qui développe une poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) de 890 000 Newtons.
  • L’étage II utilise un moteur Aerojet AJ10-118K, qui brûle une combinaison (Une combinaison peut être :) d’Aérozine 50 (un carburant fait de 50 % d’hydrazine et 50 % de diméthyl-hydrazine asymétrique) et de tétroxyde d’azote (comburant à base de N2O4). L’étage II s’allume à deux reprises : dans la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) finale de la mise sur orbite terrestre, puis pour aligner le reste du lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball ) et le vaisseau spatial vers Mars, avec la bonne vitesse et le bon angle de lancement.
  • L’étage III comporte un moteur fusée solide, qui fonctionne pendant 90 s pour injecter l’engin spatial sur sa trajectoire vers Mars.
  • La coiffe abrite les étages II et III, ainsi que l’engin spatial MER. Il les protège des forces aérodynamiques durant la traversée de l’atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) terrestre. La coiffe est larguée à une altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.) de 130 km, à la fin de la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) de l’étage II.

À la suite du décollage, les principales phases du vol sont les suivantes :

  • Insertion dans une orbite circulaire " parking " autour de la Terre.
  • Insertion de l’engin spatial sur une trajectoire vers Mars.
  • Séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs...) de l’engin spatial et du véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) de lancement.
  • Repérage initial par le Deep Space Network (voir ci-dessous).
  • Vérification de l’état de l’engin spatial.
  • Exécution d’un ensemble minimum de commandes de post-lancement.

Trajectoire et navigation spatiale

Les sondes effectuent un voyage d’environ six mois et parcourent la distance relativement courte de cinquante-six millions de kilomètres, dû au rapprochement exceptionnel de Mars et de la Terre à la fin de l’année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) 2003.

Les planètes ne seront plus aussi proches avant l’an 2287. Cependant Mars et la Terre se trouvent relativement proches l’une de l’autre, en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) tous les seize ans lorsque les deux planètes sont en opposition périhélique. C’est alors une période propice pour l’envoi de sondes vers Mars.

Le guidage des sondes a nécessité des mesures de très haute précision, prenant en compte un grand nombre de facteurs influençant la trajectoire. Par exemple :

  • l’absence de prise en considération de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) de la radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou...) solaire, qui amène les panneaux solaires à se conduire comme une voile solaire, aurait entraîné une dérive de 4 km en 10 jours.
  • une erreur de 5 cm sur la position des antennes réceptrices entraîne un biais de 500 m près de Mars.

La navigation spatiale a employé la technique du DDOR (Delta Differential One-way Range ou variation différentielle directe de la distance), prononcée Delta Door (porte delta). Celle-ci fait appel au Deep Space Network, qui est un réseau de trois grandes stations de suivi radio (A supprimer) des sondes interplanétaires, situées à Goldstone dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).) Mojave en Californie, près de Madrid (Madrid est la capitale de l'Espagne. Ville la plus vaste et la plus peuplée du pays, c'est le chef-lieu de la Communauté autonome de Madrid qui appartient à la province de Madrid. Elle...) en Espagne, et près de Canberra en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de...). Chaque station de suivi comporte au moins 4 antennes qui se caractérisent par leurs très grandes dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), de 34 m à 70 m de diamètre.

Deux de ces stations, distantes de 120° à la surface de la terre, ont été utilisées pour suivre simultanément :

  • chaque vaisseau lancé vers Mars,
  • un quasar (En astronomie, un quasar (pour source de rayonnement quasi-stellaire, quasi-stellar en anglais) est une source d'énergie électromagnétique, incluant la lumière. Les quasars visibles de la Terre montrent tous un décalage vers le rouge très...) situé dans une direction angulaire proche de chaque vaisseau.

La technique DDOR permet de déterminer très précisément la position du vaisseau par parallaxe (La parallaxe est l'incidence du changement de position de l'observateur sur l'observation d'un objet.) d’après :

  • la position du quasar, qui est connue à quelques milliardièmes de degrés près,
  • la position des deux antennes réceptrices, en évaluant la vitesse de rotation de la Terre à 0,2 millisecondes près, ses variations, l’influence de la tectonique des plaques (La tectonique des plaques (d'abord appelée dérive des continents) est le modèle actuel du fonctionnement interne de la Terre. Elle est l'expression en surface de la convection qui se déroule dans le manteau terrestre.), et même en faisant appel à une modélisation du comportement du noyau de fer liquide de la Terre,
  • la distance angulaire (La distance angulaire est la plus petite distance entre deux points d'un cercle. Généralisée en trois dimensions, elle revient au problème de la distance du grand cercle. Le...) entre le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par...) du quasar et celle du vaisseau.

Atterrissage sur Mars

Airbags des rovers Spirit et Opportunity.
Airbags des rovers Spirit et Opportunity.

