Prédécesseurs
Le premier rover à atterrir avec succès sur Mars fut l'American Sojourner. Dans le cadre du programme Mars Pathfinder, en 1997, il a travaillé sur la planète pendant trois mois entiers, dépassant parfois la durée de vie estimée. Le rover n'a pas été confronté à des tâches particulièrement difficiles - le fait même de trouver un appareil robotique terrestre sur la planète rouge a fait sensation dans le monde. Néanmoins, Sojourner a réussi à envoyer de nombreuses photographies de Mars, ainsi qu'à mener des études météorologiques et géologiques simples.
Deux ans plus tard, la NASA a de nouveau envoyé une mission martienne dans l'espace, visant à une étude détaillée du sol et des conditions climatiques de la planète. La mission Mars Polar Lander s'est soldée par un échec - le véhicule de descente s'est écrasé pour des raisons encore inconnues. A bord de l'engin spatial, le radar laser russe (lidar), conçu pour étudier la composition de l'atmosphère, a également disparu.
Les Américains sont entrés dans le 21e siècle en tant que leaders mondiaux incontestés de l'exploration de Mars et ont confirmé leur succès en 2003 avec le lancement du programme Mars Exploration Rover. Selon le plan, deux rovers étaient censés étudier la planète - Spirit et Opportunity. Les deux atterrisseurs ont atterri à la surface de Mars en janvier 2004 avec un intervalle de 21 jours terrestres. La conception d'Opportunity s'est avérée si fiable et durable que le rover a continué à fonctionner jusqu'en juin 2018.
Maintenant, un rover Curiosity de 900 kilogrammes avec une source d'alimentation radio-isotopique fonctionne sur Mars, qui a frappé la planète en août 2012. Sa tâche principale est de forer et d'examiner des échantillons. Pour le moment, la mission a été prolongée indéfiniment.
Cela ne suffisait pas aux Américains, et même plus tôt, en 2008, une station Phoenix de petite taille est apparue sur la planète, dont l'une des missions était de rechercher la vie extraterrestre. L'appareil n'était pas adapté au mouvement, était relativement bon marché (400 millions de dollars) et n'a vécu à l'état actif que quelques mois. Néanmoins, Phoenix a découvert de l'eau sur Mars et a effectué une simple analyse chimique du sol.
Il a fallu près de dix ans aux Américains pour remplacer le robot d'exploration stationnaire qui s'est déconnecté à l'automne 2008. La station sismique de Mars avec la plate-forme InSight de la NASA a atterri sur la planète en 2018 et a envoyé avec succès des résultats de recherche sur Terre à ce jour.
La présence d'un appareil martien mobile et d'un appareil fixe martien n'est clairement pas suffisante pour les Américains. Pour conforter sa présence sur Mars, le 18 février 2021, le rover Persévérance s'est posé en surface. Et il a son propre hélicoptère.
Y a-t-il de la vie sur Mars ?
Tout d'abord, Perseverance est le plus gros rover qui a été largué sur la planète rouge jusqu'à présent. Elon Musk a une fois catapulté son roadster électrique dans l'espace, et la NASA a envoyé un rover de la taille d'une voiture sur Mars. La persévérance mesure environ 3 mètres de long, 2,7 mètres de large et 2,2 mètres de haut. Pour un rover assez grand, des matériaux super résistants et ultra-légers ont été utilisés, c'est pourquoi le poids de l'appareil dans des conditions terrestres dépasse à peine une tonne. Dans les conditions martiennes, Persévérance pèsera deux fois et demie moins.
Le lancement d'un projet aussi complexe et coûteux (plus de 3 milliards de dollars) doit être soutenu par un programme de recherche approprié sur Mars. Pour justifier les dépenses, les Américains ont équipé le rover de plusieurs gadgets intéressants à la fois.
Il s'agit tout d'abord de l'appareil modèle MOXIE pour la synthèse d'oxygène à partir de dioxyde de carbone dans l'atmosphère martienne, dont la proportion atteint 93 %. En théorie, tout est très simple - de la molécule de dioxyde de carbone CO2 nous arrachons l'oxygène atomique et le combinons avec l'un des mêmes. L'échappement produit du monoxyde de carbone et de l'oxygène moléculaire, ce qui est assez respirable.
Avant cela, dans des conditions spatiales, l'oxygène était synthétisé par électrolyse de l'eau, mais pour la vie d'une personne, un kilogramme d'eau par jour est nécessaire - cette méthode n'est pas applicable à Mars. En bref, l'appareil MOXIE comprime le dioxyde de carbone, le chauffe jusqu'à 800 degrés et fait passer un courant électrique à travers lui. En conséquence, de l'oxygène pur est libéré à l'anode de la cellule à gaz et du monoxyde de carbone à l'anode. Ensuite, le mélange gazeux est refroidi, vérifié pour sa pureté et libéré dans l'atmosphère de Mars.
