Ce qu'il faut retenir de la mission Curiosity après dix annes sur Mars


Le 6 août 2022, nous fterons dix ans de dernier message de curiosité sur la centrale de Mars. En effet, ce 6 2012, l’astromobile de 900 kilos se trouve dans le milieu du Cratre Gale, de 150 km de diamètre, et a déjà rapporté 3,6 millions de dannes à l’impact dune mtorite. Sur Mars, les jours sappellent des sols, numrots depuis laterrissage (Sun 0); Le 6 de 2022 correspond donc au Sol 3555, soit 3652 jours terrestres.

Cet anniversaire nous donne l’occasion de dresser un bilan technique et scientifique de cette mission et d’évoquer les découvertes faites avec les instruments embarqués bord de Curiosity.

Curiosity : une aventure internationale qui a commencé bien avant le laterrissage

Curiosity a embarqué à bord de dix instruments dont deux franco-américains : ChemCam et SAM.

ChemCam est le fruit du travail de plus de 300 personnes en France (CNRS, universités, CNES et industries) sous la responsabilité de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Plantologie (IRAP) en coopération avec le Laboratoire National de Los Alamos (LANL EE . UU.) ) et sous la maîtrise d’ouvrage du Centre national d’études spatiales (CNES) qui finance la contribution française au projet.

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Linstrument ChemCam dans la sélection pour l’analyseur de la composition chimique des roches martiennes autour du rover, en tirant au dessus laser et en collectant la lumière renvoye (on parle de spectrométrie sur plasma induit par laser ou LIBRE). Le principe est de chauffer très fortement la roche (>10000C) sur une petite surface (moins d’un millimètre carré) pour qu’un tout petit fragment soit sublim (passe de ltat solide ltat gazeux) puis ionis ltat plasma.

C’est avec l’analyse spectrale de la lumière de cette tincelle que la composition atomique de la roche est déterminée et que les scientifiques en déduisent la nature de la roche.

Le robot Curiosity tire un laser sur une Roche Martienne
Vue d’artiste de l’utilisation de la ChemCam. NASA/JPL-Caltech.
médias wiki


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SAM quant lui est un grand laboratoire d’analyses chimiques, pesant jusqu’à 40kg, soit la moiti de l’ensemble des instruments du rover. Il permet d’analyser l’environnement du mobile au niveau moléculaire. Il sagit galement dune contribution franco-amricaine la mission, et rsulte du travail de prs de 100 personnes en France (CNRS, universits, CNES et industrie) sous responsabilit du Laboratoire Atmosphres Observations Spatiales (LATMOS) et sous la matrise douvrage du CNES. Le développement en collaboration avec le Goddard Space Flight Center de la NASA et le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA. Ce dernier a également conu, développé et assemblé Curiosity.

SAM a permis de chauffer les chantillons prélevés par le rover jusqu’à plus de 850C, et d’analyser finement la nature chimique des gaz produits avec les trois instruments complémentaires qu’il contient. Cela permet de fournir des informations sur la nature des minéraux et des composés organiques présents dans les chantillons analysés. SAM c’est galement la capacité d’analyser la composition du latmophre pour comprendre le climat présent et passé de la plante.

Curiosity rover sur le sol martien
SAM est composé de trois instruments différents qui contrôlent et mesurent les composants organiques qui associent la présence de vie sur une plante.
POT

Après 10 ans, au CNES Toulouse, le Centre d’opérations Martien, nomm FOCSE (Centre d’opérations français pour la science et l’exploration), accueille une semaine sur deux les équipes françaises qui travaillent en direct avec la NASA (Agence spatiale américaine). Chaque soir, les ingénieurs et scientifiques qui exploitent les instruments ChemCam et SAM reviennent au CNES pour assurer la surveillance et la programmation des instruments, la récupération et le traitement des mains scientifiques.



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Mars : Une plante autrefois habitable

Lors des premiers sols suivant son atterrissage, une phase de vérification de bonne santé des instruments scientifiques (ChemCam, SAM, etc.) en opre. Ensuite, Curiosity a commencé à explorer le cratère. Nous pensions y trouver des alluvions (dpts sdimentaires) transporte par une ou plusieurs rivires dont lune se dversait depuis le plateau environnant. Le rover a fouillé alors des traces de ces coulements pasa.

Stupeur : un chantillon, prlev sur le site fourrager Cumberland, pour révéler que Mars a bien fonctionné, un moment de son histoire, toutes les conditions requises son habitabilité : de l’eau liquide, de la matière organique et une source d’énergie. Une forme de vie simple aurait pu et exister, mais nous ne pouvons pas dire si le cratère Gale a hberg ou non un jour une forme de vie.

Les différents outils embarquaient, de plus, permettaient de découvrir la présence de matière organique recherchée depuis près de 40ans. Les quipes tudient aussi lorigine des sdiments prsents et leur transforms en roches lorsque leau coulait sur la plante Rouge

Observer toutes les conditions d’habitabilité de façon exhaustive nid pas commun. ce jour, cela n’est pas possible que sur la Terre et Mars.

Paysage Martien
Photo de la baie de Yellowknife (crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS/ASU).
POT, Fourni par l’auteur

Confronter le vrai terrain aux données orbitales

Laventure sur Mars est droule de manire nominale au cours de la premire anne martienne (presque 2ans terrestre). La NASA et ont décidé conjointement d’étendre la mission afin d’explorer trois formations géologiques.

