Les rovers sur Mars: les prémices de la conquête martienne

En l’espace de 25 ans, les rovers de la Nasa se sont accumulés sur la surface martienne. D’exploits en exploits, l’humanité en découvrait de plus en plus sur la planète Mars, laissant sont passé et son présent se dévoiler peu à peu à l’humanité. Cependant, bien que les américains aient enchaîné les succès sur la planète Mars, il ne sont en réalité pas vraiment les premiers à avoir réussi à s’y poser. Effectivement, les Soviétiques ont réussi à se poser en douceur sur la planète Mars en 1971 via l'atterrisseur Mars 3. Bien qu'ils soient les premiers à avoir réussi l'exploit, une panne de leurs instruments empêchera toute fonctionnalité de ceux-ci plus de quelques minutes. Les Soviétiques auraient donc pu être les premiers à avoir atteint l'objectif Mars !

AVANT DE DÉPLOYER LE ROVER SUR MARS, IL FAUT ATTERRIR !

Plus de 40 ans après l'atterrissage de Viking 1, poser un rover sur Mars reste toujours un réel challenge. Bien que les dernières missions aient connues de francs succès, le passé a connu de nombreux échecs. Beagle 2 en 2003, Schiaparelli en 2006, la persévérance fut la clé pour réussir à atterrir sur la planète rouge. Mais alors pourquoi atterrir sur Mars est si compliqué ? Tout d’abord, il faut comprendre que les communications entre la Terre et Mars mettent 20 minutes à se transmettre, ce qui nécessite une manœuvre totalement automatisée. Tout se doit donc d’être parfaitement planifié dans les moindres détails car une fois le processus lancé, aucune intervention est réalisable, laissant les 7 minutes nécessaires à l’atterrissage plonger les scientifiques dans un silence radio total. C’est donc 20 minutes plus tard que le succès sera validé, ou pas.

LES DIFFÉRENTS ROVERS SUR MARS

LE ROVER PERSEVERANCE

Le 18 Février 2021, persévérance atterrit sur Mars et plus exactement sur le cratère Jezero après 203 jours de voyage. En plus d'être prometteur, le cratère Jezero est le lieu d'atterrissage le plus risqué tenté par la NASA. Effectivement, celui-ci ne fut pas choisi pour un aspect pratique, mais bien plus pour des intérêts scientifiques. Perseverance a beaucoup de similitudes avec Curiosity. Effectivement, ceux-ci font la même taille, et ont un poids presque similaire (1025 kilogrammes pour Perseverance contre 899 kilogrammes pour Curiosity. Développé par le centre de recherche spatiale de la Nasa, Perseverance emporte tout de même un bout de la France avec lui. Effectivement, l'un de ses outils à savoir sa SuperCam a été conçu par le CNES (Centre national d'études spatiales). L'œil du rover sur Mars servira à analyser la composition minéralogique et chimique des roches.

Comme pour chaque rover sur Mars, le lieu d'atterrissage fut soigneusement sélectionné. En effet l'eau aurait été présente via des lacs et le delta d'une rivière dans cette zone il y a 3,5 à 3,9 milliards d'années. Des observations effectuées via la sonde Mars Reconnaissance Orbiter en 2019 auraient également indiqué que cette zone renferme des dépôts de silice hydratée, un minéral reconnu pour sa capacité à préserver des microorganismes Vous l'avez compris, comme eau est susceptible de vouloir dire vie, le rover Perseverance se lance aux abords du cratère Jezero dans le but majeur de trouver des traces d'une vie microbienne passée sur la planète rouge.

INGENUITY

Ingenuity étant placé sous le rover Perseverance, il va de soi qu'il a également atterri le 18 Février 2021, aux abords du cratère Jezero. Cependant, à l'inverse de Perseverance, Ingenuity n'est qu'une démonstration/ test technologique. Effectivement, il est le premier engin motorisé ayant pour ambition d'effectuer un vol sur Mars. Bien que nous sachions faire voler des engins sur Terre, cela n'est pas tâche facile sur une planète comme Mars qui connaît des vents violents et se compose d'une atmosphère plus ténue, avec une densité qui représente environ 1% de la densité de l'atmosphère terrestre.

A l'encontre des autres rovers sur Mars, l'ambition d'ingenuity est donc de faire voler pour la première fois un engin sur Mars. Afin de réussir cet exploit, Ingenuity a donc dû être conçu avec soin. Maintenant que Ingenuity a su réaliser son objectif majeur, il sert également de guide pour Perseverance, en explorant les chemins que Perseverance pourrait emprunter dans le cadre de sa mission. Les équipes de la Nasa peuvent maintenant travailler sur des projets plus ambitieux. Un appareil plus massif potentiellement capable de déplacer des charges utiles serait à l'étude (son poids pourrait être compris entre 20 et 30kg.