La phase de l’atterrissage sur Mars a duré 6 minutes, après 6 mois passés dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) de l’espace.

Les principales étapes sont les suivantes :

  • Traversée de l’atmosphère martienne : la prise de contact s’est faite à plus de 19 000 km/h. La traversée a provoqué une décélération de 7 g, correspondant à un ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée qui ne peut être franchie à la vitesse normale de la ligne.) de plus de 4 000 km/h par minute. Le bouclier thermique (Un bouclier thermique, dans le domaine de l'astronautique, est un dispositif destiné à protéger une partie d'un engin spatial contre l'échauffement cinétique.) a été porté à une température de 1 500 °C.
  • Déploiement du parachute au bout de 4 minutes, à une vitesse de 1 600 km/h et à 10 km au-dessus du sol martien.
  • Largage du bouclier thermique, 20 secondes plus tard.
  • Sortie de l’atterrisseur depuis le module de descente, 10 secondes plus tard, le long d’un câble de 20 m, à 6 km d’altitude. Ce dispositif permet de placer les airbags hors de portée des rétrofusées, et d’éviter que leur allumage (Pour s'enflammer, le mélange air-essence, un gaz contenu dans le cylindre doit subir une élévation de température permettant de porter une partie de sa masse au-dessus de sa...) ne les fasse éclater. De plus, ce système pendulaire (Se dit d'un ULM ou d'un PULMA qui se pilote par déplacement du centre de gravité.) réduit le risque d’un emballement de l’atterrisseur dans le parachute causé par des turbulences de l’atmosphère martienne.
  • À 2 500 m du sol, évaluation de la vitesse de chute par le radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux, ou encore la pluie. Un émetteur envoie des ondes radio, qui sont...) d’approche, pour déterminer la durée de fonctionnement des rétrofusées, ainsi que la vitesse horizontale et de la direction, pour déterminer les fusées à actionner.
  • Gonflement des airbags.
  • À 200 m du sol, allumage des rétrofusées pour amener la vitesse verticale à zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des...).
  • À 12 m du sol, coupure du câble et chute de l’atterrisseur pendant 3 secondes.
  • Contact avec le sol martien provoquant une décélération de 3 g, avec un amortissement par les airbags, et rebond à 10 m de haut.
  • Rebonds pendant une minute, jusqu’à l’immobilisation finale.

Mission sur Mars

Objectifs de durée et de distance, et difficultés rencontrées

Les objectifs fixés aux constructeurs des rovers étaient les suivants :

  • durée de fonctionnement de 90 jours à la surface de Mars.
  • distance à parcourir de 600 m.

Ces objectifs ont été atteints par le robot Spirit le 5 avril 2004, correspondant au jour Sol 91, depuis son atterrissage sur Mars. Malgré une immobilisation initiale de 2 semaines causée par un problème informatique, et un problème sur l’une de ses roues ralentissant sa progression, le faible taux de problèmes techniques observés laisse espérer que le rover sera actif bien au-delà de sa durée prévue de 90 jours.

Le 3 janvier 2005, l’équipe de la mission a pu fêter le 1er anniversaire de Spirit à la surface de Mars. À cette date, Spirit a cheminé sur plus de 3 000 m à l’intérieur du cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le cratère formé à la suite d'un...) Gusev. Le robot, toujours en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) comme son frère jumeau (Littéralement, le terme jumeau se réfère à tous les individus (ou l'un de ceux-ci) qui ont partagé le même utérus et qui sont nés le même...) Opportunity, a réussi à passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) le cap de l’hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) martien. Au total, les deux robots ont pris à cette date plus de 50 000 clichés de Mars.

La principale difficulté pour passer la phase hivernale fut le maintien des ressources en électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la...), malgré la baisse de l’intensité des rayons du soleil, et la présence de poussières à la surface des capteurs solaires. L’énergie disponible pour Spirit est ainsi passée de 900 Watt-heure par jour à 400 Wh/j. Opportunity est descendu à 500 Wh/j, mais il est revenu à 900 Wh/j à une vitesse surprenante. Ce retour de la puissance électrique est lié à une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou...) géographique plus favorable pour l’ensoleillement, mais aussi à un dépoussiérage des panneaux solaires selon un mécanisme mal compris. Le nettoyage des panneaux solaires semble s’être déroulé pendant la nuit martienne, en raison d’une augmentation de 5 % de la puissance disponible à quatre reprises durant les 6 derniers mois. Les hypothèses pour expliquer ce dépoussiérage font appel au vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne....), au gel, et au fait que Opportunity est resté en position inclinée durant une longue période au cours de son exploration des parois du cratère Endurance.

