Société des Sciences

Bientôt deux semaines que Perseverance s’est posé sur la planète rouge ! Tout va bien pour lui et la panoplie d’instruments qu’il transporte. Comme prévu dans le planning établi, il n’a pour l’instant pas encore roulé sur le sable rouge qui l’entoure. Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory testent préalablement tous ses instruments et effectuent des calibrations du matériel embarqué.

Son bras articulé au bout duquel se trouve la caméra construite par le CNES à Toulouse a été activé et 6400 photos ont déjà été prises. Les ingénieurs ont procédé ainsi à une inspection visuelle du robot en réalisant une myriade d’images de l’ensemble de ses équipements pour vérifier qu’ils n’ont subi aucun dommage durant la phase périlleuse de l’atterrissage où du sable et des graviers ont été projetés par les rétrofusées.

Vous trouverez ci-contre en exemple une page comportant 20 photos, téléchargée sur le site de la NASA.

Des logiciels informatiques permettent de les assembler pour créer des images panoramiques. Vous en trouverez, ci-dessous, un bel exemple présentant une vue à 180° où l’on voit au premier plan le rover – un peu déformé par la distorsion du montage – et au second plan le paysage martien, avec au loin les reliefs du bord du cratère Jézéro.

Le rover semble prêt pour partir dans quelques jours explorer ce terrain un peu chaotique.

Petite anecdote au sujet d’un message destiné aux générations futures : alors que ce bijou de technologie était en cours de préparation avant son envol l’an dernier, notre planète bleue était déjà plongée dans la plus grande crise sanitaire du siècle. Les responsables de la Nasa ont alors eu l’idée de saluer à leur manière le travail des médecins, infirmiers et soignants du monde entier. Ils ont installé une plaque sur le côté gauche du châssis du rover, entre les roues centrale et arrière, représentant le caducée surmonté d’une Terre.

Sur cette plaque d’aluminium de huit sur treize centimètres, on aperçoit la trajectoire du vaisseau spatial partant de la Floride vers la planète Mars, un tout petit point à l’arrière-plan. « Nous espérons que lorsque les générations futures se rendront sur Mars et découvriront cette plaque sur notre rover, cela leur rappellera que sur Terre en 2020, il y avait de telles personnes », a expliqué Matt Wallace, directeur adjoint du projet Perseverance au JPL.

Bonne journée sur Terre !

3 mars 2021

Jacques DUFOUR

Quel est le temps de transmission d’instruction de commandes ?

Au moment de l’atterrissage sur Mars le 18 février dernier, la distance Terre à Mars était 204 600 000 km, soit un temps de communication de 11 minutes 22 secondes. Il n’y a donc jamais de commandes en direct. Le centre de contrôle envoie des instructions (pour faire rouler le rover, lui demander des mesures, des pointages laser…) ensuite il agit seul. Il est doté de systèmes d’Intelligence Artificielle qui lui permettent par exemple d’éviter un rocher ou un banc de sable sur son parcours. La Terre, ayant une orbite intérieure à celle de Mars, tourne plus rapidement autour du Soleil. Actuellement, nous nous éloignons de Mars. Au pire, les 2 planètes peuvent être éloignées de 401 326 431 km (22 minutes et 18 secondes) !

Comment se compare l’atmosphère de Mars à celle de la Terre : densité, vents, gradient d’altitude ?  

L’atmosphère de Mars a presque entièrement disparu depuis fort longtemps, essentiellement à cause de la faible gravité de la planète. Sa pression actuelle équivaut à 1/170 e de celle de la Terre. C’est un gros problème pour ralentir les sondes qui arrivent : il faut un énorme parachute pour les freiner (21 m pour Perseverance), un peu compensé par la plus faible gravité (37% de celle de la Terre). Pour faciliter les atterrissages avec une atmosphère plus dense, la NASA privilégie des sites ayant une altitude en dessous du niveau moyen de la planète. L’atmosphère de la planète rouge est composée à 96% de dioxyde de carbone. Des tempêtes de vents très violents (près de 400 km/h) ont été observées. Elles soulèvent de grandes quantités de poussières qui mettent du temps pour retomber et sont préjudiciables aux sondes qui possèdent des panneaux solaires. Ce qui n’est pas le cas pour les 2 derniers rovers, Curiosity et Perseverance, qui sont alimentés en électricité à partir d’un générateur nucléaire.

