L’atterrissage imminent sur Mars de Perseverance, l’astromobile à la recherche de traces de vie

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Illustration de l’astromobile Perseverance, dont le bras robotique a été déployé pour analyser et échantillonner la surface de Mars.

Dotée d’une autonomie accrue et de tout un éventail d’instruments, l’astromobile Perseverance de la mission Mars 2020 de la NASA devrait se poser à la fin du mois avec pour objectif ambitieux de chercher des traces de vie passée.

« Si on découvrait un tel milieu sur Terre, on s’attendrait à y trouver des traces de vie », affirme le géologue canadien Chris Herd, professeur à l’Université de l’Alberta et membre de l’équipe de scientifiques responsable de Perseverance.

Monsieur Herd fait référence aux conditions environnementales du cratère Jezero, où l’astromobile doit se poser le 18 février 2021 et qui se trouve juste au nord de l’équateur martien. À partir d’observations en orbite, les scientifiques ont recueilli des indices sérieux selon lesquels le cratère, qui mesure 45 km de diamètre, aurait autrefois abrité un lac et un grand delta, et serait riche en minéraux argileux et carbonatés. Ces reliefs et ces minéraux laissent supposer la présence passée d’eau dans la région.

Amorcé en juillet dernier, le voyage de sept mois vers Mars de l’astromobile Perseverance de la mission Mars 2020 tire à sa fin. L’atterrissage de Perseverance implique l’utilisation d’un hélicoptère-grue (une manœuvre similaire a été exécutée avec succès pour poser sa prédécesseure Curiosity).

Cinquième astromobile envoyée sur Mars par la NASA, Perseverance est plus grosse et plus performante que les précédentes, et ses objectifs sont à la fois inédits et ambitieux. Dans l’espoir de déceler des traces de vie passée sur Mars, l’astromobile prélèvera et scellera des échantillons qui seront envoyés sur Terre, caractérisera la géologie et le climat de Mars; elle testera aussi plusieurs nouvelles technologies afin de préparer l’exploration de la planète par les humains. Elle explorera le fond du lac, les sédiments du rivage et les dépôts dans le delta à la recherche de vestiges de vie éteinte, tout en analysant la géologie de la région.

Vue aérienne du sol de Mars montrant, à gauche, le lit d’une rivière en gamme de gris qui se creuse entre des collines et qui s’étend pour former un delta sablonneux. Ce delta se trouve dans une plaine ronde, ponctuée de petits cratères. À la droite de l’image, diverses couleurs représentent différentes compositions chimiques. Les couleurs dominantes du delta sont le rose et le vert; la plaine est un mélange de rose, de jaune et de vert, alors que les flancs des collines dans la plaine sont mauves et verts.

Delta d’une rivière dans le cratère Jezero photographié par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter Image produite par la combinaison d’information provenant d’une caméra de contexte et d’un spectromètre; les couleurs dans le cratère représentent différentes compositions.

Des techniques d’exploration perfectionnées 

Perseverance est équipée d’un grand éventail d’instruments, dont 23 caméras qui serviront à l’inspection du véhicule, aux travaux scientifiques et à la navigation. L’astromobile est aussi munie d’un micro-imageur et de cinq spectromètres différents, lesquels sont des appareils qui mesurent les longueurs d’onde de la lumière sur une large partie du spectre électromagnétique . Deux des spectromètres, des spectromètres laser, peuvent déterminer la composition chimique et minéralogique des roches martiennes jusqu’à sept mètres de distance. Quant aux trois autres, ce sont des outils de contact embarqués sur le bras robotique; SHERLOC, par exemple, doit servir à l’analyse de minéraux et de molécules organiques afin de détecter des traces de vie. Un géoradar, appelé RIMFAX, analysera la structure du sous-sol et produira des images à résolution centimétrique. La station météorologique MEDA mesurera la taille de la poussière, le taux d’humidité et la température de l’air et du sol, ce qui permettra de mieux connaître l’atmosphère martienne. Perseverance est même dotée d’un microphone, grâce auquel on pourra même entendre les sons de Mars!

L’une des expériences technologiques les plus attendues à bord de Perseverance vise à tester l’équipement MOXIE, qui doit produire de l’oxygène (O2) à partir du dioxyde de carbone (CO2) dont est principalement composée l’atmosphère martienne. L’oxygène est essentiel pour maintenir les futurs astronautes en vie, mais aussi pour produire du propergol. Tout voyage de retour vers la Terre nécessiterait environ 45 tonnes métriques de propergol pour décoller de la surface de Mars et s’arracher à la gravité de la planète. Sans cet équipement technologique, une mission complexe et coûteuse devrait expédier sur Mars de l’oxygène depuis la Terre. Si elle était concluante, l’expérience permettrait de résoudre quelques-uns des plus grands problèmes que soulève l’exploration de Mars par les humains.

À l’arrière-plan d’un paysage sablonneux de couleur orange-brun se trouve l’astromobile Perseverance, qui laisse des traces dans le sol depuis la gauche de l’image. Au premier plan, l’hélicoptère Ingenuity, petit appareil pourvu de deux rotors et de quatre pattes, vole quelques mètres au-dessus de la surface de la planète.