Spirit a également été confronté à un dysfonctionnement de sa roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) avant droite. À partir de juin 2004, celle-ci a présenté une résistance interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme...) accrue, qui a provoqué une consommation d’énergie de plus en plus importante de son moteur. Après voir tenté de redistribuer du lubrifiant vers cette roue, la stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) adoptée a consisté à faire progresser Spirit en marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif sur les jambes, en position debout et en ayant toujours au moins un...) arrière, et à n’utiliser le moteur de cette roue qu’en cas de besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les...).

Fin octobre 2004, Spirit a rencontré par intermittence des problèmes d’orientation des roues dans la direction voulue. Il semble que cette anomalie soit liée au vérin (Un vérin est un tube cylindrique (le cylindre) dans lequel une pièce mobile (le piston) sépare le volume du cylindre en deux chambres isolées l'une de l'autre....) d’orientation des roues.

En avril 2005, la NASA a constaté que les capteurs du spectromètre APXS ont été intervertis durant l'assemblage des deux robots, sans qu'il y eu interversion des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de calibrage de ces deux appareils. Les données obtenues par les spectromètres ont dû être corrigées pour être recalibrées. Selon la NASA, l'erreur causée par l'inversion serait inférieure aux incertitudes de mesure, et aucune conclusion scientifique n'est remise en cause.

Le 26 avril 2005, alors qu'il progressait en direction du cratère Érébus, Opportunity s'est retrouvé enlisé à 200 m de ce dernier, dans un monticule de sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation d'autres roches...), avec ses six roues enfouies à 80 % dans un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) sombre très fin, ayant la consistance du talc et déposé par les vents. Le monticule ne faisait que 30 cm de haut, et il ne présentait pas de particularité par rapport aux autres ondulations parcourant la plaine (Une plaine est une forme particulière de relief, c'est un espace géographique caractérisé par une surface topographique plane, avec des pentes relativement...). Les techniciens du Jet Propulsion Laboratory (Le Jet Propulsion Laboratory (JPL), basé à Pasadena aux États-Unis, est une joint-venture entre la NASA et le Caltech qui est chargé de la construction et de la supervision...) ont dû manœuvrer durant cinq semaines pour faire reculer Opportunity centimètre (Un centimètre (symbole cm) vaut 10-2 = 0,01 mètre.) après centimètre. Le 4 juin 2005, la roue avant droite (dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant...) du déplacement), a fini par mordre l'assise se trouvant sous la couche de poussière. La progression a pu s'accélérer pour que les autres roues reprennent contact avec un terrain solide et stable, permettant à Opportunity de se dégager.

Programme du robot Spirit

Le module d’atterrissage du robot Spirit s’est posé le 3 janvier 2004 dans le cratère Gusev, une cavité de 145 km de diamètre, située à 15° au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) de l’équateur. Le nom de ce cratère vient de Matvel Gusev, un astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) russe du 19e siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une...). La température à la surface du cratère Gusev varie entre 0° et -100°.

Ce site a été choisi en raison du caractère plat du terrain, mais surtout parce qu’il a pu abriter un ancien lac, relié par la vallée Ma’adim à un lac de vastes dimensions situé plus au sud. Après l’impact d’une météorite (Une météorite est un corps matériel provenant de l’espace extra-atmosphérique de taille comparativement petite qui atteint la surface de la Terre. On appelle...) de grande taille, il y a plusieurs milliards d’années, le cratère ainsi formé a pu être inondé par de l’eau apportée par la vallée Ma’adim. Les sédiments et les minéraux qui ont pu se former, se seraient accumulés au fond du cratère, avant que l’eau ne s’échappe du cratère ou ne s’évapore.

L’espoir d’étudier d’abondantes traces d’une sédimentation lacustre a été déçu, car Spirit a détecté essentiellement du basalte. Les sédiments lacustres qui existeraient éventuellement dans ce cratère ont apparemment été enterrés sous des laves.

Contrairement au site d’atterrissage d’Opportunity, celui de Spirit ne montrait pas d’affleurement rocheux permettant de conduire des études sur la nature du sous-sol. L’observation a surtout montré des rochers d’origine volcanique et du sable apporté par le vent.

Le rover Spirit a donc été dirigé vers le cratère d'impact Bonneville, de 192 m de diamètre, dans l’espoir que celui-ci serait suffisamment profond pour mettre à jour des affleurements de roches.

En cours de route, Spirit a été stoppé au milieu de la dépression Laguna Hollow afin de creuser le sable avec l’une de ses roues en rotation alors que les autres roues étaient bloquées. L’objectif de la manœuvre était de déterrer une hypothétique croûte dont la présence aurait été l’indice d’une eau stagnante dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent. L'intuition du...). Malheureusement, cet espoir a été déçu.

L’examen du cratère d'impact Bonneville a montré que celui-ci n’était pas assez profond pour laisser apparaître des affleurements rocheux. L’impact n’a pas été suffisant pour que les éjectas proviennent d’une sous couche volcanique. Le rover Spirit a donc été dirigé vers les collines Columbia, à 2,3 km de distance, toujours dans l’espoir de trouver des affleurements rocheux.







