Mise à jour le 13 Juin 2011
 
 
CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
"CURIOSITY : L’EXPLORATION (NUCLÉAIRE) DE MARS REPREND !"
Par Gilles DAWIDOWICZ
Planétologue, Président de la commission de Planétologie de la SAF.
Au FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
Le Mercredi 8 Juin 2011 à 20H30
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.
(Gilles a eu la gentillesse de nous donner sa présentation complète (elle est disponible sur ma liaison ftp et s'appelle.
SAF-MSL.ppt elle est dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2010/2011)
 
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.
 
Le compte rendu sera succinct étant donné que la présentation est disponible au téléchargement.
 
 
 
 
 
Gilles Dawidowicz, de la SAF, est bien connu de nos lecteurs ; il fait partie aussi de l’Association Planète Mars et nous a fait participer à de nombreuses premières de missions spatiales, notamment avec les sondes martiennes.
 
Après un hommage à deux personnalités disparues récemment ; André De Cayeux et Audouin Dollfus, il nous parle ce soir d’une nouvelle mission spatiale martienne, la mission baptisée à l’origine MSL (Mars Science Laboratory) et qui a aussi été complétée du doux nom de Curiosity pour son rover.
 
 
Il commence sa présentation par un historique des dernières missions martiennes, comme Pathfinder, les deux rovers MER, Spirit et Opportunity.
 
 
 
 
 
 
Quel bilan pour ces deux rovers à ce jour (juin 2011)?
Spirit : 2640 sols sur Mars et plus de 128 000 images
Pas de communication depuis le 22 mars 2010
Plus de 7 730 mètres parcourus depuis l’arrivée
Une pensée pour Spirit qui vient de s’éteindre.
 
Opportunity : 2621 sols sur Mars et plus de 153 000 images
Se dirige vers le cratère Endeavour
Plus de 29 900 mètres parcourus depuis l’arrivée
 
 
 
UNE NOUVELLE MISSION RÉVOLUTIONNAIRE: MSL.
 
Nouvelle mission à très haut risque ; avec arrivée rapide sur Mars (Mach 2), ce qui occasionnera des températures de 1700°C sur le bouclier thermique. 8 rétrofusées, rover déposé en douceur avec le sky crane.
Quelques chiffres :
 
·        Lancement : du 25 novembre au 18 décembre 2011 (on a raté la fenêtre de 2009)
·        Lanceur : Atlas V 541
·        Arrivée : du 6 au 20 août 2012
·        Espérance de vie : 668 sols soit 686 jours terrestres (2 ans)
·        Espérance de trajet : 20 km en 2 ans au moins (mais on espère beaucoup plus)
·        Objectif principal : évaluer l’habitabilité passée et présente
·        Coopération internationale : USA, Canada, Allemagne, France, Russie et Espagne
·        Coût total : 2,3 Mds $
·        Masse : 775 kg dont 70 kg d’instruments
·        Masse totale sonde : 3,4 tonnes (dont 600 kg étage de croisière et 829 kg étage de descente, 390 kg de carburant, 389 kg de bouclier thermique et 349 kg de bouclier arrière)
·        Longueur : 2,7 m
·        Vitesse théorique : jusqu’à 90 m/h en automatique
·        Vitesse probable : 30 m/h
 
 
 
La propulsion du rover Curiosity est nucléaire, assurée par des GPHS-RTG, grâce à un générateur thermoélectrique à radio-isotope (GTR) de nouvelle génération (le MMRTG) développé par le DOE (Department of energy) et réalisé par Boeing
 
Utilisation de 4,8 kg de dioxyde de plutonium (PuO2) enrichi en plutonium 238
Puissance initiale de 2 000 W thermiques convertis en 200 W électriques par des thermocouples (PbTe/TAGS)
Énergie de 2,5 kWh/j (au lieu des 0,6 à 0,9 kWh/j sur les MER)
 
Dans 14 ans, 100 W électriques attendus   Autonomie totale jour/nuit et hiver/été
Des radiateurs de 50 m de tubes rejèteront la chaleur excédentaire grâce à un fluide caloporteur
 
 
Les objectifs de la mission MSL :
 
·        Déterminer si la vie a pu exister sur Mars. Les dernières missions ont montré que l’eau liquide a existé sur Mars peu après la formation de la planète. Qu’en est-il maintenant ? La mission est conçue pour étudier les cycles du carbone et de l'eau sur la planète au cours du temps. Les instruments de MSL tenteront de déterminer sous quelle forme et en quelle quantité le carbone et l'eau sont stockés sur la planète et dans l'atmosphère.
·        Étudier le climat de Mars présent et passé (paléoclimat) et la composition de l’atmosphère.
·        Étude de la géologie martienne. Recherche de la preuve de la formation de roches en présence d’eau liquide.
·        Préparer une éventuelle exploration humaine.
 
 
 
LA MISSION EN ELLE-MÊME.
 