Vue d’artiste de l’hélicoptère martien Ingenuity volant sur Mars et de l’astromobile Perseverance à l’arrière-plan.

L’hélicoptère martien Ingenuity

Une autre expérience technologique particulièrement intéressante concerne un petit hélicoptère autonome nommé Ingenuity, qui tentera d’effectuer le premier vol propulsé sur une autre planète. Faire voler un engin dans l’atmosphère ténue de Mars, qui est 100 fois moins dense que celle de la Terre, est très difficile. Heureusement, la gravité est beaucoup plus faible sur Mars. Conçu pour s’élever dans ces conditions, Ingenuity ne pèse que 1,8 kg et est pourvu de longues pales contrarotatives, dont la vitesse de rotation peut atteindre 3 000 tr/min, ce qui est bien plus rapide que celle des rotors d’hélicoptères classiques sur Terre.

Fixé sous le châssis de Perseverance, Ingenuity sera déposé sur le sol à un endroit sûr, puis l’astromobile s’en éloignera à une distance de sécurité. Sur commande de l’astromobile, l’hélicoptère effectuera de manière autonome plusieurs vols brefs, dont le degré de difficulté augmentera avec chaque expérience réussie.

« L’astromobile sert de relais pour les télécommunications et agit comme photographe attitré de l’hélicoptère », explique Madame Farah Alibay, ingénieure canadienne au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Un jour, on pourra, grâce à cette innovation technologique, parcourir plus de terrain en moins de temps, atteindre des endroits difficiles d’accès et effectuer des opérations de reconnaissance pour de futures missions robotiques et habitées. La prochaine mission vers un autre monde est celle du quadricoptère Dragonfly, qui sera envoyé vers Titan, lune de Saturne, en 2034.

« Le fait de démontrer qu’on peut faire ce qu’on n’a encore jamais fait… ouvre tout plein d’horizons! », déclare Mme Alibay.

Des échantillons à destination de la Terre

La mission de Perseverance correspond à la première phase d’une campagne en plusieurs missions ayant pour objectif final de rapporter des échantillons sur Terre. Un dispositif d’échantillonnage monté sur le bras robotique de Perseverance prélèvera, durant la mission, de 20 à 30 carottes, que l’astromobile cachera à un endroit sûr à la surface de la planète. La deuxième phase, réalisée conjointement par la NASA et l’ASE, fera appel à une astromobile pour récupérer les échantillons et à une fusée, qui placera les carottes en orbite autour de Mars. Lors d’une troisième mission, les échantillons seront récupérés en orbite afin d’être rapportés sur Terre, où ils seront analysés, vraisemblablement dans les années 2030.

Quelques-uns de ces échantillons seront conservés et organisés au Canada. M. Herd et l’Agence spatiale canadienne sont membres d’un comité chargé de définir précisément en quoi devrait consister un centre destiné à abriter les échantillons martiens rapportés sur Terre.

« Ce centre n’existe pas et doit être construit, selon M. Herd. Il doit permettre d’empêcher les échantillons d’être contaminés par la Terre… et de conserver tout élément qui se trouve dans les échantillons — et qui pourrait être dangereux — loin de l’environnement terrestre. »

L'expert canadien des météorites martiennes, Dr Chris Herd, de l'Université de l'Alberta, s'entretient avec la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada, la Dre Cassandra Marion, au sujet de l'atterrissage du rover Perseverance sur Mars le 18 février, 2021. Le Dr Herd est un des scientifiques responsables pour le retour d’échantillons au sein de l'équipe de la mission Mars 2020 Perseverance et participe à cette incroyable recherche de vie sur Mars.

L'ingénieure canadienne, Dre Farah Alibay du Jet Propulsion Lab de la NASA, s'entretient avec la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada, la Dre Cassandra Marion, au sujet de l'atterrissage du rover Perseverance sur Mars le 18 février, 2021. La Dre Alibay est une ingénieure des systèmes au sein de l'équipe de mobilité et des opérations de surface de la mission Mars 2020 Perseverance, et participe à cette incroyable effort de recherche de vie sur Mars.


 

Envie d’aller plus loin?

Pour en savoir plus sur l’astromobile Perseverance de la mission Mars 2020 de la NASA :

•    Consultez la page d’info sur l’atterrissage de Perseverance
•    Visitez le site de l’Agence spatiale canadienne
•    Renseignez-vous sur la mission Mars 2020 de la NASA
•    Communiquez avec Dr. Cassandra Marion, conseillère scientifique à Ingenium

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Cassandra Marion

Cassandra est la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada. Elle est titulaire d'un doctorat en géologie et en science et exploration planétaires. Ses recherches portent sur les cratères d'impact de météorites dans l'Arctique canadien. Elle a plus d'une décennie d'expérience dans le domaine de l'éducation et de la sensibilisation dans l’élaboration et la prestation de programmes scientifiques. Elle se consacre à partager sa passion pour les sciences avec les communautés proches et lointaines, et à améliorer la culture scientifique au Canada.