Programme du robot Opportunity

L’engin spatial transportant le rover Opportunity s’est posé le 24 janvier 2004 sur Meridiani Planum (Planum (pluriel plana) est un mot d'origine latine qui désigne une surface plate, horizontale. Utilisé sur Mars pour décrire un haut plateau ou une plaine élevée. Ce type de formation s'oppose par conséquent aux plaines basses de type...). Le nom de Meridiani vient de la proximité de cette zone avec le méridien (Un méridien est un grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre ou la sphère céleste, passant par les pôles, les zénith et nadir.) " zéro " de Mars, alors que Planum signifie " plaine ". Ce plateau a été retenu comme site d’atterrissage, en raison de la platitude du terrain, mais aussi parce qu’il avait été repéré comme un des trois secteurs de Mars riches en un minerai appelé l’hématite grise. Or, sur Terre, ce minerai peut se former en présence d’eau liquide, bien qu’il existe d’autres mécanismes de formation. L’objectif de la mission est de chercher des indices d’une formation de l’hématite par voie sédimentaire, ou par des dépôts formés à la suite d’une activité hydrothermale.

La zone d’atterrissage ciblée pour Opportunity était une ellipse de 81,5 km de long et de 11,5 km de large.

Par un coup de chance extraordinaire, l’atterrissage a eu lieu au centre d’un cratère d'impact de 22 m de diamètre, nommé par la suite Eagle, dont les bords présentent des affleurements de roches. Cette disposition des lieux a permis de conduire (Le permis de conduire est un droit administratif de circuler donnant l'autorisation de conduire certains véhicules dans un pays donné. Il est obligatoire de le...) rapidement des études sur la nature et l’histoire du sous-sol rocheux, et de démontrer l’existence dans le passé d’une mer salée sur ce site.

Les images suivantes montrent des vues significatives du paysage du rover Opportunity au fil des jours.







Le rover Opportunity a ensuite quitté le cratère Eagle, pour se atteindre le cratère Endurance situé à 750 m.

Opportunity, atteint ensuite le cratère Victoria, après une randonnée de plus de 9 kilomètres à travers la pleine Méridienne. Avec ses 800 mètres de diamètre, ce cratère est le plus grand jamais approché par le rover. C'est aussi le plus prometteur, avec ses hautes parois de roches affleurantes qui devraient livrer de nouveaux indices géologiques sur le passé de la planète Rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.).

Polémique sur les images du robot Spirit

Pour certaines personnes, les photos présentées comme prises par le robot Spirit sur Mars, seraient en fait des montages de photos de la terre. En effet, sur certaines présentations le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) est bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité...), sur d’autres, des morceaux du robot qui étaient bleu vif pris en photo sur terre, sont rouges sur les photos de mars.(lien)

Ce genre de rumeurs n'est pas nouveau, ainsi certaines personnes nient que l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement...) ait jamais posé le pied sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la...). Mais des observatoires français utilisent régulièrement des réflecteurs à coin au quartz laissés par ces missions pour mesurer au laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme...) la distance Terre-Lune. (lien)

La différence de couleurs des clichés des sondes MER est explicable : il faut savoir que les équipements de photographie numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une...) embarqués sur les sondes de la NASA et de l’ESA prennent des clichés en niveaux de luminosité au travers de filtres. Les sondes MER sont en partie équipées de plusieurs filtres décalés dans l’infrarouge. Les images finales sont reconstituées par synthèse additive de 3 différents clichés filtrés, pris comme composantes RVB de l’image finale. L’imagerie en fausses couleurs est une technique pour représenter ce qui n’est pas visible ordinairement (généralement un déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture navale, le...) spectral). La plupart des clichés de télescopes (comme ceux d’Hubble), ou des caméras infrarouges utilisent ce procédé. Si nous voyons ces zones du spectre non visibles, c’est qu’il s’agit par définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions...) de fausses couleurs. [3&4]

La NASA a par ailleurs publié, fin janvier 2004, un article sur la coloration des images des sondes MER. (lien)

Par ailleurs, les cadrans solaires placés sur les rovers portent des carrés de peinture servant à l'étalonnage des couleurs des photographies (voir ci-contre).

Présence prolongée d'eau à la surface de Mars dans le passé

État des connaissances sur l'eau de Mars avant la mission MER

Contrairement aux affirmations de certains médias (On nomme média un moyen impersonnel de diffusion d'informations (comme la presse, la radio, la télévision), utilisé pour communiquer. Les médias permettent de diffuser une information vers un grand nombre d'individus sans...), les rovers Spirit et Opportunity n'ont pas pour objectif de démontrer l'existence de l'eau sur Mars. En fait, celle-ci a été confirmée dès 1964 par des études spectrales. L’existence actuelle et passée d’eau sur Mars a été confirmée par les observations conduites par les sondes martiennes à partir de Mariner 9 (Mariner 9 était une sonde orbitale de la NASA qui a aidé à l'exploration de Mars et faisait partie du programme Mariner. Mariner 9 a été lancée vers Mars le 30 mai 1971 et a atteint la planète le 14...).

