Perseverance : des cailloux gênent le dernier carottage

Le 29 décembre, le rover Perseverance a effectué un forage du sol martien.

Tout s’est très bien passé jusqu’à l’étape de rangement du tube rempli d’échantillons dans le ventre du rover : des débris ont empêché le bras robotique de mettre le tube en stockage.

Un 6e forage

Avant de prélever un échantillon, Perseverance utilise la perceuse pour abraser les quelques millimètres supérieurs de la surface rocheuse à proximité de la cible de carottage prévue. Puis les instruments scientifiques sont placés le plus près possible de la roche exposée pour recueillir des données géochimiques et minéralogiques. Ensuite, des échantillons sont forés à partir de la surface martienne dans des tubes à échantillons ultrapropres à l’aide d’une perceuse rotative à percussion à l’extrémité du bras robotique de Perseverance. Après le forage, chaque tube d’échantillons est amené à l’intérieur du corps du rover, où il est évalué pour la quantité de roches prélevées, imagé et scellé hermétiquement [la séquence expliquée dans cet article].

Cartographie des six premiers échantillons de Perseverance :  cette carte annotée montre les emplacements où le rover Perseverance Mars de la NASA a collecté son  premier tube témoin et rempli ses six premiers échantillons. Crédits : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS

Depuis l’atterrissage sur Mars le 18 février 2021, 7 tubes d’échantillons ont été remplis : 

  • 1. Le premier était un tube témoin. Les tubes témoins (Perseverance en a 5) sont conçus pour capturer tous les contaminants rejetés par le rover lors de l’échantillonnage et seront acquis périodiquement tout au long de la mission. 
  • 2. Le second tube était destiné à contenir une roche appelée « Roubion », mais aucune carotte de roche n’a été collectée. Ce résultat inattendu résulte probablement de l’effritement de la roche lors du forage. Il est devenu le premier échantillon de l’atmosphère martienne. 
  • 3&4. Les troisième et quatrième échantillons ont été acquis par paire sur un affleurement au sommet d’une crête appelé « Rochette ». Cette stratégie d’échantillonnage par paires est conçue pour offrir des options de transfert d’échantillons vers les missions de suivi qui pourraient les ramener sur Terre. Cette paire d’échantillons, appelés « Montdenier » et « Montagnac », ont été les deux premières carottes de roche recueillies.
  • 5&6. Les échantillons 5 et 6 « Salette » et « Coulettes » ont été prélevés sur un affleurement appelé « Brac », dans la région de « Séítah » [actus de novembre].

Le 29 décembre, Perseverance est située en face d’un affleurement rocheux appelé « Issole ». Un septième tube d’échantillons (le n°261) avec une carotte de roche appelée « Robine » est rempli.

7e tube de prélèvement de Perseverance (crédit NASA/JPL-Caltech)

Problème au moment du transfert du tube

Cependant, lors du transfert du trépan contenant l’échantillon dans le carrousel de trépans du rover (qui stocke les trépans et transmet les tubes au matériel de traitement des tubes à l’intérieur du rover), les capteurs ont indiqué une anomalie. Le rover a fait ce pour quoi il avait été conçu : la procédure de mise en stock a été stoppée et le rover a attendu les instructions des équipes de la mission sur Terre.

L’anomalie s’est produite lors du « Coring Bit Dropoff« . C’est lorsque le trépan, avec son tube et l’échantillon de sol martien à l’intérieur, est guidé hors de la perceuse à percussion (à l’extrémité du bras robotique) dans le carrousel de trépans (qui est situé sous le châssis du rover) [à 1 minute dans la vidéo ci-dessous]

Principe de forage et du transfert des échantillons à bord du rover Perseverance (crédit NASA/JPL-Caltech)

Lors du traitement des échantillons de roche carottés précédemment, le trépan de carottage a parcouru 13,1 centimètres avant que les capteurs ne commencent à enregistrer le type de résistance attendue au premier contact avec la structure du carrousel. Cependant, cette fois-ci, le capteur a enregistré une résistance plus élevée que d’habitude environ 1 centimètre plus tôt que prévu, et une résistance beaucoup plus élevée que prévu pendant l’opération.

Après analyses, l’équipe de mission a envoyé une télécommande le 6 janvier pour extraire le foret et le tube rempli d’échantillons du carrousel. Au cours de ces activités, une série d’images ont été acquises par l’instrument Watson situé au bout du bras robotique. Les images ont montré qu’à l’intérieur du carrousel, il y a quelques morceaux de roches de moins d’1 centimètre de long qui freinent le mécanisme.

Cette image de débris de la taille d’un caillou dans le carrousel du rover Perseverance a été acquise le 7 janvier 2022 par la caméra WATSON. L’image a été prise pour aider l’équipe de Perseverance à diagnostiquer une anomalie survenue lors d’un échantillonnage de roche le 29 décembre 2021 (crédit NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Investigations et opérations de retrait des cailloux

L’équipe est convaincue qu’il s’agit de fragments de la roche évidée qui sont tombés du tube d’échantillons au moment du carottage du trépan et qu’ils ont empêché le trépan de rentrer complètement dans le carrousel. Heureusement cette situation avait été anticipée lors des nombreux tests sur Terre et le carrousel peut fonctionner avec ces débris. Mais pour éviter tout endommagement et d’aggraver la situation, les ingénieurs du JPL ont décidé de retirer ces cailloux.

