Perseverance dépose ses premiers échantillons sur le sol martien pour Mars Sample Return

Le rover Perseverance sur Mars depuis février 2021 vient de déposer en décembre ses 2 premiers tubes d’échantillons de sol martien sur la surface de la planète. Le but : préparer la mission de retour d’échantillons vers la Terre.

Second sample tube dropped off - Perseverance, sol 653
Mosaïque de 5 photos prises par la caméra WATSON au bout du bras robotique de Perseverance au Sol 655 (23 décembre 2022) à 13h40 heure locale martienne (crédit NASA/JPL-Caltech/Thomas Appéré)

Plan de secours pour Mars Sample Return

L’un des principaux objectifs de la mission de Perseverance est d’être la première étape de la mission Mars Sample Return (MSR) qui est réalisée conjointement par la NASA et l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Le rôle du rover est de collecter des échantillons de roche scientifiquement intéressants et de les rendre disponibles pour leur retour sur Terre [article Mars 2020 / Perseverance : à la recherche de traces de vies passées sur Mars].

A ce jour, Perseverance a parcouru environ 13 kilomètres à la surface de Mars et a réalisé 17 échantillons de roches et de régolites et 1 échantillon atmosphérique.

Voici une représentation des 21 tubes à échantillons (contenant de la roche, des régolites, de l’atmosphère et des matériaux témoins) qui ont été scellés à ce jour par le rover Perseverance. Les points rouges indiquent les endroits où chaque échantillon a été prélevé (crédit NASA/JPL-Caltech)

Le rover devrait poursuivre sa route plus en amont du delta de l’ancienne rivière du cratère Jezero.

Cette carte montre l’itinéraire prévu du rover Perseverance dans le delta du cratère Jezero en 2023. L’itinéraire prévu du rover est en noir représentant le cheminement théorique pour la science ou l’échantillonnage en cours de route, tandis que le chemin déjà parcouru est en blanc (crédit NASA/JPL-Caltech)

Pour le retour d’échantillons martiens sur Terre, il est prévu que Perseverance revienne vers l’atterrisseur NASA Sample Retrieval (SRL). Le SRL est équipé d’un bras de transfert d’échantillons, fourni par l’ESA, qui va placer les tubes stockés dans le ventre de Perseverance dans un conteneur qui sera ensuite renvoyé vers l’orbite martienne. De là, un orbiteur de l’ESA capturera le conteneur et le ramènera en toute sécurité sur Terre.

Il existe toutefois un plan de secours au cas où Perseverance ne pourrait revenir vers le site d’atterrissage du SRL en 2030 alors qu’il va poursuivre son exploration du delta de Jezero : créer un dépôt d’échantillons dans un lieu connu où deux hélicoptères de récupération, similaires à Ingenuity, qui seront déployés depuis l’atterrisseur, viendront récupérer les tubes pour les amener au SRL.

Scénario nominal de Mars Sample Return où Perseverance amène les tues d’échantillons à l’atterrisseur SRL (crédit NASA/ESA/JPL-Caltech/GSFC/MSFC)

Perseverance a déposé ses 2 premiers échantillons de sol martien, extraits en janvier et novembre 2022 (échantillons 7 et 15 – voir liste et détails) dans le cratère Jezero.

L’endroit où Perseverance commencera à déposer son premier tube d’échantillons est illustré dans cette image prise par le rover le 14 décembre 2022, au 646e jour martien de la mission. Cette image couleur améliorée a été prise par la caméra Mastcam-Z du rover et n’est pas représentative de la façon dont la scène ressemblerait à l’œil humain (crédit NASA/JPL-Caltech)

Ces 2 premiers des 10 tubes qui constitueront le dépôt de secours ont été déposés sur un site désigné appelé « Three Forks », une zone soigneusement sélectionnée de la surface martienne. Il faut en tout 10 sites de dépôt car les hélicoptères de récupération sont conçus pour interagir avec un seul tube à la fois. Pour garantir qu’un hélicoptère puisse récupérer des échantillons sans déranger le reste du dépôt ou rencontrer des obstacles à sa mission, chaque emplacement de dépôt de tube aura une « zone d’opération » d’au moins 5,5 mètres de diamètre. À cette fin, les tubes seront déposés à la surface selon un motif en zigzag complexe, chaque échantillon étant entre 5 à 15 mètres l’un de l’autre.

Localisation prévue des différentes zones de dépôt des tubes d’échantillons (crédit NASA/JPL-Caltech)

Le processus de dépôt se fait en plusieurs phases : Perseverance récupère l’échantillon dans son ventre, l’inspecte avec une caméra interne et le laisse finalement tomber d’environ 90 centimètres sur le site désigné. Le processus dure une heure. L’opération de dépôt des 10 tubes devrait durer au total 1 mois.

Gros plan du premier tube à échantillon que le rover Perseverance a déposé sur la surface martienne le 21 décembre 2022, au 653e jour martien de la mission (crédit NASA / JPL-Caltech / MSSS

D’ici 2030, date planifiée de la récupération, on peut s’inquiéter que les tubes soient recouverts de poussières martiennes et donc irrécupérables. La NASA a estimé que le risque était faible car Mars est venteux, mais pas comme sur Terre. L’atmosphère y est beaucoup moins dense, environ 1/100e de celle de la Terre, mais les vents ne transportent que peu de matière.

Mission étendue pour Perseverance

La mission principale de Perseverance se termine officiellement le 6 janvier 2023 après une année sur Mars (environ 687 jours sur Terre) depuis son atterrissage le 18 février 2021. La NASA a étendu la mission et l’a appelée « Delta Top Campaign« . Le rover terminera son ascension du remblai escarpé du delta et arrivera à l’étendue qui forme la surface supérieure du delta de Jezero, probablement en février. Au cours de cette campagne d’environ huit mois, l’équipe scientifique sera à la recherche de rochers et d’autres matériaux qui ont été transportés d’ailleurs sur Mars et déposés par l’ancienne rivière qui formait ce delta.

Perseverance near White Rocks - sol 456
Panorama composé de 20 photos individuelles prises par la caméra Navcam de gauche à bord du rover Persévérance au Sol 456 (2 juin 2022) à 15 h 20 Heure locale martienne.
Ciel étendu au post-traitement. Crédit NASA/JPL-Caltech/Thomas Appéré

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Image de couverture : crédit NASA/JPL-Caltech

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