L’objectif de la mission est de détecter les indices d’une présence passée de l’eau prolongée (et non temporaire), dans des conditions qui auraient permis de favoriser l’apparition de la vie.

Les connaissances actuelles sur l’eau de Mars peuvent être résumées comme suit :

  • La présence d’eau liquide à la surface de Mars, dans les conditions actuelles, est impossible en raison de la température (voir le graphique ci-contre), qui est en moyenne de -50° (contre +14° pour la Terre), et de la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.) qui est également trop faible (6 hPa contre 1013 hPa sur Terre).
  • La présence d’eau sous forme de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) hydrique est possible si la température est suffisamment basse. En effet, pour une température de 0°, dans les conditions de faibles pressions mesurées, la glace se transforme en gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni...) par sublimation. En revanche, la glace hydrique peut être présente dans le sous-sol et près des pôles.
  • L’eau est présente dans l’atmosphère martienne à la teneur très faible de 0,03 % (contre 95,3% de CO2, et des traces d’azote et d’argon). S’il était possible qu’elle se condense, elle donnerait une couche de glace sur toute la surface de Mars de 12 micromètres d’épaisseur.
  • L’eau serait présente dans le sous-sol, sous forme de sol gelé en permanence : le pergélisol ou permafrost. Aux latitudes supérieures à 40°, le pergélisol serait stable, alors qu’à proximité de l’équateur, l’eau aurait tendance à se sublimer. L’épaisseur du pergélisol serait de 1 à 3 km en zone équatoriale, contre 3 à 7 km vers les latitudes moyennes et hautes. Si le pergélisol venait à fondre, il couvrirait la totalité de la planète Mars d’une épaisseur d’eau de 400 m, selon certains calculs. L’orbiteur de la mission européenne Mars Express (Express est un langage informatique servant à spécificier formellement des données. Il a fait l'objet d'une normalisation (ISO 10303-11).) est équipé d’un radar qui devrait apporter des informations sur la présence d’eau dans le sous-sol de Mars.
  • Des cratères présentent des nappes d’éjectas à structure lobée en forme de pétales de fleurs (voir photo ci-contre), qui se terminent brutalement, au lieu de voir leur épaisseur diminuer progressivement. Par comparaison, les impacts de météorites à la surface de la Lune, dépourvue d’eau, donnent des éjectas à structure radiale. Ces structures lobées des éjectas montrent que ces nappes se sont mises en place sous forme de coulées boueuses. Elles auraient été provoquées par une augmentation de la température lors de l’impact météoritique, qui a fait fondre la glace. Il en aurait résulté un éjecta boueux, riche en eau, qui a coulé à la surface. Ces cratères à éjectas lobés ont été révélés par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre à la fois les...) Mariner 9 en 1971.
  • De nombreux indices morphogéologiques laissent supposer la présence d’un sous-sol gelé, qui peut se liquéfier et couler dans certaines circonstances, bien que l’origine de ces formations (H2O ou CO2, écoulement humide ou sec) fasse débat :
    • Structures récentes comme des rigoles et des ravines sur des parois de cratères ou de vallées (voir photo ci-contre), ou bien des glaciers rocheux. Comme ces structures ne sont pas interrompues par des cratères d’impact, leur âge est estimé comme inférieur à 1 millions d’années, ce qui en fait des formations récentes.
    • Structures anciennes comme des vallées de débâcle (La débâcle, en météorologie, caractérise la fonte des glaces d'un fleuve ou de la mer.) à fond plat et rectilignes, des effondrements de relief en forme d’écoulement, des sols polygonaux, des terrains chaotiques, des réseaux fluviatiles, des indices de présence de lacs ou d’océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence...)...
  • La trentaine de météorites martiennes identifiées montrent une faible présence d’eau, de l’ordre de 200 ppm, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) de roches magmatiques. Deux de ces météorites martiennes suggèrent que de l’eau liquide a pu circuler dans ces roches magmatiques profondes.
  • De grandes concentrations d’hématite grise ont été repérées près de l’équateur de Mars depuis 1998, par la sonde Mars Global Surveyor. Ce minerai peut être formé par l’activité volcanique, ou par l’action de l’eau. La sonde Spirit a été envoyée dans une zone riche en hématite pour trancher ces alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié en 1945.).