Des séquences opérationnelles ont alors été développées puis testées sur le jumeau du rover Perseverance au JPL pendant plusieurs jours. Le 12 janvier, une étude d’image détaillée du sol sous Perseverance a été réalisée pour avoir une image de référence.

Le lundi 17 janvier, la caméra WATSON a imagé le carrousel et ses cailloux et a également pris des images sous le rover pour établir exactement ce qui s’y trouvait avant le début des opérations sur Mars. Des télécommandes ont été ensuite envoyées au rover lui ordonnant de faire deux tests de rotation du carrousel, rotation d’environ 75 degrés avant de le remettre dans sa position d’origine. L’imagerie WATSON a montré que les deux cailloux supérieurs ont été éjectés au cours du processus.

Dans ce GIF animé annoté, le carrousel de bits du rover Perseverance Mars de la NASA peut être vu en rotation lors d’un test du composant le 17 janvier 2022, ou SOL 325. Le carrousel a été tourné d’environ 75° pendant le test, puis a été remis dans sa position d’origine. Les cinq images qui composent ce GIF animé ont été capturées pour déterminer l’état – après le test – de quatre fragments de la roche carottée qui sont tombés du tube d’échantillon lors de l’activité d’échantillonnage Perseverance le 29 décembre 2021. Une fois le test terminé, les deux fragments de roche supérieurs (vus sur la première image) ont disparu, après avoir été éjectés pendant la rotation. Cependant, les deux fragments de roche inférieurs, situés sous le logement du carrousel de trépans, subsistent (crédit NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Les deux autres cailloux, situés sous le carrousel, sont restés en place. Les ingénieurs avaient rencontré aussi ce cas de figure lors de certains des premiers essais effectués sur le banc d’essai terrestre et indiquent au 21 janvier que l’emplacement des deux cailloux restants peut ne pas poser de problème significatif pour le bon fonctionnement du carrousel, mais que des analyses et des tests continuent pour le confirmer.

Puis il a été décidé de vider le contenu du tube d’échantillons qui n’avait pas été stocké ni scellé sur le sol martien. Les ingénieurs n’étaient pas certains de la quantité de roche carottée restante dans le tube et ils souhaitent vider complètement le tube pour le préparer à une autre tentative d’échantillonnage.

Le samedi 15 janvier, l’équipe a réalisé une expérience en utilisant la perceuse rotative à percussion de Perseverance. Une fois que le bras robotique a orienté la perceuse avec l’extrémité ouverte du tube échantillon 261 inclinée d’environ 9 degrés sous l’horizontale, la broche de forage du rover a tourné puis s’est étendue. La caméra Mastcam-Z a capturé l’événement. L’imagerie de l’expérience montre une petite quantité de matériau d’échantillon tombant du trépan/du tube d’échantillon.

Une partie d'un échantillon de roche carottée est éjectée de la perceuse rotative à percussion du rover Perseverance Mars de la NASA.  Les images ont été recueillies par l'instrument Mastcam-Z du rover le 15 janvier 2022.
Perseverance expulse des fragments de roche : une partie d’un échantillon de roche carottée est éjectée de la foreuse rotative à percussion. Les images ont été recueillies par l’instrument Mastcam-Z du rover le 15 janvier 2022 (crédits : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)

Plus tard ce même jour martien, le trépan a été positionné verticalement sur « Issole » (la roche qui a fourni cette dernière carotte) pour voir si un échantillon supplémentaire tomberait sous la force de gravité. Cependant, l’imagerie Mastcam-Z de l’intérieur du 261 après cette manœuvre ultérieure a montré qu’il contenait encore un échantillon.

Le lundi 17 janvier, l’équipe a commandé une autre opération de la perceuse rotative à percussion dans le but de déloger plus de matériau du tube. Le tube ouvert dirigé vers le sol martien a été secoué pendant 208 secondes au moyen de la fonction de percussion de la perceuse.

Les images Mastcam-Z prises après l’événement montrent que plusieurs morceaux d’échantillon ont été déversés sur la surface.

Avant et après le « secouage » du tube n°261 : ce GIF animé représente la surface martienne sous le rover Perseverance, montrant les résultats du test du 15 janvier 2022 pour éliminer les fragments de roche évidée de l’un des tubes d’échantillons du rover (crédits : NASA/JPL-Caltech)

Les images du tube 261 semblent indiquer qu’il reste peu ou pas de débris de l’échantillon de roche carottée.

Cette image, prise par la caméra Mastcam-Z à bord du rover Perseverance Mars de la NASA le 20 janvier 2022, montre que le rover a réussi à expulser les gros fragments restants de roche évidée d'un tube d'échantillon maintenu dans sa foreuse.
Le tube d’échantillonnage de Perseverance a l’air propre : cette image, prise par la caméra Mastcam-Z à bord du rover Perseverance Mars de la NASA le 20 janvier 2022, montre que le rover a réussi à expulser les gros fragments restants de roche évidée d’un tube d’échantillonnage maintenu dans sa foreuse (crédits : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)

Au 21 janvier, date de la dernière publication du JPL, les prochaines étapes du rover Perseverance et des prélèvements de sol martien sont en cours de discussion.

Sources : https://mars.nasa.gov/mars2020/

Une réflexion sur “Perseverance : des cailloux gênent le dernier carottage

  • 26 janvier 2022 à 19 h 35 min
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    Merci beaucoup pour ces images et articles qui nous transportes dans des voyages fabuleux Merci iMerci

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