Lorsque l’on voit dans le film « Seul sur Mars » Matt Damon avancer avec difficulté, penché face à une tempête, c’est une erreur ! La très faible densité de l’atmosphère permettrait de faire face plus facilement que sur Terre à des vents violents.

Jacques Dufour

Pour répondre à Marie, Josette, Alain, Francis, Jacques-Noël, Didier, Guy, Michel et plusieurs d’entre vous qui demandez de nouvelles informations, voici une réponse et de nouvelles images…

1) Origine du nom « Jezero » ? (cratère martien où s’est posé le rover Perseverance). Ce cratère a été nommé en l’honneur de la ville de Jezero (700 habitants), en Bosnie-Herzégovine dont le nom, dans plusieurs langues slaves, signifie « lac ». Cette appellation a été attribuée à ce cratère martien en 2007, plus de 3 milliards d’années après sa disparition, lorsque les scientifiques ont compris qu’il avait abrité dans un lointain passé un lac. La rivière qui l’alimentait à l’ouest, disparue elle aussi, a été nommée – à titre posthume – Neretva, un petit fleuve lui aussi situé en Bosnie-Herzégovine.

2) La sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), en orbite depuis 2006 à 700 km d’altitude autour de Mars, avait été programmée pour survoler, photographier et communiquer avec Perseverance au moment de son atterrissage. Elle effectue une révolution en 1 h et 51 mn et repasse régulièrement à la verticale du site. Les ingénieurs du JPL lui ont demandé de prendre des images des autres éléments de la sonde arrivés eux aussi sur le sol martien :

• une première image (NASA JPL) de l’ensemble du site où l’on voit à distance du rover le parachute et le bouclier arrière (à 1,2 km du rover), l’étage de descente « la grue du ciel » (à 700 m du rover) et le bouclier thermique (à 1,5 km du rover),
• 
• une image (NASA JPL)du parachute,
• 
• une image (NASA JPL) du rover avec, de chaque côté, les traces laissées par le souffle des rétrofusées sur le sol.

En l’absence de possibilité de reprendre à court terme nos conférences et les échanges qu’elles permettent, la Section Astronomie maintient un lien régulier avec vous, chers adhérents de la Société des Sciences.

Elle est toujours disponible pour répondre à vos questions.

   Jacques DUFOUR

Vous avez certainement vu ces images inédites de l’atterrissage du Rover Perseverance sur Mars, freiné par ce parachute géant de 21 mètres de diamètre. Superbe, ce parachute d’ailleurs avec sa belle esthétique rouge et blanche… Un peu curieux quand même, ces dessins irréguliers, on est loin des parachutes d’Apollo avec des raies bien symétriques.

En fait, les jeunes ingénieurs du JPL (Jet Propulsion Laboratory), ceux qui ont conçu cette mission martienne et tous les éléments qui ont permis sa réussite, sont restés avec une mentalité un peu potache : ils avaient inclus dans ce parachute un message caché !

Explications :

Ce parachute est composé de 4 cercles concentriques. Dans chacun il y a des bandes blanches (qui indiquent un 0) et des rouges (qui indiquent un 1). Du langage binaire pour les matheux que sont nos joyeux concepteurs de cette mission. Il faut lire le motif du parachute à partir de ces cercles : le cercle 1 contient un certain nombre de colonnes rouges et de colonnes blanches (et donc de 1 et de 0), il en va de même pour les autres cercles. Il s’agit d’un code à 10 chiffres.