Présence d’hématite à la surface de Mars

Détection d’hématite par la sonde Mars Global Surveyor

L’hématite est un oxyde de fer dont la formule chimique est Fe2O3. La présence de ce minerai a été détectée par le spectromètre thermique TES de la sonde Mars Global Surveyor.

Une présence abondance de l’hématite a été enregistrée dans une zone proche à la fois de l’équateur et du méridien zéro martien, nommée pour cette raison Terra Meridiani (latitude 2° sud, longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre (ou sur une autre planète).) 0° à 5° ouest).

L’hématite peut être comparée à de la rouille, mais sur Terra Meridiani, elle se présente sous forme d’hématite cristalline grise, susceptible d’avoir été créée en présence d’eau. Pour cette raison, le site d’atterrissage du rover Opportunity a donc été choisi dans cette région, sur le plateau de Meridiani Planum.

Origines possibles de l’hématite

Carte de la répartition de l’hématite grise sur Mars d’après les mesures du spectroscope thermique TES de la sonde Mars Global Surveyor. La zone rouge au centre de la carte, où se trouve le site d’atterrissage du rover Opportunity, montre une forte concentration d’hématite.
Carte de la répartition de l’hématite grise sur Mars d’après les mesures du spectroscope thermique TES de la sonde Mars Global Surveyor. La zone rouge au centre de la carte, où se trouve le site d’atterrissage du rover Opportunity, montre une forte concentration d’hématite.

L’intérêt des planétologues pour l’hématite grise provient du lien entre la présence de ce minerai, et celle de l’eau liquide, bien que celle-ci ne soit pas forcement associée à la formation de cet oxyde de fer.

En effet, l’origine de l’hématite grise, sur Terre, fait l’objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les relations externes...) des scénarios suivants :

  • Formation de l’hématite en même temps que les roches environnantes :
    • Minerai de fer rubané : une roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol...) sédimentaire comportant 15 % de fer se forme dans de vastes étendues d’eau, sous l’action de l’oxygène dégagé par des microorganismes photosynthétiques. Sur Terre, ces sédiments peuvent héberger des fossiles de microorganismes.
    • Hématite hydrothermale : l’eau chaude qui circule dans les fissures de la croûte permet la précipitation (En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des gouttelettes d'eau qui, ayant été soumis à des processus de condensation et d'agrégation à l'intérieur des nuages, sont...) de nombreux minéraux riches en fer, dont l’hématite.
    • Oxydation thermique : une activité volcanique entraîne l’oxydation thermique d’un oxyde de fer de formule Fe3O4, la magnétite. Ce scénario n’implique pas la présence d’eau liquide.
  • Dépôt d’hématite sur des roches préexistantes :
    • Lessivage : des hydroxydes de fer sont formés à la suite du lessivage de roches riches en fer par des eaux froides et acides, puis ils sont transportées par les liquides en circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) avant d’être redéposés sous forme notamment d’hématite lorsque l’acidité du fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides...), ou d’autres paramètres, changent.
    • Patine désertique : sur Terre, les roches des déserts peuvent être couvertes d’une patine sombre, de très faible épaisseur et d’une composition chimique indépendante de la pierre support, formée par des microorganismes capables d’oxyder le fer apporté par l’eau ou le vent.
    • Hydrothermalisme : les fluides en circulation dans les fissures de la roche entraînent la précipitation de l’hématite sur des roches préexistantes.

Détection d’hématite par le rover Opportunity

La NASA a annoncé le 2 mars 2004 que les instruments du robot Opportunity ont fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites îles...) d’excellents indices prouvant que le banc de roches près duquel l’atterrisseur s’est posé ait pu être submergé ou qu’il soit composé de minéraux s’étant formés dans l’eau. Les roches analysées sont riches en sulfures. Un sulfate de fer hydraté, la jarosite a été détecté. La morphologie des roches semble elle aussi signer l’action de l’eau. Cependant il ne s’agit pas encore de preuves absolues.

La présence d’hématite ((Fe2O3), considérée comme un indice de la présence passée de l’eau, est estimée grâce aux données du spectromètre infrarouge Mini-TES.

Roches avec une structure stratifiée

Les roches observées au bord du cratère Eagle où s’est posé le rover Opportunity, se présentent presque dans la position d’une coupe verticale, ce qui favorise l’analyse de leur origine.

Ces roches présentent de fines lamelles de roches stratifiées. À l’observation à la caméra microscope, certaines d’entre elles présentent des crêtes sinueuses, en forme de " sourires ".

Dans l’image ci-contre, la structure en strates du rocher est clairement visible, de même que les sphérules ou " myrtilles " à la surface et dans la roche.

Les sphérules (voir ci-après) ne présentent pas de concentration particulière dans l’une ou l’autre de ces strates. Elles semblent se détacher de ces strates pour rouler sur le sol après la désagrégation de ces lamelles.

