Lancement de Mars 2020: les détails sur le rover Perseverance et l'hélicoptère martien Ingenuity

Publié par Adrien le 31/07/2020 à 09:00
Source: CNRS
Jeudi 30 juillet 2020, succès du lancement de la mission Mars 2020 depuis Cap Canaveral en Floride !

A bord d'un lanceur Atlas V, le rover Perseverance qui embarque l'instrument franco-américain SuperCam débute son grand voyage à destination de la planète rouge (Planète rouge (Red Planet) est un film américain réalisé par Antony Hoffman, sorti en 2000.). Atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme. Le terme recouvre cependant des notions différentes suivant qu'il...) prévu le 18 février 2021.


Les instruments de Perseverance
© 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...)

Il y a environ quatre milliards d'années, 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 plus grande et la plus massive des quatre planètes...) et Mars, beaucoup plus semblables qu'aujourd'hui, présentaient toutes deux une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) dense, de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) et un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par...) à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte...). Cette similitude conduit à la question fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) qui anime les exobiologistes: "Si la vie (La vie est le nom donné :) s'est développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à...) sur la Terre à cette époque, une forme de vie aurait-elle pu apparaitre également sur Mars ?".

Perseverance explorera des environnements anciens 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...) Mars afin de déchiffrer son histoire géologique et mieux caractériser son habitabilité. Il recherchera des 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...) de vie passée en détectant des bio signatures éventuelles. Sa mission est aussi de préparer l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) humaine de Mars. Le rover est conçu pour collecter des échantillons qui seront récupérés et rapportés sur Terre grâce aux missions conjointes des États-Unis et de l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du...), prévues d'ici une dizaine d'années (MSR, Mars Sample Return).

Perseverance porte sept instruments, un système de prélèvement et de conditionnement d'échantillons et le petit drone (Un drone ("faux bourdon" en anglais) ; ou UAV (Unmanned Aerial Vehicle) est un aéronef sans pilote humain à bord. Il emporte une charge utile destinée, le plus souvent,...) "hélicoptère (Un hélicoptère est un aéronef à voilure tournante dont le ou les rotors procurent à eux seuls la propulsion et la sustentation pendant toutes les phases du...)", Ingenuity. La contribution française concerne l'instrument SuperCam, version très améliorée de ChemCam qui opère déjà à bord du rover Curiosity, sur Mars depuis le 6 août 2012.


Le petit drone "hélicoptère" Ingenuity. Credit: NASA/JPL-Caltech

L'hélicoptère Ingenuity se déplacera dans l'atmosphère martienne grâce à deux rotors contrarotatifs (tournant en 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...) contraire) coaxiaux bipales. La vitesse (On distingue :) de rotation sera comprise entre 2 400 et 2 900 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 crayon, levée sur le...) soit 10 fois celle d'un hélicoptère sur Terre, pour pouvoir être efficace 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 avions et autres...) particulièrement peu dense de Mars (équivalent à l'atmosphère terrestre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'air sec se compose de 78,08 % d'azote, 20,95 % d'oxygène, 0,93 % d'argon, 0,039 % de dioxyde de carbone et...) 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...) de 25 kilomètres). Les rotors ont 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...) d'une extrémité à l'autre de 1,21 mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans le vide...) et la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) totale de l'appareil est de 80 centimètres. Ingenuity sera propulsé par l'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...) que fournira un accumulateur lithium-ion (Les accumulateurs à base de lithium utilisent des technologie en cours de mise au point, présentant un très important potentiel électrochimique. On distingue la...). Celui-ci sera rechargé par des cellules photovoltaïques. L'hélicoptère emportera 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.) de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) et une caméra couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) à haute résolution pour effectuer des prises d'image du terrain et ainsi remplir les objectifs qui lui seront assignés. Compte tenu du délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de...) des échanges avec la Terre (une dizaine de minutes pour un échange dans la configuration Terre-Mars la plus favorable), l'hélicoptère Ingenuity volera de manière autonome à partir d'instructions transmises avant le vol.

SuperCam étudiera la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec...) et la minéralogie des roches et des sols de Mars, ainsi que la composition de son atmosphère. C'est un peu le "couteau suisse (Un couteau suisse présente des outils ingénieusement assemblés à un couteau pour tenir dans une poche et répondant à de multiples fonctions.)" des scientifiques de la mission. Il effectue cinq types d'analyse différents: une mesure de composition chimique élémentaire, deux mesures moléculaires (la façon dont les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est...) sont liés entre eux et l'arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les dénombrements en analyse combinatoire.) des molécules au sein des minéraux), un imageur pour photographier les cibles qui sont analysées et enfin un microphone (Un microphone (ou plus simplement micro par apocope) est un dispositif de conversion des ondes sonores acoustiques d'un milieu compressible en impulsions...). SuperCam emporte de nombreux sous-systèmes complexes, dont un laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser...) de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) fabriqué en France. L'instrument aidera les scientifiques dans leur 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...) de signes précurseurs et fossilisés, de vie microbienne sur la planète rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.).

