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L’International Mars Architecture for the Return of Samples (iMARS) tient cette semaine une conférence, en coopération avec l’Agence Spatiale Européenne, le CNES et la NASA. Objectif en ligne de mire : le retour d’échantillons martiens.
A l’heure actuelle, six sondes examinent la planète Rouge en profondeur. Trois sont en orbite : Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Express et Mars Odyssey et trois sont au sol dont deux sont en mouvement (les rovers Spirit et Opportunity) et Phoenix. Cette dernière, qui s’est posée en douceur fin mai, est un lander. Après les vues depuis l’orbite et l’analyse in situ, la prochaine étape de la découverte de Mars pourrait en effet être le retour d’échantillons vers la Terre, que l’on a auparavant envisagé à la base au milieu des années 2000. Il est vrai que l’analyse in situ présente des avantages mais elle a également ses inconvénients. Un examen d’échantillons ne peut être complet que si plusieurs missions sont lancées à différents points de la planète. Pourquoi ? Parce que la logique implique que l’on ne trouvera pas la même composition entre un site et un autre, ce que peuvent toutefois déterminer la composition des sols. Si la mission Mars Sample Return a lieu, il faut qu’elle puisse atterrir à un emplacement répondant aux attentes des chercheurs. Cependant, des investigations à plusieurs endroits seraient nettement plus bénéfiques qu’une simple mission. Bref, il faudrait envisager un programme de missions de retours d’échantillons. L’un des délégués d’iMars a notamment suggéré cette option. Il existe d’ailleurs deux précédents : le programme Apollo et les Lunokhod soviétiques. Les 383 kilogrammes de roches rapportées de la Lune ont permis d’établir plusieurs paramètres. Les 330 grammes de poussières lunaires rapportées de la Mer de la Fécondité et de la Mer des Crises ont permis de découvrir que les basaltes composés de Titane prédominent dans la Mer des Crises et que ceux situés entre la Mer des Crises et la Mer de la Fécondité contiennent de l’anothorsite.
Trois missions en une
Aussi sophistiquées soient-elles, les sondes ont malgré tout, leurs limites. Si un robot connaît un problème, la difficulté de le résoudre peut s’avérer complexe mais pas insurmontable. Et parfois, elle peut être impossible et avoir des conséquences définitives. Lorsque la sonde Mars Polar Lander termina sa descente vers la surface oxydée du pôle sud martien, l’ouverture des pieds d’atterrissage provoqua l’arrêt complet des moteurs alors qu’il restait encore une quarantaine de mètres à descendre (hypothèse la plus sérieuse admise par les chercheurs). Chuter de quarante mètres, équivaut sur la planète Rouge, à tomber d’un peu plus de 13 mètres, la gravité martienne représentant un tiers de la gravité terrestre. Autre échec retentissant, celui de Mars Climate Orbiter survenu quelques semaines avant MPL. Il s’agissait ici d’une erreur incompréhensible de système métrique programmé dans l’ordinateur de bord. Alors le retour d’échantillons martiens en mode automatique doit-il être la nouvelle étape ? Il faut bien prendre en compte une chose. Une mission de type MSR représente en fait trois missions en une : l’atterrissage au site préalablement choisi, la collecte d’échantillons et le retour de ces mêmes échantillons sur Terre via un rendez-vous en orbite martienne avec l’orbiteur. Ce qui n’a encore jamais été tenté.
Préférer l’envoi d’un équipage
Envoyer directement un équipage sur Mars présente un avantage de poids : en cas de problème, un homme peut intervenir directement. Imaginons un instant le scénario suivant : quelques instants avant d’atterrir sur la surface de Mars, le pilote se rend compte que le point prévu présente un quelconque danger. Il peut décider à la dernière seconde de décaler de plusieurs dizaines de mètres son atterrissage. Il existe également ici un précédent qui est resté célèbre, celui d’Apollo 11. Au dernier moment, Neil Armstrong, alors aux commandes du module lunaire Eagle, décida de poser son vaisseau un peu plus loin que prévu car il s’est aperçu que le LEM risquait de tomber dans un cratère. Ce qui l’amena à consommer un plus de carburant que prévu. Mais cela démontre une chose : c’est que l’homme reste le capteur que l’on a pas inventé. Un ordinateur ne sait pas prendre une décision réfléchie. Le tout automatisé a des avantages considérables mais il a également ses limites. Si un problème survient à la dernière minute, l’opérateur qui est aux commandes sur la Terre, n’a aucun moyen d’action compte tenu du délai de transmission de plusieurs minutes avec Mars. Les sceptiques argueront qu’il est dangereux pour l’homme d’aller fouler le sol martien, ce qui est exact car ce « capteur » que nous évoquions plus haut doit travailler, manger, se protéger du rayonnement solaire et pouvoir se détendre, etc… Mais toute conquête ne nécessite-t-elle pas l’acceptation d’un risque ? D’ailleurs, pour relancer le rêve, il faut sans arrêt savoir intéresser le grand public. « Il faut impliquer les citoyens », a déclaré Jean-Jacques Dordain, Directeur Général de l’ESA. En effet, l’espace est l’affaire de tous et pas seulement d’une minorité. Ce pourrait être une belle mission pour les futurs astronautes qui seront retenus par l’Agence spatiale européenne en 2009.