L’apparition de ces strates peut venir de l’action combinée de l’eau et du vent, dans le cadre de l’hypothèse d’une origine sédimentaire de ces couches qui se seraient formées en milieu lacustre.

Microcavités dans les rochers

La caméra microscope du rover Opportunity a permis d’observer des microcavités de quelques millimètres de long à la surface des rochers El Capitan et Guadalupe. La présence de ces petites cavités en forme d’aiguilles serait due au scénario suivant :

  • Le matériau initial serait une argile (L'argile (nom féminin) est une roche sédimentaire, composée pour une large part de minéraux spécifiques, silicates en général d'aluminium plus ou moins...) imbibée d’eau, sachant que le plateau de Meridiani PlanumOpportunity s’est posée date d’il y a plus de 3,8 milliards d’années.
  • Une phase d’évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.) entraîne l’apparition de cristaux, qui peuvent avoir été composés de sulfates de fer, de calcium, ou de magnésium, dont la présence a été relevée par les spectroscopes des rovers.
  • Ces cristaux croissent en repoussant l’argile qui les entoure, et en prenant la forme d’aiguilles.
  • Une phase de dissolution entraîne la disparition des cristaux, qui laissent en place les cavités qu’ils ont creusées, qui sont nommées sur les roches terrestres des pseudomorphoses.
  • Après la formation de ces pseudomorphoses, des sphérules se sont formées dans les cavités laissées libres par les cristaux. La présence de myrtilles dans les microcavités est un argument en faveur de l’origine par concrétion des sphérules.

Les " myrtilles " : des sphérules riches en hématite

Le 9 février 2004, la NASA a annoncé[3] l’observation par la caméra microscope du rover Opportunity de petites sphères de 2 à 3 mm de diamètre de couleur grise, sur le sable du sol martien et à la surface du rocher Stone Mountain. Ces sphérules ont été baptisées de façon imagée par la NASA du surnom de myrtilles.

L’origine de ces myrtilles a engendré plusieurs hypothèses :

  • de la roche fondue pulvérisée en l’air par un volcan (Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et l'empilement de matériaux issus de la...). Ce scénario a été éliminé parce que la répartition des myrtilles a été jugée trop uniforme.
  • des tectites, formées lors d’un impact de météorite qui aurait projeté des billes de roche fondue. Cette hypothèse n’a pas été retenue en raison du nombre trop important de sphérules dans les strates rocheuses.
  • des concrétions formées par le dépôt de minéraux lors du passage de l’eau dans la roche.
  • des concrétions sédimentaires formées en milieu lacustre.
  • des concrétions d’origine bactérienne ou même des fossiles. Cette hypothèse ne peut pas être testée directement, car les rovers ne sont pas équipés d’instruments permettant de mesurer la présence de minéraux carbonatés ou de matières organiques.

Roches avec des structures polygonales

L’image en fausses couleurs ci-contre a été prise par Opportunity et elle représente une roche avec des structures polygonales à sa surface. Ce rocher a été surnommé Escher, et il se trouve sur les pentes du sud-ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) du cratère Endurance. D’autres rochers voisins, au fond de ce cratère, présentent également ces structures polygonales.

Ces roches présentent une surface plate montrant des réseaux des fissures divisant la partie supérieure en polygones. Leur apparence est quelque peu semblable à l’aspect de la boue (En sédimentologie, la boue est un mélange d'eau et de particules sédimentaires fines de limons et d'argiles.) craquelée après que l’eau ait séché par le haut.

Dans le secteur d’exploration d'Opportunity, il a établi au cours des 6 premiers mois d’étude que son secteur d’exploration était humide il y a longtemps. Puis cette zone a séché, et enfin, elle a été érodée pour former une large plaine.

Les scientifiques pensent que les fissures de la roche, qui divisent la surface en polygones, ont pu avoir été constituées par un de plusieurs processus :

  • Elles ont pu avoir été provoquées par l’impact qui a créé le cratère Endurance.
  • Elles pourraient s’être formées lorsque le reste de l’eau présente lors de la formation de roche, a séché vers le haut.
  • Les fissures ont pu se développer beaucoup plus tard après que la roche ait été formée. Lors de la création du cratère, l’impact a pu dégager la roche en la ramenant à la surface. Elle serait alors devenue de nouveau humide, puis elle aurait séché par le haut, ce qui aurait entraîné l’apparition de ces fissures polygonales.

Les résultats récents obtenues sont favorables à cette dernière hypothèse de roches qui seraient devenues humides une deuxième fois, après qu’un impact ait excavé ce cratère de la taille d’un stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.).

Le spectromètre Alpha Particle Rayons X (APXS) d'Opportunity a permet de faire une étude comparative de la surface des roches selon leur emplacement dans le cratère Endurance. Les roches localisées le plus profond dans le cratère Endurance sont chimiquement changées à un plus grand degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) que des roches localisées plus haut. Ce changement chimique est censé résulter de l’exposition à l’eau.