Au milieu du cratère Gale, slve le pic central qui culmine à plus de 5500mtres au-dessus du plancher. Il se nomme Mons Éolisplus d’attrait familial Mont Sharp. Il expong sur ses flancs de nombreuses couches géologiques ne constitue lempilement qu’un livre ouvert sur l’histoire de la plante. A plus de 10 km du lieu d’atterrissage de Curiosity, se trouvent les voies d’accès au Mont Sharp empruntées par le rover autour du Sol 750.

paysage montagneux martien
Mont Sharp au coucher du soleil. NASA/JPL-Caltech/MSSS/Thomas avr.
Flickr

Lune des premières notables couchs rencontres lors de cette ascension sappelle Crête de Vera Rubinen hommage à latronome Véra Rubin.

Selon les données collectées en orbite martienne, cette zone est riche en un minéral appelé hmatite. Il s’agit d’un oxyde de fer fréquemment formé en milieu aqueux. Observer cette couche depuis le sol grâce au rover nous permet d’acquérir ce quen gologie nous appelons la vérité terrain.

Les dons orbitaux restent importants car ils permettent une couverture globale de la plante, mais n’exigent jamais aussi que les dons acquièrent directement du soleil. Cependant, au contraire, les zones orbitales sont ajoutées, cette zone est imbriquée et embellie, tout en enrichissant les terrains qui les entourent. Ceci a rencontré en évidence le complémentaire des deux types de données, en orbite et au sol, pour analyser l’histoire de la plante.

La deuxième zone n’est pas adaptée à la mission de Curiosity est ce qui at appel lunit dargiles. Les argiles sont d’un fort intérêt pour la lexobiologie, qui s’intresse aux processus pré-biotiques (avant l’apparition du vivant) et biologiques dans l’univers. Elles protègent la matière organique car elles la conservent parmi les feuillets qui les constituent.

On pourrait voir les argiles un peu comme le mille-feuille des minraux car ils sont constitués d’un empilement de feuillets, entre lesquels se glisse de la matière organique. Les données acquises dans cette zone d’argile sont encore en cours d’analyse et les articles scientifiques que les concernés sont progressivement publiés dans différents journaux spécialisés. Cette zone caractérise donc la période humide de l’histoire de Mars avec des vestiges de lacs et de rivières.



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Bref, la troisième zone d’intérêt qui compose le mont Sharp est la couche des sulfates. Ils sont potentiellement les témoins d’une transition environnementale : le passage d’une poque riche en eau liquide vers une poque de plus en plus aride. Le rover va actuellement voir cette zone pour tester cette hypothèse, et les résultats restent à venir.

Toutes ces découvertes démontrent que Mars a une histoire géologique complexe et riche remontant à plus de 3milliards dannes.

Après dix ans, malgr les nombreux dfis (changements thermiques diurnes majeurs, poussire et radiation), Curiosity et ses instrument fonctionnent toujours. Des précautions sont prises pour préserver le matériel pour que la mission scientifique poursuive.

Aujourd’hui, entre l’impressionnante vallée du Gediz, la curiosité se retrouve dans un paysage époustouflant et la mission vient d’être reconduite pour trois ans.

Paysage Martien
Entre Sol 2638 (7 janvier 2020) et Sol 2731 (12 avril 2020), RMI à l’image nord de Gediz Vallis, un confort Mont Sharp.
NASA/JPlL-Caltech/MSSS/LANL/IRAP/Thomas Appr
La persévérance du robot s'approche de la surface martienne
Le rover Persévérance est suspendu au cours de la descente à l’approche de la surface martienne. NASA/JPL-CALTECH.
Flickr

ce jour, Curiosity nest plus seul arpenter la Mars surface depuis le rover Perseverance la rejoint le 18fvrier 2021 avec pour mission la recherche de traces pr-biotiques et la collecte dchantillons qui seront rapports sur Terre.

l’atterrisseur Vision Ce post sur Mars galement en novembre 2018 pour contrer les tremblements de la plante, grce au seismomtre franais SEIS, et al tudier le cur de Mars. La connaissance de la structure de Mars est importante pour comprendre son évolution, par exemple, pour contrôler les raisons de la dissipation du champ magnétique qui autrefois entourait Mars et est en relation étroite avec l’habitabilité de la plante.

Aurait d’ajouter cela rosalind franklin, le premier rover européen embarqué à bord des Participations françaises, compte tenu de la direction de la mission Exomars. Il devait décoller en septembre 2022 avec un lanceur russe, mais son lancement à retard jusqu’au nouvel ordre suite au déclenchement de la guerre en Ukraine dont les conséquences politiques impactent la coopération scientifique.

Ce rover devrait creuser jusqu’à deux mètres de profondeur pour Analyzer des roches mieux protéger des rudes conditions qui régnent la surface. Ils sont donc supposés contenir plus d’informations sur la chimie pré-biotique de Mars que les chantillons analysés jusqu’à présent.

Toutes les missions spatiales extrêmement complémentaires à l’héritage de Mars sont pensées comme sensées, et sont le fruit d’une coopération internationale. De plus s’ils permettent de mieux comprendre l’histoire de la centrale martienne, ils apprendront aussi l’histoire de la jeune Terre.

En effet sur Terre, les très vieilles roches, témoins de l’apparition de la vie, ont t oblitres par la tectonique des plaques. D’autre part, certaines tectoniques n’existent pas sur la planta Mars ou à très limite : nous avons donc accs des roches conserves depuis des milliards d’annes, et qui se sont probablement formes dans l’environnement proche de celui de notre Terre lpoque.

Considérant les similitudes de nos plantes, nous comprenons l’histoire historique de Mars car nous ne nous permettons pas de comprendre notre peuple même si nous n’avons pas d’évolution possible.

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