Antoine Meunier
Photos : ESA / JPL
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Erratum
Une erreur s’est glissée dans la chronique n°120. Mars Science Laboratory ne sera pas lancé en 2013 mais bien l’année prochaine par la NASA.
Dans six semaines maintenant, la sonde Phenix Mars Lander devrait se poser sur la surface du pôle nord martien, le 26 mai prochain après un voyage qui a débuté le 4 août 2007.
Au moment de sa phase d’atterrissage à la fin de l’année 1999, le vaisseau Mars Polar Lander s’écrasait sur la surface de la planète rouge au motif d’une grossière erreur de conception. Lorsque les pieds d’atterrissage de la sonde se sont déployés, l’ordinateur de bord a donné l’ordre de couper les moteurs. Malheureusement, MPL se trouvait encore trop haut et sous un tiers de G, la chute restait suffisante pour faire des dégâts qui ont endommagé le vaisseau de manière irréversible. Sur Mars, bien que votre poids soit divisé par trois, si vous faîtes une chute de neuf mètres, cela reste quand même suffisant pour vous faire mal. Avec Mars Polar Lander, c’est vraisemblablement ce qui s’est passé. Aujourd’hui, la NASA a ressorti des cartons des éléments de Mars Polar Lander pour aller cette fois-ci explorer le pôle Nord martien. Une région de la planète qui demeure encore inexplorée. Phenix est donc le jumeau de MPL et doit mener une mission d’une durée comprise entre 90 et 150 jours martiens.
Bien plus au nord
Ce géologue, car c’est bien un géologue dont il s’agit ; vise un site d’atterrissage compris entre 65 et 70 degrés Nord de latitude. Parmi les objectifs de la mission : on retiendra que PML doit étudier les conditions météos locales ou encore la chimie et la minéralogie du site sur lequel il doit se poser. PML restera totalement immobile sur le sol martien et ce sont ses instruments qui feront le travail. Dans ses entrailles, il emporte notamment un bras robotique capable de creuser jusqu’à plusieurs dizaines de centimètres ainsi qu’un four prévu pour analyser les échantillons récoltés sur le sol martien. Voilà pour les grandes lignes de cette sonde d’une masse de 700 kilogrammes. Lors de sa rentrée, Phenix n’effectuera pas de mise en orbite mais une trajectoire directe. C’est-à-dire que la sonde pénètrera l’atmosphère martienne directement après son périple de 680 millions de kilomètres. Si tout se passe normalement, le cri de victoire et les premières images du pôle nord martien parviendront un peu plus de six minutes et demie plus tard aux contrôleurs de missions du Jet Propulsion Laboratory à Pasadena, une fois que le bouclier thermique, le parachute frein et les rétrofusées auront fait leur office. Mais une mission à 400 millions dollars est-elle la bonne option pour se poser sans encombre ? Précisons que la rentrée se fait en automatique, les opérateurs ne pourront pas intervenir durant ces six minutes de phase critique. A la différence des rovers Spirit et Opportunity, Phenix ne fait pas appel à la technologie des airbags pour l’atterrissage. Rendez-vous le 26 mai avec un paysage fantastique à la surface ?
Antoine Meunier
Sources : Jet Propulsion Laboratory
Photos : NASA/JPL-Calech/University of Arizona /JPL
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Il se pourrait que la qualité des eaux ait rendu la vie impossible sur la planète Rouge. Tout espoir de trouver une trace de vie sur Mars est-il donc perdu ? Pas si simple.
Lors de la récente conférence de l’Association Américaine pour l’avancement des sciences, Andrew Knoll, biologiste membre de l’équipe des rovers Spirit et Opportunité, a expliqué que les roches analysées par Opportunity à l’intérieur du cratère Victoria dans Meridiani Planum auraient été trop salées et leur pH trop important pour permettre l’apparition de la vie.
