Curiosity est sur Mars!

Et voilà, c’est fait! Curiosity est sur Mars…

Après un peu plus de 8 mois de voyage, le rover Curiosity s’est donc posé sans encombre à la surface de la planète rouge. Bravo à tous les ingénieurs qui ont travaillé sur ce système d’atterrissage! Nous avons été nombreux à suivre la phase finale en direct, les plus chanceux depuis la “Control Room” au JPL, les autres -comme moi- sur la NASA TV.

Je suis persuadé que de nombreux blogs/médias raconteront ces “7 minutes de terreur” bien mieux que moi (j’attends en particulier le compte rendu d’Emily Lakdawalla [Edit : le lien direct vers le billet])! Je ne vais donc pas m’étendre là-dessus autrement que par les deux vignettes ci-dessous : ce sont les premières images (tailles réelles) envoyées par la sonde. En cliquant dessus, vous obtiendrez les images “grand format” obtenues quelques minutes plus tard.

L’ensemble des images réalisées par MSL pourra être téléchargé sur le site de la NASA (images brutes) ou sur le catalogue du JPL.

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Et un résumé de plus pour e-Mars!

C’est légèrement en avance que le résumé de l’équipe e-Mars pour la 3rd International Conference on Early Mars a été soumis. Ce résumé s’intitule Noachian crust composition and early alteration processes in the vicinity of Valles Marineris as seen from the central peaks of impact craters.

Le but est ici de replacer les conditions de cristallisation de la croûte et son altération dans le contexte général de la planète Mars à l’état primitif. Ces informations apportent également des contraintes sur les conditions dans lesquels une vie primitive aurait pu émerger durant le premier milliard d’année. Concrètement, ce résumé s’appuie à la fois sur les résultats qui seront présentés à la LPSC et sur ceux qui ont été présentés lors du 1st Landing Site Workshop.

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Proposed 2018 joined NASA and ESA rover mission: first landing site workshop

Mercredi 29 fevrier dernier se tenait à Washington D.C le premier workshop sur les sites d’atterrissage pour une mission commune ESA/NASA en 2018. C’est dans un climat plutôt morose que s’est tenue cette réunion qui suivait une réunion du MEPAG qui avait discuté des sévères coupes budgétaires que va subir l’exploration spatiale américaine les prochaines années. Notamment, la NASA et son expertise d’atterrissage de rover…se retire de la mission 2018.

Dans ce contexte, l’objectif de cette réunion était de proposer des sites d’atterrissage pertinents pour une variété de mission et d’objectifs depuis l’exobiologie jusqu’au retour d’échantillons. La réunion a donnée lieu à des échanges scientifiques très pertinents et les résultats les plus récents de l’étude de la surface de Mars ont pu y être présentés. Vous pouvez retrouver toutes les présentations de la journée ici.  e-Mars y défendait 2 sites d’atterrissage qui étaient proposés pour la première fois. De ce fait, ils n’ont jusqu’à présent quasiment pas été ciblés par les sondes en orbite autour de Mars.

Finalement cette réunion s’est clôturée par un classement des sites proposés par ordre de priorité pour l’acquisition de nouvelles données par les sondes orbitales. Les deux sites défendus par e-Mars se sont retrouvés en haut du classement. Cela signifie que nous allons avoir beaucoup de données à analyser dans les mois futurs sur ces deux sites d’atterrissage !

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Landing Site Workshop

L’équipe e-Mars avait soumis début décembre deux résumés pour le 1st Landing Site Workshop: Possible Joint Rover 2018 Landing Sites. Vous pouvez retrouver le billet correspondant ici et les deux résumés la.

Hier, le programme de la journée de workshop a été mis en ligne. Cet atelier, qui se déroulera à côté de Washington le 29 février, a pour objectif de commencer l’identification de sites d’atterrissage potentiels pour une future mission de rover martien (probablement une mission de retour d’échantillons). Les sites qui seront présentés peuvent être issus du processus de sélection de la mission MSL ou bien être totalement nouveaux (c’est le cas d’un des sites présentés par l’équipe e-Mars!). A la fin de l’atelier, une liste des sites prioritaires devrait émerger. Cette liste pourra servir de base pour la planification de nouvelles observations par les instruments orbitaux (CRISM et HiRISE par exemple) et les futures discussions.

Le workshop se déroulera donc le 29 février, juste après le 2nd international meeting of MEPAG. Comme Cathy sera à Washington, elle assistera seule à cette journée et fera les deux présentations! Harold n’ira défendre les couleurs d’e-Mars qu’à la LPSC. D’après les organisateurs, les données du workshop devraient être accessibles via Webex.