0000000001 = A

0000000100 = D

0000011001 = Y

C’est ainsi que le cercle 1, situé au centre du parachute, encode les lettres D, A, R, E, qui forment le mot Dare.

Il n’aura fallu qu’une dizaine d’heures pour que, sur Twitter, un étudiant en informatique signale avoir identifié trois mots cachés dans le motif du parachute : « Dare Mighty Things », traduisible par « Oser des choses grandioses ». On ne peut nier que ce qu’ils ont réalisé est prodigieusement grandiose !

Quant au 4^e cercle, il présente une autre équation : 34°11′ 58″ N 118° 10’31 » W, soit la géolocalisation du laboratoire Jet Propulsion de la NASA, maison-mère de Perseverance !

Astucieux, non ?

Nos ingénieurs n’en sont pas à leur premier message caché : lors de la conception du précédent rover Curiosity, arrivé sur Mars en juillet 2012, ils avaient voulu inscrire les lettre J.P.L. à l’envers dans les roues pour qu’en roulant le robot écrive sur Mars le sigle de leur laboratoire. Mais la NASA avait refusé, prétextant que l’exploration spatiale devait rester neutre… Nos ingénieurs ne s’étaient pas découragés, ils avaient créé dans les roues des orifices courts et longs… les codes en morse des lettres J.P.L.

Bonne journée sur Terre.

Jacques Dufour

A la suite de ses courriels des jours précédents, certains d’entre vous, sans doute passionnés de mathématiques, ont posé une question pertinente à Jacques Dufour : pourquoi le Rover Persévérance a-t-il parcouru 504 688 791 km, alors que lors de son atterrissage il n’était qu’à 204 600 000 km de la Terre ? Voici sa réponse :

Le schéma ci-contre facilitera la compréhension. La Terre et Mars parcourent chacune leur orbite autour du Soleil.

Le Rover, en décollant de la Terre, a suivi une trajectoire (en violet) pour rencontrer la planète Mars sept mois plus tard (un parcours de 504 688 791 km).

Pendant ces 7 mois, la Terre et Mars ont décrit chacune un arc de cercle autour du Soleil et se sont retrouvées au moment de l’atterrissage séparées de 204 600 000 km.

Mais il arrive que la Terre et Mars sont parfois à seulement 54 546 844 km et parfois éloignées de 401 326 431 km !

Désormais tout est clair, CQFD !

Jacques Dufour

Après 504 668 791 km parcourus en 7 mois, le robot PERSEVERANCE s’est posé en douceur sur la planète rouge. Une magnifique réussite pour la NASA et les américains qui sont les seuls à avoir réussi à se poser sur cette planète.

Mais la Société des Sciences de Châtellerault est aussi très fière puisque son nom gravé au laser sur une puce se trouve sur le robot PERSEVERANCE !

Quelques explications peuvent ici apparaître utiles. Tout a commencé en mai 2019, lorsque la NASA a lancé l’opération « Send your name to Mars » proposant à ceux qui le souhaitaient d’emporter leur nom sur la planète Mars. Elle avait en effet prévu de placer sur son robot PERSEVERANCE trois puces où, via un formulaire disponible sur le web, il était possible de déposer un nom.

En octobre 2019, tous les noms recueillis — dont celui de la Société des Sciences — ont été transmis aux ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie, le laboratoire responsable de la mission. Grâce à un faisceau d’électrons, ils ont été gravés sur trois petites puces de silicium. Ces gravures, plus fines que la largeur d’un cheveu humain, ne sont pas visibles à l’œil nu, mais elles sont bien présentes ! Une fois terminées, les trois puces ont été déposées sur une plaque commémorative, qui a ensuite été fixée sur le mât arrière de PERSEVERANCE, au-dessus d’un dessin gravé au laser (voir photo) représentant la Terre, Mars et le Soleil qui rayonne. Certains de ses rayons, en forme de pointillés, ne sont pas dessinés au hasard : c’est là que se trouve un message en morse : « EXPLORE AS ONE ». Le message peut être traduit en français par « Explorer comme Un », ce qui semble sous-entendre que le rover représentera à lui seul l’humanité tout entière, lors de sa complexe et importante mission scientifique sur Mars.