Si la recherche de la vie sur Mars paraît de plus en plus difficile, elle n’est pas non plus compromise. Pourquoi ? D’abord parce qu’après la Terre, Mars figure parmi les candidats les plus favorables du Système solaire. Ensuite, parce qu’il faut chercher sur différents points à la fois. Nouvelle tentative donc, avec le robot Phenix qui doit se poser, si tout va bien, au pôle Nord martien le 25 mai. Il aura pour objectif l’analyse de l’eau gelée et vérifier si les conditions sont, là aussi favorables à l’apparition de la vie. En fait, Phenix reprend certains objectifs de la mission Mars Polar Lander qui avait échoué en 1999.
2009, Mars Science Laboratory
Afin de multiplier les chances de débusquer une quelconque forme de vie fossile ou microbienne sur le sol martien, il faut donc multiplier les sites d’atterrissage des sondes et des revers. Ainsi, Mars Science Laboratory qui décollera l’an prochain, devrait se poser sur une zone qui est riche en argiles et phyllosilicates. Equipé de six roues comme les MER*, il devrait peser 800 kilogrammes et transporter 70 kilogrammes d’instruments scientifiques. Ses missions : détecter de l’eau fossile et des preuves de vies.
Si la vie semble être absente à la surface de Mars, alors peut-être se cache-t-elle dans le sous-sol ? La meilleure façon pour en être certain est de creuser. En 2013, le robot européen ExoMars partira à son tour explorer la planète Rouge. Il sera équipé d’une foreuse lui permettant de faire des prélèvements d’échantillons jusqu’à deux mètres de profondeur. Si dans l’immédiat, les réponses fournies ne sont guères probantes, l’analyse du sous-sol pourra sans doute être plus fructueuse avant une plus longue échéance lors d’un retour d’échantillons pour une analyse complète et peut-être une comparaison avec les roches ramenées lors des missions lunaires.
Dans les milieux les plus extrêmes
Enfin, rappelons-nous que la vie peut se manifester de bien différentes manières et dans les milieux les plus extrêmes. En 1995, une équipe de chercheurs a réalisé un forage dans les montagnes Rocheuses** et a découvert à 1,8 km de profondeur des bactéries endogées, c’est-à-dire vivant dans le sous-sol. Ces bactéries tirent leur énergie de l’oxydation des silicates et pyroxènes de la roche volcanique et fabriquent leur matière organique à partir de gaz carbonique dissous. Autre exemple, dans les fosses abyssales de nos océans vers 10 000 mètres de profondeur sous une pression équivalente à 1 000 atmosphères, il est possible de trouver des bactéries dites « barophiles ». La température ne dépasse pas les 0 degrés Celsius. Sur Mars, la température varie en moyenne de moins 80 à plus 20 degrés…
Sur la Terre, la vie peut apparaître là où on ne l’attend pas, il n’est donc pas impossible que l’on débusque une vie martienne à un endroit que l’on imagine pas.
Antoine Meunier
Sources : www.nasa.gov/centers/jpl/missions/mer.html
Photos : Jet Propulsion Laboratory / www.esa.int
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*MER : Mars Exploration Rover
** In Ciel et Espace (décembre 1998)
Voilà quatre années que les deux petites astromobiles parcourent inlassablement le sol martien. Malgré l’usure du temps, elles fonctionnent encore très bien et les clichés transmis depuis le sol sont probablement parmi les plus spectaculaires avec ceux des missions Apollo.
A voir les performances de Spirit et d’Opportunity, André Citroën n’aurait certainement pas dit non pour une ballade à la surface de la planète Rouge avec des rovers pressurisés tamponnés au nom de ses voitures. A son époque, l’industriel fut aussi un explorateur qui avait décidé, pour faire connaître sa marque, de parcourir le monde en organisant des « croisières » à travers la planète. La plus célèbre reste bien sur la Croisière Jaune qu’il effectua entre 1931 et 1932 sur 11 000 kilomètres d’ouest en est de Beyrouth à Pékin. Pour leur part, les deux MER* ont certes parcouru mille fois moins que les voitures de la Croisière Jaune mais leur robustesse est impressionnante. Et il existe tout de même des similitudes avec les deux expéditions.
Dans les contrées les plus désolées, il est impossible de ravitailler ou de changer une pièce défaillante. Citroën et son équipe avait pris en ligne de compte ces paramètres. Lorsqu’un problème survient, les hommes du Jet Propulsion Laboratory (JPL) veillent sur les deux automobiles à six roues qui roulent sur la surface oxydée de Mars. L’été dernier, Opportunity a affronté une tempête de poussière qui aurait pu l’endommager de manière irréversible. Afin de préserver le rover, et surtout ses panneaux solaires, on le programma pour qu’il ne contacte la Terre uniquement en cas d’urgence. Les techniciens ont ainsi réduit la consommation d’Opportunity à 130 watts heure contre un peu plus de 700 d’habitude. Pour sa part, Spirit, situé dans le cratère de Gusev se trouvait moins exposé au danger. Déjà éprouvé par trois années sur le sol martien, les deux robots sont repartis et poursuivent leur mission.