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Contraintes “ingénieurs” pour la sélection d’un site d’atterrissage

Le choix d’un site d’atterrissage pour un (futur) rover martien est particulièrement complexe. Celui-ci doit en effet présenter à la fois un intérêt maximum du point de vue scientifique (diversité des terrains, compositions et caractéristiques morphologiques de chacune des unités, habitabilité pour le développement et la conservation de matériel organique,…) et présenter des “caractéristiques raisonnables” en termes de potentiel d’atterrissage. L’objet de ce billet sera de détailler un peu ces “caractéristiques raisonnables”!

Tout d’abord, avant d’entamer une description des contraintes qui sont fixées avant le choix scientifique, il faut comprendre le processus d’atterrissage. Les futurs rovers martiens utiliseront le même système (sinon mieux!) que celui qui a été utilisé sur le rover Curiosity. Après la première phase de freinage atmosphérique grâce au parachute, un système de propulsion prend le relais pour contrôler la descente finale. En parallèle, un système radar étudie en temps réel le relief du terrain afin de pouvoir décaler le rover en cas de danger important (présence d’un gros bloc par exemple). Finalement, le rover est descendu par des filins et se pose en douceur à la surface (système du “sky crane”). Le module de descente poursuit son vol plus loin afin de ne pas endommager le rover.

Représentation du processus d'atterrissage de MSL (NASA)

Qu’est ce que tout cela implique alors en termes de contraintes pour le choix du site d’atterrissage? La première énoncée dans le modèle de document utilisé pour soumettre un résumé (voir aussi ce billet) concerne plutôt la première phase de la descente. Cette contrainte est en effet liée à l’altitude du site d’atterrissage. Celui-ci doit se situer au dessous du niveau de référence (altitude 0km) par rapport à l’ellipsoïde MOLA. Une altitude trop élevée entraînerait en effet un temps de descente plus court, insuffisant pour que le parachute puisse suffisamment freiner l’engin. La latitude du site doit également être à moins de 30° de l’équateur.

Vue d'artiste de MSL en phase finale de descente (NASA)

Les paramètres suivants concernent plutôt la nature de la surface sur laquelle le rover va se poser. Il faut noter que la position approximative de l’atterrissage peut être estimée, mais il existe toujours une petite incertitude. C’est pourquoi nous parlerons d’ellipse d’atterrissage. Dans le cas d’un système identique à celui de MSL, cette ellipse a une dimension de 25 x 20km. Les paramètres de surface à considérer sont alors :

  • des pentes de moins de 20° sur une distance de 2 à 10km de l’ellipse pour éviter une malfonction du radar de descente;
  • moins de 100m de relief à une distance de 1 à 1000m de l’ellipse pour contrôler correctement le processus de descente et la consommation énergétique du module propulseur;
  • des pentes inférieures à 25-30°,  à une échelle de 2 à 5m à l’intérieur de l’ellipse, pour assurer la stabilité et la mobilité du rover pendant et après l’atterrissage;
  • la probabilité qu’un rocher plus grand que 55cm soit présent dans une aire de 4m² doit être de moins de 0.5%, bien évidemment pour permettre au “sky crane” d’éviter ce bloc, même au dernier moment, sans se prendre le suivant sur le coin du nez;
  • la bande radar Ka (plage de fréquence du radar 27-40GHZ / 0.75-1.11cm) doit être comprise entre -20 et 15dB afin d’assurer une mesure correcte de l’altitude et de la vitesse par le radar de descente;
  • la surface doit avoir une inertie thermique plus grande que 100J.m-2s-0.5K-1, un albédo plus faible que 0.25 et une réflectivité au ondes radar supérieure à 0.01 afin d’être sur qu’il s’agisse d’un sol dur capable de supporter la charge du rover plutôt que de la poussière non consolidée

Il apparaît que choisir un site d’atterrissage favorable n’est pas si facile que cela. Néanmoins, des améliorations sont en cours d’études. Ainsi, il est possible que des technologies d’évitement de danger soient incluses dans le module finale. Cela réduirait les contraintes sur les pentes : il pourrait par exemple exister une petite zone (>600m) avec des blocs rocheux de taille importante dans l’ellipse d’atterrissage.

Voila les contraintes que nous devons prendre en compte lors du positionnement de l’ellipse. Comme vous pouvez le constater, le sites les plus intéressants ne seront pas forcément ceux choisis pour les futurs rovers. Il est en effet préférable d’avoir un rover en état de marche dans un endroit un peu moins intéressant que pas de rover du tout!

Ellipse proposée dans le cratère "UJ"

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