Mission Mars – Sol 61 – Ingenuity – article de Jacques Dufour

Ce matin, 19 avril 2021,  vers 9 h 30 heure française, l’hélicoptère INGENUITY de la mission de la NASA a effectué son premier vol sur Mars. C’est le premier engin construit par l’homme à voler sur une autre planète que la Terre.

Ces derniers jours, une vérification du logiciel informatique de l’engin avait nécessité de reporter ce premier vol.

Une expérience difficile, puisque la densité de l’atmosphère martienne représente moins de 1% de celle de la Terre.

La NASA et le Jet Propulsion Laboratory ont donné une courte conférence de presse à 12 h 30 pour relater l’exploit.

Le petit engin de 1,8 kg a mis en rotation ses 4 pales et s’est élevé de 5 mètres au-dessus de la planète rouge. Après un vol d’une cinquantaine de secondes, il s’est posé au même endroit. Il va désormais devoir recharger ses batteries à l’aide des panneaux solaires qu’il possède au-dessus de ses rotors.

Dans les prochains jours, il effectuera 4 autres vols plus complexes et d’une durée plus longue en se déplaçant par rapport au sol.

Vous trouverez en pièces jointes 2 images du vol de ce jour.

2021-004-019 – Ingenuity on flight

2021-004-019 – Ingenuity on ground

Bonne journée sur Terre.

Jacques DUFOUR

Article de la Nouvelle-République paru le 20 avril 2021, le lendemain de l’essai.

Mission Mars – Sol 44 – article de Jacques Dufour

Dans quelques jours, la NASA enverra un message au petit hélicoptère Ingenuity pour qu’il effectue son premier vol autonome sur la planète Mars.

Durant ces derniers jours, le capot qui le protégeait a été éjecté et Ingenuity qui était replié sous le ventre du robot Perseverance s’est déployé (voir vidéo jointe réalisée lors d’un essai sur Terre).

Pour ce premier vol, il s’élèvera à 3 mètres du sol, restera stationnaire 30 secondes, et reviendra se poser. Quatre autres vols de quelques centaines de mètres sont prévus avec une durée pouvant aller jusqu’à 90 secondes. Une fois la phase d’expérimentation achevée, l’hélicoptère sera abandonné sur place et le rover Perseverance entamera sa mission scientifique.

Ci-contre, une vue de la zone choisie par la NASA pour effectuer les vols. Une aire sans dune ni gros rochers qui pourraient déséquilibrer l’hélicoptère lors de son atterrissage.

Sans attendre la fin des tests d’Ingenuity sur la planète Mars, la NASA a commencé à étudier une deuxième génération d’hélicoptère capable cette fois de remplir une mission scientifique sur la planète Mars, avec une portée entre deux recharges de ses batteries de 2 kilomètres et un temps de vol maximal de 4 minutes. La principale contrainte est le volume nécessaire pour stocker les ailes des rotors. Selon l’étude de la NASA publiée début 2020, le véhicule de descente des missions martiennes existantes de type Pathfinder (2,5 mètre de diamètre intérieur) pourrait transporter un hélicoptère d’une vingtaine de kilogrammes de type hexacoptère (6 rotors) en transportant une charge utile (instrument scientifique, caméra) de 2 à 3 kilogrammes. Le volume disponible dans l’étage de descente permettrait de transporter des équipements supplémentaires, comme un système de télécommunications et des instruments scientifiques.

Vous trouverez en fichier attaché d’autres informations sur cette mission.2021-004-003 – Ingenuity

Bonne journée sur Terre,

Jacques DUFOUR

Mission Mars – Sol 24 – article de Jacques Dufour

Le rover Perseverance effectue toujours de petits déplacements à la surface de Mars. Les ingénieurs du JPL hésitent toujours entre 2 itinéraires pour lui faire rejoindre les dépôts d’alluvions du delta. Ils ont diffusé une belle image de synthèse du cratère Jezero (où s’est posé Perseverance le 18 février) tel qu’il était, il y a 3,5 milliards d’années.  A cette époque, l’eau coulait encore sur la planète rouge et la rivière que l’on nomme aujourd’hui Néretva s’écoulait dans ce cratère (en haut à gauche de l’image). C’est cet endroit aujourd’hui asséché que le rover va explorer, en réalisant des prélèvements et mesures à la recherche d’hypothétiques traces de vie passée. Le lac de 39 km de diamètre qui s’était formé dans ce cratère se déversait à son tour dans la vallée visible en bas à droite de l’image.

La NASA envisage la date du 8 avril au plus tôt pour effectuer la première tentative de vol motorisé de l’hélicoptère Ingenuity. Cependant, avant que le frêle hélicoptère de 1,8 kilogramme ne puisse tenter son premier vol, lui-même et son équipe doivent franchir une série d’étapes de vérifications.

Ingenuity reste pour l’instant attaché sous le ventre du rover Perseverance. Le 21 mars, le rover a retiré le bouclier en graphite composite qui protégeait Ingenuity lors de l’atterrissage. Le rover est actuellement en transit vers « l’aérodrome » où Ingenuity tentera de voler. Une fois déposé au sol, Ingenuity disposera de 30 jours martiens, ou sols, pour mener sa campagne de vols d’essai.

Voler de manière contrôlée sur Mars est bien plus difficile que voler sur Terre. La planète rouge a une gravité significative (environ 40% de celle de la Terre), mais la densité de son atmosphère ne représente que 1% de celle de la Terre au niveau du sol. Pendant la journée, la surface de la planète Mars ne reçoit environ que la moitié de la quantité d’énergie solaire qui atteint la Terre pendant une journée, et les températures nocturnes peuvent chuter à moins 90 degrés Celsius, ce qui peut geler et fissurer des composants électroniques non protégés.