Et maintenant ?
Il est évident que les deux sondes ont pulvérisés toutes les attentes. Prévues pour durer trois mois, elles viennent d’entrer à présent dans leur cinquième année de mission. « Les principales découvertes de Spirit sont venues après la première mission de trois mois », a souligné Steve Squyres, principal chercheur des missions MER*, dans un communiqué disponible sur le site du Jet Propulsion Laboratory.
Au catalogue
des découvertes de Spirit, il faut signaler la présence de silice
confirmée en décembre 2007 par la NASA. Il est intéressant de noter que sur
notre planète la silice se forme près de sources d’eau chaude ou bien de
fumerolles. Il s’agit d’émanations gazeuses provenant de fissures ou de trous
dans les zones volcaniques. A ce titre, Steve Squyres en a profité pour
signaler que l’on trouve toujours de la vie microbienne sur la Terre près des
fumerolles. Sur la Terre d’accord mais sur Mars ? L’environnement n’est
pas le même, la température varie, a peu près, à 15 degrés pour la température
la plus chaude à moins 100 pour la plus froide, et la pression atmosphérique
n’atteint que 7 millibars, d’où une atmosphère très ténue. Mais pour obtenir
une réponse sur l’éventuelle présence de vie microbienne il faudrait creuser en
profondeur et prospecter sur plusieurs endroits, ce que ne peut pas faire un
robot sur une période réduite. Les sondes, aussi sophistiquées soient-elles,
ont leurs limites.
André Citroën n’aurait certainement pas décliné une invitation à
parcourir quelques centaines ou quelques milliers de kilomètres à la surface de Mars.
Antoine Meunier
Sources : www.s-e-f.org / www.nasa.gov/centers/jpl/missions/mer.html
Photos : Jet Propulsion Laboratory / www.citroen.com
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ajmeunier@club-internet.fr
Tél.06 14 92 55 06
*MER : Mars Exploration Rover, Spirit et Opportunity
Et de cinq ! La NASA vient d’annoncer une cinquième prolongation pour les deux rovers, actifs sur la planète Mars depuis maintenant janvier 2004.
Increvable pourrait-on dire à propos de Spirit et d’Opportunity ? Sûrement, car leur mission ne devait durer initialement que trois mois et lorsqu’on voit le travail scientifique accompli en presque quatre années passé sur Mars, la mission des MER (Mars Exploration Rover) repart une nouvelle fois en fanfare. Le bilan est vraiment impressionnant : 7,26 kilomètres parcourus et 102 000 transmises au JPL pour Spirit pour 11,57 et 94 000 images à Opportunity. Désormais, l’agence spatiale américaine prévoit de prolonger leur mission jusqu’en 2009. Si tout se passe bien, il y aura donc trois sondes spatiales américaines à pied d’œuvre sur le sol martien en 2008. En effet, la sonde Phoenix vole actuellement vers la planète Rouge. N’oublions pas non plus que deux autres sondes observent actuellement la quatrième planète : Mars Reconnaissance Orbserver (MRO) et Mars Express.
Une descente retardée
A l’heure actuelle, les deux sondes sont chacune à l’opposée l’une de l’autre. Spirit a démarré le mois dernier l’ascension du plateau de Home Plate. Sa géologie pourrait contenir des traces d’eau et de lave volcanique. Pour sa part, Opportunity a commencé à descendre dans le cratère Victoria dans la région de Meridiani Planum. On se souvient que la descente envisagée l’été dernier mais avait été retardée en raison d’une tempête de poussière qui sévissait à l’époque. Le robot fut mis en stand-by car on avait craint pour ses instruments.
Alors malgré un séjour de plusieurs années dans le milieu martien, Spirit et Opportunity semblent néanmoins tout à fait capables d’aligner de nouveaux kilomètres à leur compteur respectif. De quoi envisager de nouvelles découvertes et des photos toujours plus spectaculaires de la surface de Mars. A moins que la sonde Phoenix, qui n’est qu’un simple lander, ne fasse mieux d’ici là ?
Antoine Meunier
Sources : www.nasa.gov / www.yahoo.fr
Photos : NASA/JPL – Caltech
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