De toute évidence, dans un avenir lointain, des milliers de ces générateurs transformeront le dioxyde de carbone martien en une atmosphère respectueuse de l'homme. Il est à noter que cette technologie n'est pas la plus progressive. Pourtant, selon la théorie, à partir de deux molécules de CO2 un seul O est produit2… Et c'est très loin de l'efficacité réelle de telles installations. Beaucoup plus intéressante est l'idée de diviser le dioxyde de carbone en carbone C et une molécule O2… En 2014, la revue Science a publié une méthode de synthèse d'oxygène à partir de CO2 sous l'influence des lasers ultraviolets. Cinq ans plus tard, le California Institute of Technology a eu l'idée d'accélérer et de frapper des molécules de dioxyde de carbone sur des surfaces inertes telles que des feuilles d'or. À la suite de ce traitement barbare, le dioxyde de carbone est divisé en oxygène moléculaire et en carbone, c'est-à-dire en suie. Mais alors que de telles techniques sont loin de la perfection technologique, la NASA doit se contenter d'appareils comme MOXIE.
Le deuxième gadget intéressant pour le rover est le PIXL, qui est conçu pour scanner la zone environnante avec des rayons X. L'appareil effectue des tests à distance du sol pour les produits chimiques et les éléments qui peuvent être des marqueurs d'êtres vivants. Les développeurs assurent que PIXL est capable de reconnaître plus de 26 éléments chimiques. Une tâche similaire est effectuée par le scanner multifonctionnel SuperCam, qui est capable de déterminer la composition atomique et moléculaire des roches à partir de sept mètres. Pour cela, il est équipé d'un laser et de capteurs infrarouges très sensibles.
Et ce n'est pas tout. L'analyse de la présence de traces de vie est réalisée par les « experts médico-légaux » SHERLOC et WATSON. SHERLOC travaille dans l'ultraviolet en sondant les roches environnantes avec un laser. Le principe est très similaire au travail d'un détective terrestre à la recherche de preuves biologiques avec une lampe de poche UV. WATSON, à son tour, capture tout ce qui se passe à la caméra. Une paire de capteurs ainsi qu'une radiographie PIXL sont situés à l'extrémité de la flèche du rover.
La persévérance n'a pas d'exercice pour explorer l'intérieur martien. A cet effet, le scanner radar RIMFAX est utilisé, capable de "balayer" Mars jusqu'à une profondeur de 10 mètres. Le GPR cartographiera la surface sous-jacente et recherchera des dépôts de glace martienne.
Rover de Mars avec hélicoptère
Le principal "show-stopper" de Persévérance n'est pas les supergadgets décrits ci-dessus et même pas une centrale nucléaire, mais le tout premier avion pour Mars. Après avoir atterri dans le cratère martien de Jezero, le rover a amené un hélicoptère coaxial miniature sous son ventre. Dans les meilleures traditions de l'astronautique américaine, le nom de l'hélicoptère a été choisi par concours, et le meilleur était Ingenuity. Par Vaniza Rupani, élève de 11e de Northport.
L'hélicoptère ne transporte aucun équipement scientifique. Sa tâche principale est de démontrer le potentiel de vol dans l'atmosphère de Mars, qui se compose presque entièrement de dioxyde de carbone. L'atmosphère de la planète rouge est similaire en densité à celle de la Terre, mais la gravité est 2,5 fois moindre. L'avion tire de 1, 8 kilogrammes et pour son poids est équipé d'hélices relativement petites (vitesse de rotation - 2537 tr/min) - bonus de gravité martienne. Cependant, les énormes chutes de température à la surface de la planète ont forcé les ingénieurs à construire un système de protection thermique complexe sur un hélicoptère. Le premier vol d'Ingenuity est prévu au plus tôt le 8 avril, et l'ensemble du programme de test devrait être terminé dans un mois. L'hélicoptère est jetable - après avoir été testé, il restera sur Mars en tant que débris extraterrestre. La persévérance, elle aussi, finira par se transformer en un morceau mort d'alliages coûteux, mais son cycle de vie est beaucoup plus long.
On suppose que Persévérance laissera tomber son satellite dans un conteneur protecteur en forme de guitare, reculera de plusieurs dizaines de mètres et lancera à distance un programme de vol d'essai. L'hélicoptère devra survoler le rover sans quitter la zone de surveillance des caméras et des scanners. Le plus dur est de survivre à la première froide nuit martienne pour un hélicoptère miniature. Si vous lisez le matériel avant le 8 avril 2021, alors le rover martien se dirige juste vers l'aérodrome présélectionné pour le lancement d'Ingenuity.
