Curiosity passe le cap des 2000 sols

Curiosity passe le cap des 2000 sols

Le rover de la NASA cumule désormais 2000 sols (jours martiens) d’exploration à la surface de la planète rouge depuis son arrivée le 6 août 2012. Sa caméra-laser franco-américaine ChemCam a permis d’analyser à distance plus de 2000 cibles.

En ce moment sur Mars, l’humanité dispose de 2 explorateurs robotiques mobiles toujours actifs et pour l’essentiel équipés pour étudier la géologie de cette fascinante planète. Présent depuis 2004, Opportunity a récemment célébré ses 5000 sols (ou jours martiens de 24 heures et 39 minutes). Et ce 22 mars 2018, son «confrère» Curiosity passe lui la barrière, ô combien symbolique, des 2000 sols !

Ça roule toujours pour Curiosity !

Avec une masse de 900 kg, Curiosity est le plus lourd des rovers martiens. Bardé d’instruments scientifiques comme aucun rover avant lui (environ 80 kg), il parcourt le cratère Gale et a déjà démontré, par les données recueillies, que Mars avait été habitable dans son lointain passé.

Sa mission de base devait durer 668 sols : avec 2000 à son actif, il a largement dépassé son «contrat», mais cela était espéré par les ingénieurs, qui avaient conçu et testé les instruments dans le but d’assurer la meilleure durée de vie possible, au-delà de l’exigence formelle de la mission. En effet, Curiosity peut être vu comme un laboratoire mobile et plus il se déplace, plus il peut permettre de scruter des terrains (sable, roches, etc.) différents qui affinent le portrait que les scientifiques dressent de la planète rouge.

Ci-dessous, une vidéo NASA de l’année dernière qui résume 5 ans de déplacements de Curiosity sur Mars (du sol 0 à 1754).

Curiosity cumule aujourd’hui un peu plus de 18,5 km. Évoluant au pied du mont Sharp qui se dresse au centre du cratère Gale, il est en train d’arriver dans une zone riche en argiles qui promet de nouvelles avancées scientifiques. En effet, les argiles peuvent contenir des traces de l’existence passée de molécules organiques. En découvrir à cet endroit permettrait de franchir un nouveau cap dans la collecte de preuves concrètes de l’habitabilité passée de Mars, au sens des scientifiques (capacité à avoir réuni un jour des conditions propices au développement de la vie).

2000 cibles pour la caméra-laser ChemCam

Curiosity est certes un rover de l’agence américaine NASA, mais il embarque des instruments scientifiques réalisés pour certains en coopération avec d’autres pays. Le laboratoire d’analyses d’échantillons SAM (Sample Analysis at Mars) et la caméra-laser ChemCam contiennent ainsi des contributions françaises majeures. Et eux aussi sont sur Mars depuis 2000 sols !
Penchons-nous plus particulièrement sur ChemCam, une caméra-laser franco-américaine placée pour sa partie française sous la responsabilité scientifique de l’astrophysicien Sylvestre Maurice de l’IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) à Toulouse. C’est d’ailleurs au sein du Centre Spatial de Toulouse du CNES (l’agence spatiale française) que se situe le FIMOC. Ce French Instruments Mars Operations Center est en quelque sorte la «tour de contrôle» côté français de ChemCam. En septembre dernier, nous avions évoqué le demi-million de tirs pour cet instrument et son laser, développé par le CNES avec le support industrie de Thales. Rappelons que par ses tirs lasers, ChemCam chauffe une toute petite zone d’une roche qui devient un plasma et émet une lumière qui est alors analysée par spectroscopie. On en déduit donc la composition de la cible à distance réglable (jusqu’à 9 m), en un temps record, à distance, et sans prélèvement d’échantillon. C’est ce qui fait de cet instrument l’un des plus utilisés du rover Curiosity pour la mission Mars Science Laboratory.

Dans la vidéo ci-dessous, Sylvestre Maurice explique le principe de fonctionnement de ChemCam.