Le 18 février 2021, Perseverance se posera dans le cratère ( Pour le cratère d'origine volcanique, voir Cratère volcanique Pour le cratère d'origine météoritique, voir Cratère d'impact Pour le...) Jezero, un bassin d'impact de 45 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 vide...) 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. Le...). Ce cratère abrite un ancien delta de rivière (En hydrographie, une rivière est un cours d'eau qui s'écoule sous l'effet de la gravité et qui se jette dans une autre rivière ou dans un fleuve, contrairement au fleuve qui se jette, lui, selon cette...) qui débouchait, il y a 3,5 milliards d'années dans 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...). L'ancien système lac-delta offre la possibilité de récolter des échantillons provenant de roches et de minéraux très variés, en particulier des carbonates qui peuvent préserver des traces fossiles de vie ancienne.

Pour Jean-Yves Le Gall, Président du CNES, "Une fois de plus, la France est 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.) vers Mars aux côtés des Etats-Unis, dont elle est le partenaire privilégié. Le travail qu'engagera Perseverance s'inscrit dans la lignée des découvertes faites par les missions martiennes précédentes, il nous en apprendra toujours plus sur notre histoire, notre environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) et les perspectives à venir. Une nouvelle fois, je remercie l'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 un tout », comme...) des équipes ayant contribué à ce succès ainsi que la NASA pour la confiance qu'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.) après année, mission après mission, elle renouvelle au CNES. Je donne rendez-vous à chacun le 18 février 2021 pour l'atterrissage à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu...) de Mars. Une nouvelle page de l'histoire de l'exploration de Mars s'écrit et le CNES en fait partie."

Pour Antoine Petit, Président-Directeur Général du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), "Ce départ réussi vers la planète Mars a été un très grand moment d'émotion, partagé avec toutes les femmes et les hommes impliqués dans la réalisation de ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) et avec le grand public toujours aussi passionné par nos recherches. Grâce à la NASA et au CNES, les scientifiques du CNRS et de ses partenaires retournent vers la planète rouge avec une ambition renouvelée. Perseverance, premier maillon (Le maillon en language maritime est une longueur de chaîne (ligne de mouillage), qui mesure 15 brasses soit 27,50 m. L'élément de base de la chaîne est appelé maille. Les maillons sont reliés...) vers un retour d'échantillons martiens dans les années 2030, est avant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) une grande aventure humaine internationale comme seules la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens...) et la quête de savoir savent nous proposer."


Le lancement de Mars 2020 depuis Cap Canaveral ce jeudi 30 juillet 2020
© Nasa

La NASA s'appuie sur le Caltech/JPL pour le développement de la mission Mars 2020. SuperCam est développé conjointement par le LANL (Los Alamos National Laboratory, Etats-Unis) et un consortium de laboratoires français sous la direction scientifique de l'IRAP (CNRS / CNES / Université Toulouse III (L’université Toulouse-III, (nom d’usage : université Paul Sabatier) est une université française, située à Toulouse. Elle fait partie du PRES...) Paul Sabatier, à Toulouse, France), avec une contribution 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...) de Valladolid (Valladolid, Espagne). Le CNES est responsable, vis-à-vis de la NASA, de la contribution française à SuperCam. Le CNES, le CNRS et de nombreuses universités ont apporté des ressources humaines pour la construction de cet instrument. L'équipe française contribuant à SuperCam participera quotidiennement aux opérations scientifiques et l'instrument sera opéré en alternance depuis le LANL et le centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont coordonnées les actions qui concourent à l'accomplissement...) installé au CNES à Toulouse (FOCSE Mars 2020).

En France, de nombreux laboratoires, rattachés au CNRS et à ses partenaires, ainsi que des institutions ont apporté leur expertise scientifique et contribué à la construction de SuperCam: l'IRAP (Toulouse), le LESIA (Meudon), le LAB (Bordeaux), le LATMOS (Guyancourt), l'OMP (Toulouse) et l'IAS (Orsay), l'ISAE-SUPAERO (Toulouse) et le CNES.
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