Curiosity : 10 ans sur Mars

Il y a 10 ans, le 6 août 2012, après « 7 minutes de terreur » avec l’utilisation pour la première fois d’un système très innovant, le « Sky Crane », un rover de près d’une tonne se posait sur Mars : Le Mars Science Laboratory ou plutôt connu sous le nom de Curiosity. Puis est venu le temps des recherches scientifiques et des découvertes.

Malgré son « grand » âge et des traces d’usure, le rover continue de parcourir le sol martien et surtout de gravir le Mont Sharp dans le cratère Gale. La mission a même été prolongée de 3 ans en avril dernier.

28 km et des données scientifiques

Curiosity a parcouru un peu plus de 28 km à ce jour et a grimpé de plus de 612 mètres, atteignant des roches progressivement plus jeunes qui donneront peut-être aux scientifiques des données pour en savoir plus comment Mars est passé d’une planète humide et habitable à un environnement désertique et froid.

Quelques autres réalisations de Curiosity (données au 11 juillet) :

  • 494 540 images acquises
  • 3 102 gigaoctets de données envoyées sur Terre
  • 41 analyses de roches et de sol, 35 forages effectués et 6 échantillons récoltés
  • Ses résultats ont donné lieu à 883 articles scientifiques

A la base du Mont Sharp, le rover a découvert que la base du cratère et les couches basses de la montagne contiennent des composés organiques et d’autres éléments qui ont fait de Mars dans un temps très lointain une planète vivable.

Les observations sur les pentes du Mont Sharp devraient permettre aux scientifiques d’en savoir plus sur la durée de ces conditions d’habitabilité de la planète.

Curiosity a aussi observé les conditions météorologiques changeantes au fil des saisons sur la planète rouge, en découvrant par exemple des nuages en haute altitude. Il mesure également les radiations à la surface de la planète, des données utiles pour la préparation aux missions habitées martiennes.

Ce GIF montre des nuages dérivant sur le mont Sharp sur Mars, vu par le rover Curiosity le 19 mars 2021, au 3 063e jour martien, de la mission. Chaque image de la scène a été fabriquée ensemble à partir de six images individuelles. Le rover a capturé les images à l’aide de sa caméra Mast (crédit NASA / JPL-Caltech / MSSS)

Les équipes de la mission Mars Science Laboratory doivent faire face à des difficultés au fil des ans : des problèmes avec le système de forage qu’il a fallu contourner en l’utilisant plus comme une perceuse à main, des dommages dans les roues impliquant d’adapter chaque jour l’itinéraire du rover, auxquels s’ajoute la décroissance attendue de sa pile de combustible nucléaire nécessitant de ne plus faire les mêmes opérations qu’au début de vie de Curiosity.

Damaged wheel - Curiosity, sol 3492
Photo prise par la caméra MAHLI située à la fin du bras robotique de Curiosity sur le sol 3492 (3 juin 2022) à 14 h 15, heure locale martienne (crédit NASA/JPL/thomas Appéré)

Les découvertes principales de Curiosity

Voici cinq des découvertes les plus importantes que les scientifiques ont faites en utilisant l’instrument Sample Analysis at Mars (SAM). SAM recherche et mesure des molécules organiques et des éléments légers.

Curiosity trouve des preuves d’eau liquide persistante dans le passé martien

Juste après l’atterrissage, Curiosity a trouvé des cailloux lisses et arrondis qui ont probablement roulé en aval pendant au moins quelques kilomètres dans une rivière. Lorsque Curiosity a atteint le Mont Sharp, l’équipe a constaté que de la roche se formait à l’origine sous forme de boue au fond d’une série de lacs peu profonds. Les rivières et les lacs ont persisté dans le cratère Gale pendant peut-être un million d’années ou plus.

SAM a également mis en lumière le passé plus humide de Mars et la façon dont la planète s’est desséchée. La présence de jarosite, un minéral jaune-rouge uniquement formé dans des environnements aqueux, a été détectée datant de centaines de millions d’années plus tôt que prévu.

Cette découverte suggère que même si une grande partie de la surface de Mars devenait sèche, de l’eau liquide restait sous la surface dans l’environnement du cratère Gale, prolongeant la période d’habitabilité de la planète.

En outre, les analyses de SAM ont donné une esquisse de ce qu’a pu être la raison de la perte de l’atmosphère de Mars qui a conduit Mars à passer d’une planète chaude et humide à froide et aride comme maintenant. L’eau (H2O) contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. L’hydrogène peut être échangé contre une forme plus lourde de lui-même, appelée deutérium. En mesurant le rapport deutérium / hydrogène dans ses échantillons, Curiosity a révélé des preuves d’évacuation de l’hydrogène et de perte d’eau sur Mars.