LA SATION INSIGHT

C'est dans la région d'Elysium Planitia tout prêt de Curiosity qu'Insight se posera sur Mars , le 26 novembre 2018. Cette région est une vaste plaine qui s'étend sur environ 3000km. C'est également ici que l'on retrouve 4 volcans martiens. Cette zone fut choisie par le fait que la surface est bien plate et peu caillouteuse, mais également par son bon ensoleillement nécessaire aux panneaux solaires. Depuis les premiers rover sur Mars, les objectifs furent plutôt tournés vers la recherche des traces ou signes d'une probable habitabilité passée de Mars. Tandis que ces missions furent effectuées en surface, la mission Insight s'intéresse à ce qui se passe sous la surface de Mars. Pour cela, il serait équipé de divers instruments comme: un sismomètre (SEIS), sonde thermique ("la taupe"), capteurs de température et de la vitesse du vent (TWINS), bras robotisé,...etc

Première station géophysique martienne, Insight a pour objectif de recueillir des données relatives à la structure interne de la planète. Manteau de la croûte, noyau et données sismiques, en apprendre davantage sur la structure interne de Mars est une opportunité d'en savoir plus sur la façon dont elle s'est formée, et plus particulièrement ses différentes couches. En savoir plus le processus de formation de Mars, c'est enrichir nos connaissances sur les processus de formation et d'évolution des planètes telluriques. L'un des objectifs d'Insight est de forer le sol martien afin d'utiliser sa sonde thermique nommée "la taupe". Cette sonde qui avait pour but d'effectuer des relevés de températures souterraines ne pourra pas mener sa mission à terme en raison de difficultés rencontrées durant le forage du sol martien. A défaut d'atteindre l'objectif des 5 mètres, le forage a permis d'enfoncer "la taupe" de seulement 3 centimètres dans le sol martien. Malgré les tentatives effectuées par la spécialiste, la Nasa a dû tirer un trait sur cet objectif. Malgré cet échec, les prochaines missions destinées à forer le sol martien pourront s'inspirer de l'expérience d'Insight.

 

LE ROVER CURIOSITY

La recherche de traces d'une vie microbienne antérieure, et de traces de vie en général, voilà ce qui intéresse Curiosity. C'est pour cela que le rover a atterri le 6 août 2012 aux abords d'un cratère de 154km de diamètre, le cratère Gale. Choisi parmi 30 sites présélectionnés, le potentiel de celui-ci repose sur de probables périodes durant lesquelles de l'eau y aurait été présente. A défaut de durer 22 mois comme cela fût initialement prévu, Curiosity ne finit pas de continuer sa mission et nous émerveiller de ses clichés de la planète Mars. Pour information, le selfie de Curiosity que vous voyez en image principale de cette page fut réalisé le 24 Août 2021. Rechercher des éléments qui peuvent lui permettre de déterminer si Mars a pu accueillir des conditions permettant d'abriter une forme de vie.Curiosity a également pour objectif d’analyser la géologie de la zone du cratère Gale. Il y prélèvera plus de 30 échantillons martiens grâce à sa perceuse intégrée à son bras robotique.Curiosity va également récolter des données relatives à la météorologie martienne et également sur les radiations qui atteignent le sol. Les différentes missions confiées à Curiosity vont être réalisées durant l'ascension du mont Sharp, une montagne qui atteint les 5500 mètres de haut. C'est durant cette ascension que Curiosity réalisera un panorama record de 1.8 milliard de pixels en Mars 2020.

LE ROVER OPPORTUNITY

Deuxième rover de la mission Mars Exploration Rover de la Nasa, Opportunity parcourt la surface martienne depuis le 25 janvier 2004. C'est dans la région de Méridiani Planum qu'Opportunity commencera à arpenter Mars dans le but d'analyser des zones ayant pu accueillir de l'eau sur la planète Mars dans le passé. Mars est maintenant connue comme la planète ayant possédé de l'eau en surface dans son passé. Cependant, à l'époque du lancement d'Opportunity, l'eau sur Mars était encore qu'une hypothèse, ce qui a nourri la volonté des scientifiques d'en savoir plus à ce sujet. L'objectif d'Opportunity est donc clair, trouver des traces permettant de déterminer si de l'eau fut présente sur Mars dans son passé. Le but étant de rechercher des traces d'eau, le lieu d'atterrissage et de recherche a donc dû être soigneusement sélectionné. Meridiani Planum fut donc le lieu idéal en raison du fait qu'elle abrite un minéral présent dans les bassins d'eau et sources chaudes de la Terre, "l'hématite". Afin de mener sa mission à bien, opportunity a été doté d'instruments spécifiques comme des caméras, un spectromètre à rayon x (analyse de la composition chimique d'un échantillon), spectromètre infrarouge (analyse des roches), spectromètre Mössbauer (analyse composition et quantités de minéraux ferreux dans les échantillons).

