Le rover Curiosity est arrivé sur Mars

Le 6 août 2012,  un vaisseau spatial de la Nasa a déposé sur la planète Mars , au terme d’un voyage de 255 jours un extraordinaire laboratoire mobile, le rover Curiosity. Saluons l’exploit technique qui a consisté à placer le rover exactement à l’endroit prévu, à l’intérieur du cratère Gale.  Cet appareil sera capable d’analyser des douzaines d’échantillons extraits par carottage des roches ou ramassés sur le sol lors de ses longues explorations. Il est doté d’un rayon d’action supérieur à ceux des 2 précédents rovers déposés sur Mars.  Avec une charge utile 10 fois supérieure, il pourra remplir son ambitieuse mission : voir si les conditions sur  Mars ont pu être favorables à une vie microbienne et si se trouvent dans ses roches des indices d’une vie ayant régné antérieurement sur la planète rouge.

Fig.1. Vue d’artiste du rover Curiosity dans un paysage martien On remarque le
bras robot articulé permettant d’extraire des minerais. On voit aussi le mât
surmonté du télescope-laser. Crédit NASA.

Les instruments scientifiques emportés par Curiosity

Les nombreux instruments embarqués font de ce rover un véritable laboratoire mobile.

– Les caméras, au nombre de dix-sept, ont des fonctions variées allant de l’auxiliaire de navigation à la mesure physique. On voit leur localisation sur la photo suivante de Curiosity

Fig. 2. Les dix-sept caméras de Curiosity. Crédit NASA/JPL.

– Le bras robot  de collecte d’échantillons peut enlever la poussière sur les roches, ramasser les constituants du sol, forer dans les roches et recueillir des échantillons en poudre venant de l’intérieur des roches, trier ces échantillons par taille de particules et les distribuer  dans les divers instruments du laboratoire.

-Ceux-ci comprennent un chromatographe en phase gazeuse, un spectromètre de masse et un spectrographe à laser accordable. Leur synergie permettra d’identifier de nombreux composés organiques (contenant du carbone) et de déterminer les rapports isotopiques de différents éléments.

-Un diffractomètre à rayons X et fluorescence appelé CheMin doit aussi  étudier les échantillons ramassés par le bras robot. Il servira à l’identification et au dosage  des minéraux  contenus dans les roches et le sol.

 

-Un instrument nouveau, le ChemCam,  permet aux chercheurs de choisir quels  sont les objets à portée du rover susceptibles d’être ramassés et analysés avec les autres instruments.  Une impulsion laser dirigée sur des cibles situées jusqu’à 9 mètres du rover y vaporise de fines couches de matériau du sol ou de roches . Une optique télescopique capture l’image du plasma excité par le faisceau laser et l’envoie dans un spectromètre qui  identifie les atomes de l’échantillon. Le laser et le télescope sont montés sur le mât du rover.

On a schématisé sur la figure ci-dessous le fonctionnement de ce système original .

Fig.3. Schéma du système ChemCam

ChemCam est le fruit d’ une collaboration franco-américaine entre Los Alamos Laboratory à  Los Alamos, le NASA JPL à Pasadena, Calif., le Centre national d’Etudes Spatiales,  le Centre d’Étude Spatiale des Rayonnements et  l’Observatoire Midi-Pyrénées, Toulouse, France. Le laser utilisé a été construit par Thales (France).

– Un détecteur à rayonnements ionisants fournira des données nécessaires à une future exploration humaine de la  planète mais  permettra aussi de conclure  à la  possibilité ou non pour Mars d’abriter de la vie.

-Un système mesure et enregistre pression atmosphérique, température, degré d’humidité,  vitesse et direction du vent et intensité des radiations dans l’ultra-violet.

-Un spectromètre à neutrons doté d’une source radioactive  permet de mesurer l’abondance   des ions H et OH (c’est-à-dire de l’eau sous forme de glace ou de composants des minéraux) dans les roches  jusqu’à une profondeur de 1m. Ce système a été conçu et réalisé par l’Agence Spatiale Russe.

 

L’énergie électrique de Curiosity est fournie par un générateur thermoélectrique à radio-isotope. La chaleur fournie par la désintégration  de plutonium 238 est convertie en chaleur par des éléments thermoélectriques.  Cette alimentation  doit donner à l’appareillage un temps de fonctionnement d’au moins une année martienne ( 687 de nos jours). La puissance disponible est de l’ordre de 110 watts.

Les communications  radio avec la Terre  utilisent comme  relais les satellites  ( Odyssey  qui a assuré la liaison durant la descente de Curiosity, Mars Reconnaissance Orbiter et le satellite Mars Express de l’Agence Spatiale européenne.)  actuellement en orbite autour de Mars. Le temps mis par les signaux électromagnétiques pour parcourir la distance  Terre-Mars , de 13 minutes en moyenne, varie de 3 à 22 minutes selon la distance entre les deux planètes.

Voici l’une des premières images prise par Curiosity. On y distingue une grande partie du cratère Gale avec, au fond, le Mont Sharpe.

Fig. 4. Cette image a été prise par la caméra d’évitement d’obstacles avant gauche à pleine résolution un peu après l’arrivée au sol. On remarque l’ombre de Curiosity et de son mât en premier plan.    Crédit NASA/JPL-Caltech

Voici quelques données  sur la planète Mars:

Distance  de la terre :  minimale 55,7 millions de km,  maximale 401,3 millions de km
Rayon équatorial = 3 398,2 km (53,3 % de celui de la terre)
Rayon polaire    = 3 376,2  km (53,1 % de celui de la terre)
Masse  = 6,4185×1023 kg  (10,7 % de celle de la terre)
Masse volumique moyenne 3 933,5  kg/m3   (71,3 % de celle de la terre)
Accélération de la pesanteur à l’équateur = 3,711 m/s2  (37,9 %  de celle de la terre)
Période de révolution = 686,9601 jours terrestres = 1,8808 année terrestre.
Durée du jour solaire sur Mars = 88 775,244 s  = 1,02749125 jour solaire sur la Terre
Température moyenne au sol = -63 °C≈ 210 K
Température la plus élevée = -3 °C≈ 270 K
Température la plus basse   = -133°C ≈ 140K
Pression atmosphérique   = 636  Pa = 6,36 millibars ≈ 6 millièmes d’atmosphère terrestre
Composition de l’atmosphère :  95,32 % de CO2, 2,7% de N2, 1,6% d’Argon, 0,13% d’ O2 et des traces de  CO, H2O, NO, H2, Néon, Krypton, Xénon, Ozone et autres gaz.

 

Pour en savoir plus:        NASA Mars Science LaboratoryPlanète Mars Wikipedia