Le rover Curiosity a trouvé des preuves d’un ancien ruisseau qui coule sur Mars sur quelques sites, y compris l’affleurement rocheux illustré ici, que l’équipe scientifique a nommé « Hottah » d’après le lac Hottah dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada (crédit NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Sur Terre, l’azote fixe est un ingrédient essentiel de la recette de la vie car nécessaire pour la synthèse de l’ADN, de l’ARN et des protéines. SAM a détecté de l’azote fixe sous forme de nitrate dans des échantillons de roche qu’il a analysés en 2015 La découverte a indiqué que l’azote utilisable biologiquement et chimiquement était présent sur Mars il y a 3,5 milliards d’années.

Détection de composés organiques et d’azote sur Mars

SAM a détecté des molécules organiques dans plusieurs des échantillons de roche prélevés sur le cratère de Mars Gale. Les molécules organiques (celles contenant du carbone) pourraient être utilisées comme éléments constitutifs et nutritifs pour le vivant. Leur présence sur Mars suggère que la planète aurait pu connaître des formes de vie, si jamais elles ont été présentes.

Alors que les isotopes de dioxyde de carbone et méthane mesurés lors de certaines analyses d’échantillons SAM pourraient être cohérents avec une activité biologique ancienne produisant les matières organiques observées, il y a aussi des explications non basées sur la vie. Par exemple, ce signal isotopique pourrait être le résultat d’une interaction entre la lumière ultraviolette du Soleil et le dioxyde de carbone dans l’atmosphère de Mars produisant des matières organiques qui tombent à la surface. Dans l’ensemble, ces résultats motivent les études en cours et à venir avec SAM et toute la suite d’instruments de Curiosity, ainsi que d’autres missions planétaires à la recherche de preuves d’environnements habitables et d’un Vivant extraterrestre.

Le rover Curiosity a trouvé du soufre, de l’azote, de l’oxygène, du phosphore et du carbone, des ingrédients clés nécessaires au vivant, dans un échantillon de poudre foré dans la baie de Yellowknife. L’échantillon révèle également des minéraux argileux et pas trop de sel, ce qui suggère de l’eau « fraîche ».

Cette mosaïque d’images de l’instrument Mastcam sur le rover Curiosity montre une série de dépôts sédimentaires dans la région de Glenelg du cratère Gale, depuis Yellowknife Bay (crédit NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Variabilité du méthane

En utilisant le spectromètre laser de SAM, des scientifiques ont détecté des fluctuations de l’abondance de méthane dans l’atmosphère proche de la surface où Curiosity recueille des échantillons. Sur Terre, la majeure partie du méthane présent dans l’atmosphère y arrive grâce aux processus biologiques et varie en raison des changements dans ces processus, mais nous ne savons pas si c’est le cas sur Mars.

Curiosity n’est pas équipé pour déterminer si le méthane qu’il a détecté provient ou non de processus biologiques.

Le rayonnement pourrait poser des risques pour la santé des humains

Au cours de son voyage sur Mars, Curiosity a connu des niveaux de rayonnement qui dépasseraient la limite acceptable pour la NASA pour les astronautes, s’ils n’étaient pas équipés d’un blindage suffisant. L’instrument du détecteur d’évaluation des rayonnements (RAD) sur Curiosity a révélé que deux formes de rayonnement présentent des risques potentiels pour la santé des astronautes dans l’espace lointain. L’un est les rayons cosmiques galactiques (GCR), les particules causées par des explosions de supernova et d’autres événements de haute énergie en dehors du Système Solaire, l’autre est les particules énergétiques solaires (SEP) associées aux éruptions solaires et aux éjections de masse coronale du Soleil.

La NASA utilisera ses données de Curiosity pour la conception des futures missions habitées sur Mars, l’objectif long terme de l’agence spatiale après le retour sur la Lune. Mais ces données rappellent aussi comme quoi le voyage est dangereux pour l’Homme et donc pour l’instant il nous faut nous contenter des images et des données des missions robotiques.

Panorama à 360 degrés de Curiosity du site de forage «Avanavero»
Le rover Curiosity a utilisé Mastcam. Le panorama est composé de 127 images individuelles prises le 20 juin 2022, au 3 509e jour martien, ou Sol, de la mission. La couleur a été ajustée pour correspondre aux conditions d’éclairage comme l’œil humain les percevrait sur Terre. Crédits: NASA / JPL-Caltech / MSSS

En image de couverture, le poster des 10 ans de Curiosity par la NASA, disponible ici + Mosaïque de 81 photos individuelles prises avec une caméra MAHLI à la fin du bras robotique de Curiosity sur sol 3303 (20 novembre 2021) à 11 h 55, heure locale martienne (crédit NASA/JPL/Thomas Appéré)

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