« Après la construction de la JEEP pour la Lune, nous voici virtuellement sur Mars ». Dès que j’ai eu connaissance de cette possibilité, je suis allé sur le site de la NASA et j’ai inscrit le nom de notre association.  En retour, la NASA m’a transmis un ticket de voyage similaire à ceux que nous recevons lors d’un vol en avion. J’avais remis celui-ci à notre Président Denis LEMAITRE lors du Conseil d’administration de septembre 2019. Dix-sept mois plus tard, le nom de notre association est donc sur Mars ! Même si nous ne sommes pour rien dans la réussite de cette mission, c’est une petite fierté d’avoir pu porter le nom de notre association aussi loin.

La Section Astronomie continuera de vous tenir informé des phases de cette mission martienne.

Jacques Dufour

Ce soir jeudi 18 février, la mission de la NASA « MARS 2020 » arrivera sur la planète Mars pour y déposer le robot « PERSEVERANCE ».

La Section Astronomie vous tient informés au sujet de cet événement exceptionnel.

Cette mission, qui a décollé de Cap Canaveral en juillet dernier, arrivera sur le sol martien à 21 h 44 ce soir (heure française) après avoir parcouru 504 688 791 km dans l’espace.

Mais il faudra 11 minutes et 22 secondes pour que les signaux arrivent sur Terre (les signaux radio circulent à la vitesse de la lumière…). C’est une opération extrêmement délicate qui doit se réaliser entièrement automatisée et pilotée par l’intelligence artificielle du module. Le vaisseau arrivera à une vitesse de 20 000 km/h, il sera d’abord freiné à 130 km d’altitude par un bouclier thermique qui atteindra 1 300 °C.

A 11 km d’altitude et à encore 1 500 km/h, un énorme parachute de 21 m de diamètre sera déployé pour ralentir le vaisseau à 300 km/h. Ensuite, après le largage du bouclier, des caméras compareront les images qu’elles prendront à celles en mémoire pour rechercher le point précis d’atterrissage. Enfin, à 2 km d’altitude, le vaisseau descendra, ralenti par 8 moteurs fusées. Un système très ingénieux, le « SKY CRANE » (la grue du ciel) déjà utilisé en 2012 pour le Rover CURIOSITY, permettra de stabiliser le rover à quelques mètres du sol et de le laisser descendre lentement à l’aide de câbles.

Une fois PERSEVERANCE déposé, le vaisseau reprendra de l’altitude, s’éloignera pour aller s’écraser à plusieurs centaines de mètres de là. Il s’agit d’un ensemble d’opérations complexes qui devront se réaliser très rapidement en corrigeant les déviations de trajectoires pour poser ce robot à l’endroit prévu. Ce rover est l’engin le plus sophistiqué jamais déposé par l’Homme sur une autre planète. Cette phase de descente très risquée a été nommée « les 7 minutes de terreur » par la NASA. Les ingénieurs au sol ne peuvent intervenir durant cette phase, la distance (204 600 000 km) ne permettant pas de communication en direct avec l’engin (11 minutes 22 secondes).

Si tout se déroule conformément au programme, le rover PERSEVERANCE équipé de 6 roues sera déposé au bord du cratère Jézéro dans le delta d’un ancien fleuve asséché depuis 3,5 milliards d’années. Un des objectifs de cette mission sera de rechercher si des formes primitives de vie ont pu émerger dans ces argiles en en recherchant des traces fossiles. Ce rover disposera aussi d’un drone hélicoptère expérimental qui devrait être le premier engin à voler sur une autre planète.

Plusieurs médias retransmettront ce soir à partir de 21 h l’arrivée de PERSEVERANCE sur la planète Mars.

La Section Astronomie vous informera de la suite de cette mission dans les prochains jours.

Jacques DUFOUR