Après presque 15ans de loyaux services, Opportunity cesse sa mission le 13 février 2019, après que les ingénieurs de la Nasa aient tenté de rétablir les commandes et la communication avec le rover, suite à une violente tempête de poussière qui aura recouvert son emplacement en Juin 2018. Malgré tout, Opportunity aura amplement rempli sa mission au cours de ses années de service. Effectivement, celui-ci aura permis d'apporter des preuves qui affirment qu'au moins une zone de Mars est restée humide pendant une période prolongée. Il serait également possible que les conditions sur la planète aient permises un maintien de la vie microbienne.

LE ROVER SPIRIT

C’est en Janvier 2004, trois semaines avant l’atterrissage d’Opportunity que son jumeau “Spirit” se pose également sur Mars. Spirit aborde le cratère de Gusev, situé à l’opposé du site d’opportunity, dans la partie . Prévu pour une mission de 90 jours, le rover aura surpassé les attentes des scientifiques et perdurera durant plus de 6 ans, lorsque toute communication sera interrompue. Spirit avait pour mission d’explorer le cratère de Gusev qui fut supposé avoir abrité un lac. C’est d’ailleurs grâce à des analyses réalisées sur de la roche que Spirit a apporté des indices sur l’histoire de l’eau sur Mars, en Février 2004. Outre la recherche de l’eau, Spirit aura apporté les clichés de Mars avec la meilleure résolution pour l’époque.

PATHFINDER & SOJOURNER

Cette sonde répond à la devise "faster, better and cheaper" (plus rapide, mieux et moins cher). L'objectif est simple, prouver que l'utilisation de coussins gonflables est faisable afin d'atterrir sur Mars. Cette mission a également pour but de tester pour la première fois un petit robot mobile sur Mars. Les restrictions budgétaires obligent la NASA à réaliser des projets d'explorations à faible coût. Mars Pathfinder répond entièrement à cette contrainte, car la sonde sera développée en 3 ans pour un coût inférieur à 150 millions de dollars. C'est 5 fois moins que le projet viking. Sojourner est le premier engin mobile à s'être posé sur le sol martien. C'était le 4 juillet 1997.

Prévu pour une durée de 7 jours, Sojourner a survécu presque 83 jours sur Mars. C'est bien moins que ses successeurs qui ont survécu plusieurs années. A l’époque cette grande première a suscité l’attention du grand public avec près de 50 millions de visites sur les sites web de Pathfinder. Le rover a roulé sur près de 100 mètres et a récolté de nombreuses photos, un trésor d’informations pour l’époque. Pathfinder & Sojourner ont démontré qu'une nouvelle méthode d'exploration moins coûteuse était possible. Sojourner a aussi mis en avant toute l'importance de déployer un rover sur la planète Mars afin de collecter de précieuses données. Les nombreuses missions qui suivent intègrent des rovers toujours plus performants (Spirit, Opportunity, Curiosity, Perseverance).

VIKING 1 & 2

Après la course à la Lune et les missions Apollo, la NASA a un nouvel objectif, se poser sur la planète rouge. Les Américains vont donc commencer un nouveau projet qui va prendre 6 ans à voir le jour. Il faudra attendre le 20 juillet et 3 septembre 1975 pour que les deux atterrisseurs se posent sur le sol martien.atterrisseurs se posent sur le sol martien. Le programme Viking est le premier programme de la NASA a poser un engin sur le sol martien. En 1975, deux sondes ont été lancées, Viking 1 et Viking 2. Le programme avait pour objectif de mettre un engin en orbite et de faire poser un module sur le sol. La NASA souhaitait entre autres détecter une éventuelle présence de vie sur le sol martien, mais également récolter des photos et données de Mars. Cette mission a permis de réaliser une couverture complète de Mars avec une résolution variant de 150 à 300 mètres.

Le projet Viking a été développé dans un contexte particulier. Alors qu'Apollo 11 venait d'atterrir sur la Lune, la NASA a vu son budget fortement réduit. Le lancement était initialement prévu pour 1973 mais les nouvelles contraintes ont reporté le lancement de deux ans. Ce report a été bénéfique et a permis aux équipes techniques de peaufiner le projet. Viking 1 & 2 furent tout de même l’un des projets d’exploration de Mars les plus coûteux avec plus de 900 millions de dollars américains dépensés. Le projet Viking a permis de réaliser les premières expériences sur le sol martien. Les expériences de biologie ont permis de faire une découverte d'une activité chimique inattendue et énigmatique. D'après les chercheurs, la planète Mars s'auto stérilise en raison du rayonnement ultraviolets solaire et de l'extrême sécheresse des sols. Néanmoins en modifiant les conditions, des hypothèses sont émises sur une éventuelle formation d'organismes vivants dans le sol martien.