De façon plus précise, le graphique ci-contre compare pour différents composants chimiques et pour différentes profondeurs de roche, le rapport des teneurs entre d’une part la roche Escher située en profondeur dans le cratère Endurance, et la roche Virginia, situé près du bord du cratère. La signification des couleurs est la suivante :

  • La ligne rouge représente les mesures à la surface des roches.
  • La ligne bleu symbolise les mesures après brossage des roches.
  • Les ligne verte illustre les teneurs observées après forage par l’outil RAT.

Le rapport des teneurs entre les roches Endurance et Virginia varie de façon très significative en fonction de la profondeur, pour le chlore (Le chlore est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole Cl, et de numéro atomique 17.) (Cl) et le soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) (SO3).

Ceci implique que la surface d'Escher a été chimiquement changée de façon plus importante que la surface de Virginia pour ces deux composants. Les scientifiques étudient toujours le rôle que l’eau a pu jouer dans ces évolutions chimiques différentes.

L'avenir après la mission Mars Exploration Rover

La NASA prévoit de donner suite à la mission Mars Exploration Rover, en 2009, avec une mission Mars Science Laboratory (Le Mars Science Laboratory est un robot de la NASA qui doit être envoyé sur Mars en 2009.). Celle-ci devrait comporter un rover de 500 kg (contre 170 kg pour les rovers actuels) emportant des expériences liées à la recherche de la vie. Ce rover n’utiliserait plus l’énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau et du vent. Le règne...), mais une source radioactive, ce qui devrait lui permettre une autonomie bien plus grande (peut-être jusqu’à 100 km sur 1 000 jours), et l’emploi d’un laser de puissance permettant de sublimer sur 5 mm de diamètre un caillou et d’analyser le plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant qu'elles ne...) généré par un spectromètre UV.

Mémorial

Le site d’atterrissage du rover Spirit a été nommé la Columbia Memorial Station, en mémoire des 7 astronautes qui ont péri lors de l’explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue...) de la navette spatiale Columbia (Columbia était la première navette spatiale américaine à avoir été dans l'espace lors de son premier vol le 12 avril 1981 [1]. Elle s'est désintégrée lors de son retour sur Terre le 1er février 2003.), lors de la phase de traversée de l’atmosphère de la mission STS-107, le 1er février 2003.

Une plaque commémorative en aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre avec 1,5 % de la...) d’un peu plus de 15 centimètres de diamètre, a été fixée au dos de l’antenne à grand gain qui permet à Spirit de communiquer directement avec la Terre.

Cette plaque porte le texte In memoriam to the crew of the space shuttle Columbia STS-107, february 1, 2003, suivi par les noms des 7 astronautes décédés.

Par ailleurs, la NASA a honoré la mémoire de l’équipage d’Apollo 1 en nommant les collines entourant le site d’atterrissage du rover Spirit des noms des astronautes décédés dans l’incendie survenu lors d’un essai du vaisseau Apollo sur le pas de tir du centre spatial Kennedy (Cap Canaveral est une base de lancement américaine située en Floride (28°27′ de latitude Nord et 80°32′ de longitude Ouest) créée en 1959. C'est une zone militaire. Le nom administratif est John F. Kennedy Space Center.) en 1967 :

  • Grissom Hill pour le Lieutenant Colonel Virgil I. "Gus" Grissom, une colline à 7,5 km au sud-ouest de Spirit.
  • White Hill pour le Capitaine Edward White, une colline à 11,2 km au nord-ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.) de Spirit.
  • Chaffee Hill pour le Commandant Roger Chaffee, une colline à 14,3 km au sud sud-ouest de Spirit.

Notes et références

Sauf mention contraire, les informations et images de cet article peuvent être vérifiées sur le site de la NASA: Mars Exploration Rover Mission.

  1. The new Athena alpha particle X-ray spectrometer for the Mars Exploration Rovers, R. Rieder, R. Gellert, J. Brückner, G. Klingelhöfer, G. Dreibus, A. Yen, S. W. Squyres, J. Geophysical Research, 2003, vol. 108, p. 8066, 10.1029/2003JE002150
  2. The miniaturized Mössbauer spectrometer MIMOS II for extraterrestrial and outdoor terrestrial applications: A status report, Klingelhöfer G., Bernhardt B., Foh J., Bonnes U., Rodionov D., De Souza P. A., Schroder C., Gellert R., Kane S., Gutlich P., Kankeleit E., Hyperfine Interactions, vol. 144, p.371-379, 2002, 10.1023/A:1025444209059
  3. Communiqué de presse (Un communiqué de presse est un document court envoyé aux journalistes dans le but de couvrir un événement.) de la NASA du 9 février 2004 : Mars Rover Pictures Raise 'Blueberry Muffin' Questions
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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