La grande souplesse et rapidité d’utilisation de Chemcam font qu’après ces 2000 sols, ChemCam a déjà tiré près de 550 000 tirs laser pour analyser environ 2000 cibles. Vous remarquerez la grande différence entre les 2 chiffres. Pourquoi cela ? Car pour analyser correctement une cible donnée (une roche, le sol ou du sable par exemple), on ne peut pas se contenter d’un seul tir. Pour le faire, y compris un peu en profondeur, et ne pas seulement analyser la poussière qui la recouvre (et qui n’a pas toujours la même composition), il est préférable de compter au moins 10 à 100 tirs par point d’analyse. On peut même aller jusqu’à plusieurs milliers de tirs pour des analyses encore plus en profondeur (toutes proportions gardées, car on parle ici de profondeurs de l’ordre du millimètre). Mais cela ne suffit pas. Les scientifiques veulent aussi évaluer la variabilité de composition des cibles choisies, ou analyser des veines ou des incrustations de matériau différent au sein d’une roche. Pour cela, il faut réaliser plusieurs points disposés en ligne ou selon une matrice (points arrangés en carré), afin de recueillir l’analyse spectroscopique en plusieurs endroits sur la même cible, en vue d’en affiner le «portrait» (comprenez la composition). C’est ce qui sert à reconnaître le type de roche rencontrée et de comprendre l’histoire géologique du site traversé sur Mars.
L’image ci-dessous, transmise par le CNES, regroupe plusieurs types de répartition des tirs lasers réalisés par Chemcam sur Mars : en ligne, en profondeur (on tire sur le même endroit afin d’analyser au-delà de la surface) et en matrice.

chemcam-fimoc - copie

Notons que derrière un instrument comme la ChemCam œuvrent quotidiennement des scientifiques, des ingénieurs et des techniciens qui en quelque sorte explorent Mars par procuration… tout en devant faire preuve d’astuces face à l’imprévu ! Ainsi, après 800 sols sur la planète rouge, la mise au point automatique de la caméra-laser a montré des signes de faiblesse. Or cette dernière est indispensable pour bien concentrer automatiquement et rapidement la lumière laser sur la cible, et aussi récolter des clichés à haute résolution de la cible voire du site environnant (plus 60000 à ce jour). Pour contourner ce problème, il a été décidé d’adapter le logiciel de vol de la caméra pour lui faire prendre plusieurs clichés à des réglages de mise au point différents, puis sélectionner automatiquement le cliché le plus net et faire les analyses prévues. «Cette solution alternative avait été imaginée dès le début du projet», explique Muriel Saccoccio, chef de projet développement Chemcam au CNES, et aujourd’hui encore experte auprès de l’équipe en charge des opérations sur Mars. «Mais elle n’avait pas pu être implantée à bord dans la version initiale du logiciel de vol codée par les Américains. Cette ‘réparation’ a donc été faite à (longue) distance et avec succès. L’instrument marche au moins aussi bien, voire mieux qu’avant grâce à l’expertise accumulée sur Mars entre-temps». On notera que la caméra ChemCam cumule maintenant 6500 mises au point (dans l’ancien et le nouveau mode) et affiche un bilan de santé très satisfaisant.

«Selfie» de Curiosity. Cette image est un assemblage de plusieurs clichés réalisés avec la caméra MAHLI (MArs Hand Lens Imager) placée au bout du bras robotique du rover. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

«Selfie» de Curiosity. Cette image est un assemblage de plusieurs clichés réalisés avec la caméra MAHLI (MArs Hand Lens Imager) placée au bout du bras robotique du rover.
Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Alors que Curiosity s’approche de terrains argileux (très attendus par la communauté scientifique et les décideurs) et entame un parcours sur les pentes du Mont Sharp, la caméra-laser ne cessera pas d’être mise à contribution, bien au contraire. Elle s’impose depuis le départ en effet comme un élément essentiel pour augmenter la productivité scientifique du rover. Cela est dû au fait que récolter un échantillon du sol ou d’une roche pour le confier ensuite au laboratoire d’analyses SAM (ou à l’instrument CheMin qui fait de l’étude de minerais) est un processus très long. De plus, le laboratoire SAM ne peut mener efficacement qu’un certain nombre d’analyses (environ 70). La ChemCam opérant à distance, on peut la programmer pour analyser rapidement  plusieurs cibles potentielles et ne retenir que les plus intéressantes pour y effectuer le fastidieux prélèvement d’échantillon qui peut nécessiter de plus un déplacement du rover. Enfin, soulignons que la ChemCam est capable de viser les bords intérieurs d’un forage accompli avec la «perceuse» de Curiosity, ce qui donne l’opportunité de procéder à une analyse sous la surface. Et là, la cible demande de la précision de pointage car Curiosity fore jusqu’à 7 cm de profondeur pour environ seulement 2 cm de large ! C’est une des prouesses que réalise régulièrement sur Mars le rover Curiosity, décidément fin tireur grâce à son laser Chemcam français. On le voit, Chemcam et Curiosity n’ont pas fini de nous dévoiler les secrets de Mars…

À la Cité de l’espace de Toulouse, les visiteurs peuvent voir une maquette taille réelle du rover Curiosity. Crédit : Cité de l’espace/Aude Lesty

À la Cité de l’espace de Toulouse, les visiteurs peuvent voir une maquette taille réelle du rover Curiosity.
Crédit : Cité de l’espace/Aude Lesty