Avant même que le Mars Science Lander (MSL) n'atterrisse en descendant de son vaisseau mère en vol stationnaire comme une araignée de bébé dans une boîte à œufs, le premier d'une série de caméras aura commencé à enregistrer, capturer et stocker une vidéo haute résolution de la zone d'atterrissage.
L'atterrissage MSL représentera une première, explique Frank Palluconi, scientifique du projet MSL. Après être entré dans l'atmosphère de Mars comme Viking et MER mais avec une zone d'atterrissage potentielle d'environ un quart de la taille, dit-il, MSL montrera ses trucs. «Il achève la descente jusqu'au niveau de dix mètres [33 pieds], ou alors, où le véhicule de descente plane, et il abaisse le rover sur une attache jusqu'à la surface. À ce moment-là, le rover a érigé ses roues, donc il atterrit sur son système de mobilité. Et puis l'attache est coupée et l'étape de descente s'envole et n'est plus utilisée. Il se bloque. "
En plus des avantages évidents d'un tel atterrissage en douceur, le vol stationnaire et la chute de l'attache sont possibles à modéliser mathématiquement, contrairement à l'atterrissage de l'airbag des véhicules MER utilisés. La descente captive est également évolutive, dit Palluconi, tandis que les MER plus petits poussaient l'enveloppe des capacités du système d'airbag.
Les yeux sur Mars
Le tournage commencera dès que le bouclier thermique tombera du stade de descente MSL. L'imageur Mars Descent prendra des vidéos en résolution mégapixels, comparables aux caméras vidéo numériques grand public modernes. Visée directement vers le bas, cette caméra fournira une vue d'araignée de la zone d'atterrissage dans un très grand angle dans un premier temps et continuera de tirer jusqu'à ce que le rover se pose sur Mars.
Les vidéos d'atterrissage seront transmises à la Terre par le rover lorsqu'il deviendra pleinement fonctionnel. Ces informations visuelles, montrant la zone d'atterrissage et ses environs dans les moindres détails, ainsi que le fait que le rover atterrira sur ses roues, aucune navigation délicate hors d'un véhicule d'atterrissage ne permettra aux scientifiques du projet de commencer à travailler le rover beaucoup plus tôt.
Une fois que le mât du rover se lève et que tous les systèmes fonctionnent, le vrai travail commence. Comme avec MER, un système de caméra à deux yeux monté sur mât sera mis en évidence. La MastCam, comme l'imageur de descente et une caméra rapprochée montée sur un bras, est conçue et construite par Malin Space Science Systems à San Diego, en Californie. Tous les trois s'appuient sur des sous-systèmes couleur haute résolution similaires. MastCam reprend la configuration de base trouvée sur les caméras jumelles MERs qui permettra aux scientifiques d'assembler des images 3D et de les affiner considérablement. MastCam possède deux objectifs à zoom optique 10x, la même puissance que celle trouvée dans les appareils photo numériques grand public haut de gamme sur Terre. Cela permettra à la caméra de prendre non seulement des panoramas grand angle, mais aussi de zoomer et de se concentrer sur des roches de la taille d'un poing à un kilomètre (0,6 mile).
MastCam tourne également des vidéos haute définition, une première pour Mars. Les photos et les vidéos seront capturées en couleur, comme avec les appareils photo numériques terrestres. De plus, MastCam utilisera une variété de filtres spécialisés. Plusieurs membres de l'équipe scientifique de Malin Space Science Systems ont contribué aux différentes conceptions de caméras, dont le réalisateur James Cameron (Titanic, The Abyss, Aliens), co-enquêteur de l'équipe scientifique MastCam.
Photographier, vaporiser, analyser
Le mât MSL contiendra également un instrument optique hybride unique, jamais piloté sur Mars. Appelé ChemCam, cet outil télescopique prend des gros plans à distance avec un champ de vision d'environ 30 cm (1 pied) à dix mètres (33 pieds) de distance. Mais ce n'est que la première étape pour ChemCam. À l'étape deux, qui rappelle étrangement les rayons de chaleur décrits dans War of the Worlds, un puissant laser se concentrera à travers le même télescope sur la cible. Le laser peut chauffer un point d'environ un millimètre (0,04 pouce) de diamètre à près de dix mille degrés Celsius (18 mille degrés Fahrenheit). La chaleur emporte la poussière, brise les molécules, brise les molécules et brise même les atomes de la cible rocheuse.