La NASA a souhaité honorer la langue des Indiens Navajo lors de la mission Perseverance (2021-03-024 – La mission Perseverance Mars Rover de la NASA honore la langue navajo)

Jacques DUFOUR

Mission Mars – Sol 22 – article de Jacques Dufour

Le robot Perseverance se porte bien : les ingénieurs du JPL et du CNES français qui l’auscultent depuis son arrivée spectaculaire sur la planète rouge ont confirmé qu’il dispose de 100 % de son potentiel. Ses instruments auraient pu être endommagés durant son long voyage interplanétaire par le froid, les rayons cosmiques et les vibrations lors de l’entrée dans l’atmosphère, par le choc de l’atterrissage, par la poussière et les graviers projetés par les rétrofusées du Skycrane. Mais rien de tel, il va poursuivre pendant quelques semaines encore son check up. Les ingénieurs lui ont téléchargé un nouveau logiciel adapté à son futur roulage et ses travaux d’analyses du sol martien.

Aujourd’hui 12 mars 2021, pour Perseverance, c’est le 22e « sol » sur Mars (c’est ainsi que l’on nomme les jours martiens qui font 40 minutes de plus que nos jours terrestres).

La NASA a diffusé la carte jointe où le petit point blanc signale l’endroit où il s’est posé. Le parcours en bleu lui permettra d’explorer le terrain relativement plat du fond du cratère Jézéro, une petite mise en jambe en somme. Le parcours en bleu sera un peu plus sportif, puisqu’il lui demandera d’escalader les chaotiques alluvions déposées dans ce delta, puis de gagner le lit de l’ancienne rivière Néretva qui coulait en ce lieu il y a plus de 3 milliards d’années. Au rythme de 200 mètres par « sol », il lui faudra plusieurs mois avant d’atteindre cette vallée où les scientifiques espèrent trouver d’embryonnaires traces de vie passée.

La seconde image présente le parachute avec, en surimpression, le message décodé pour lire le message caché (voir mail du 24 février dernier).

A près de 3 000 km de là, son prédécesseur Curiosity, qui roule sur Mars depuis 2012, jalouse un peu l’insolent engouement médiatique autour de Perseverance. Pour pallier cette petite contrariété, il nous a envoyé une magnifique image de l’impressionnant canyon qu’il explore. Histoire qu’on ne l’oublie pas, ni lui, ni les ingénieurs qui le pilotent…

La Section Astronomie vous souhaite un agréable week-end sur Terre,

  Jacques DUFOUR

Mission Mars – Premiers tours de roues de Perseverance, article de Jacques Dufour

Le robot Perseverance s’est déplacé de 4 mètres vers l’avant et a effectué une rotation vers la gauche. Puis il a reculé de 2,5 mètres. Le tout en 33 minutes.

Sur la photo jointe, on aperçoit au centre l’endroit où il s’est posé et, à gauche et à droite, les zones qui ont été soufflées par les rétrofusées au moment de son atterrissage. Les traces de ses roues sont bien visibles au centre et en bas à droite. En haut de l’image, à 1,8 km, ce sont les alluvions du delta qu’il doit explorer.

La zone d’atterrissage avait donc été bien choisie, puisqu’elle comporte peu de roches en relief et qu’elle est très plate. D’autres trajets un peu plus longs sont prévus ces prochains jours. Le véhicule sera capable de parcourir 200 mètres par jour martien (des journées très légèrement plus longues que sur Terre, soit 24 h 40 min). Il se déplacera cinq fois plus vite que Curiosity, l’autre rover de la Nasa encore en activité sur Mars depuis 2012.

Bientôt, l’hélicoptère Ingenuity, qui doit devenir le premier engin motorisé à voler sur une autre planète, doit être relâché du dessous du rover, où il se trouve encore pour le moment. Les équipes de la Nasa cherchent actuellement le meilleur endroit pour effectuer ce vol historique, « avant la fin du printemps », a promis vendredi Robert Hogg, chef adjoint de la mission. Le rover a déjà envoyé vers la Terre plus de 7 000 images, capturées par ses nombreuses caméras. Sur l’une d’elles, on peut voir une roche de couleur marron clair de 70 cm de long, sur laquelle a été utilisé pour la première fois l’instrument scientifique SuperCam, une caméra ultra sophistiquée de la taille d’une boîte à chaussures, conçue par le CNES français à Toulouse. Elle est équipée d’un laser qui peut tirer sur une roche jusqu’à 7 mètres de distance afin de pouvoir analyser sa composition.

Les résultats seront présentés par la Nasa la semaine prochaine.

Le jour martien de 24 h 40 minutes impose aux 250 ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory et de la NASA de travailler pendant le jour martien en décalant leurs horaires de travail de 40 minutes chaque jour ! Pas simple de conjuguer vie de famille, travail décalé, enthousiasme d’une mission réussie et… heures de sommeil ! Même chose pour les ingénieurs du CNES à Toulouse qui pilotent la caméra du bras du robot. Tous les 37 jours terrestres ils retrouvent les horaires du premier jour, puisque cela correspond à 30 jours martiens. Ereintant le travail au JPL, à la NASA, et au CNES !

 

6 mars 2021

Jacques DUFOUR

Mission Mars – Les préparatifs de Perseverance, article de Jacques Dufour

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

Mission Mars – Réponses de Jacques Dufour à de nouvelles questions pertinentes

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

Mission Mars – Nouvelles informations de 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

 

Mission Mars, message caché – article de 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 4e 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

Réponse de Jacques Dufour sur la longueur du voyage de Perseverance vers Mars

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

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