En conséquence, la cible émet une étincelle de lumière. ChemCam peut analyser le spectre de l'étincelle, en identifiant les éléments carbone ou silicium, par exemple la cible contenue. Appelée spectroscopie de dégradation induite par laser, ou LIBS, cette technique est largement utilisée sur Terre mais sera une première pour Mars, explique Roger C. Wiens, scientifique planétaire au Los Alamos National Laboratory et chercheur principal du projet ChemCam. «Le LIBS est utilisé dans un certain nombre de facettes sur terre. Par exemple, une entreprise qui fabrique de l'aluminium l'utilise pour vérifier la composition de son alliage d'aluminium à l'état fondu. »
Aller dans l'espace est une autre histoire. Sept ans de préparation, ChemCam rendra MSL beaucoup plus rapide que MER pour le choix des cibles, dit Wiens. «Le rover Opportunity a atterri dans un petit cratère et ici devant nous se trouvait un affleurement rocheux, qui est le premier que nous ayons vu sur Mars de près et personnel. Et c'était à moins de dix mètres. [Avec la ChemCam], nous aurions pu immédiatement analyser cette roche avant même de chasser le rover du pavé, et leur dire qu'ici se trouve un affleurement de roche sédimentaire juste devant vous. Au lieu de cela, cela a pris un certain nombre de jours, et ils se sont dirigés vers la roche et l'ont en fait échantillonné avec les instruments de contact avant de vraiment déterminer qu'il s'agissait d'un affleurement rocheux sédimentaire. » Grâce à sa longue portée optique, ChemCam peut analyser des objets hors de portée du bras mécanique du mobile, même au-dessus.
En outre, ChemCam pourra effectuer une analyse chimique de petites parties d’échantillons de roche, avant qu’elles ne soient broyées et transportées vers les instruments analytiques internes de MSL
«Je pense que cet instrument va être très utilisé», dit Wiens, «car nous pouvons prendre beaucoup de données rapidement. Donc, l'une des grandes choses est que nous pouvons obtenir une base de données d'échantillons de roche beaucoup plus grande que certaines des techniques in situ. Je pense que ce sera un instrument passionnant à construire et à piloter. »
Palluconi voit MSL comme une étape intermédiaire entre MER et la recherche directe de la vie sur Mars. «Je considérerais MSL comme une sorte de mission de transition entre les aspects plus conventionnels de l'exploration planétaire, qui impliquent la géologie et la géophysique et, dans le cas de Mars en raison de son atmosphère, le climat et la météo à ceux du futur qui feront recherches directes pour la vie. Ainsi, l'objectif global de MSL est de faire une évaluation de l'habitabilité de la zone dans laquelle le véhicule atterrit sur Mars. »
Le futur proche
Étant donné que la NASA n'a décidé qu'en décembre 2004, parmi les nombreux instruments scientifiques proposés pour MSL, lesquels voleront réellement, tous les scientifiques dont les projets ont été choisis s'efforcent de mettre la touche finale à leurs instruments. "La mission est dans la phase A, qui est une phase de définition, donc c'est vraiment la première phase formelle de la mission", explique Palluconi. «À l'heure actuelle, le principal travail du côté scientifique consiste à déterminer où placer les instruments sur le rover, comment répondre à leurs besoins thermiques, comment s'assurer qu'ils ont les champs de vision dont ils ont besoin et que leurs autres exigences sont satisfaites. Bien sûr, le véhicule lui-même est conçu en même temps et le design est affiné. Il y a donc pas mal de travail à faire et nous sommes probablement à environ un an de la révision préliminaire de la conception, qui devrait avoir lieu en février prochain dans le calendrier de lancement de 2009. »
Certains aspects du Mars Science Laboratory restent en suspens. De nombreux instruments scientifiques MSL nécessitent beaucoup de puissance. La source proposée de cette énergie, une alimentation par radio-isotopes, nécessite l'approbation présidentielle, qui se situe dans le futur. Et en mars 2005, la NASA a commencé à envisager la possibilité de piloter deux rovers MSL en 2011 au lieu d'un en 2009.
Source d'origine: NASA Astrobiology Magazine