 
Mais la grande nouveauté avec Curiosity, c’est son mode d’atterrissage très différent des autres missions:
 
Après une phase de ralentissement classique avec parachute et rétrofusées, la suite devient plus intéressante, car le support de MSL possède un "ascenseur" (sky crane) qui le dépose au sol lorsqu'il est à quelques mètres d'altitude.
Lorsqu'il est bien sur le sol, la partie sky crane est ensuite propulsée plus loin et ne sert plus, elle va s'écraser à plusieurs km de distance.
Le rover est immédiatement opérationnel.
 
 
 
 
 
Taille comparée des roues des trois dernières missions rover.
 
Pathfinder (so-journer)
MER avec Spirit et Opportunity
Curiosity.
 
Les roues de Curiosity font 50cm de diamètre.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tableau comparatif des caractéristiques des 3 missions mobiles au sol.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LES INSTRUMENTS À BORD DE CURIOSITY.
 
 
De nombreux instruments intéressants à bord dont :
 
le ChemCam (Chemistry Camera); c'est un instrument d'analyse élémentaire des roches et des sols autour du Rover jusqu'à environ 9 mètres.
Il utilise la technique d'analyse spectroscopique induite par évaporation laser.
Développé par le CNES et un laboratoire de Los Alamos.
 
 
Ce site donne tous les renseignements sur les divers instruments embarqués.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LES SITES D’ATTERRISSAGE.
 
Il y eut 133 sites proposés, qui se sont réduits progressivement à 10 sites prioritaires, puis maintenant à 4 (indiqués sur la slide ci-contre) qui devraient bientôt se réduire à 2.
 
La France par l’intermédiaire de JP Bibring de l’IAS, propose la région de Mawrth Vallis.
 
 
 
Un atelier (workshop) sur le sujet des sites d’atterrissages a eu lieu il y a peu, les rapports et présentations (superbes !!) sont toutes accessibles et téléchargeables.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Je ne vais pas passer en revue les 4 sites choisis, reportez vous à la présentation ou aux références Internet pour plus de détails, mais je vais m’intéresser à celui qui à priori a le plus de chances à ce jour : le cratère Gale (attention ce n’est pas Galle, astronome allemand, mais Gale, un astronome amateur australien).
 
S’il a le plus de chances, c’est parce que sa position sur Mars, à l’opposé d’Opportunity, permettrait à la NASA de pouvoir opérer ces deux rovers facilement dans le temps.
 
 
Cratère Gale
155 km de diamètre  Alt = 1500 m Prof = 3000 m 3,8 à 3,5 Mds années (fin Noachien)
Pic central : plus de 5 km
Au-dessus du fond du cratère. Altitude max = 700 m au-dessus du 0
 
Dans Aeolis Mensae Au Sud d’Elysium Planitia
 
Du texte de Gilles :
 
Le cratère est un endroit fascinant à explorer en raison de son pic central très étonnant, qui est une sorte de montagne en forme de croissant et qui s'élève en son centre à près de 5 km de haut !
Cette montagne est composée de matériaux stratifiés, probablement des couches sédimentaires accumulées là par des agents de l'érosion non encore identifiés. Une histoire lacustre y est fortement suspectée…
 
Le cratère Gale se trouve au sud d'Elysium Planitia, au nord-ouest de Terra Cimmeria et en bordure d'Aeolis Mensae.
Située à la limite entre les hautes terres de l'hémisphère sud et les basses plaines de l'hémisphère nord, cette zone est par ailleurs entourée de volcans assez lointains, Elysium Mons au nord, Tyrrhena Patera au sud-ouest et Apollinaris Mons à l'est.
Elle est également située à l'extrémité occidentale de la formation de Medusae Fossae, une vaste structure assez énigmatique constituée de monticules lobés à la surface ondulée qui rappelle par certains aspects la formation centrale du cratère Gale.
 
Ellipse d’atterrissage prévue pour MSL.
Topographie du cratère Gale.
(avec la vieille ellipse prévue pour Spirit)
 
 
 
 
La datation du cratère Gale donne des dates de l'ordre de 3,8 à 3,5 Mds a, ce qui place sa formation à la fin du Noachien, avec une histoire géologique subséquente particulièrement complexe.
 
Le monticule central présente une structure stratifiée qui se serait formée sur au moins 2 milliards d'années à la suite de processus impliquant l'action durable de grandes quantités d'eau liquide.
La structure actuelle ne serait d'ailleurs que le résidu d'une couche sédimentaire s'étendant sur toute la surface du cratère — voire au-delà — et qui aurait subi l'érosion éolienne soutenue observée par ailleurs dans toute la région.
Le vent ne serait cependant pas seul en cause, et d'autres processus complémentaires doivent également être envisagés.
Les matériaux constituant ce monticule sont sans doute assez fragiles, car il est traversé de multiples entailles par lesquelles il s'effrite, mais sans jamais laisser apparaître de blocs de grande taille.
 
Gale avait été retenu en 2003 par la NASA pour y déposer le rover Spirit, avant d'être écarté au profit du cratère Gusev en raison de sa topographie rendant trop incertain l'atterrissage dans cette zone avec la technologie de l'époque.
 
 
 
CONCLUSION.
 
 
Encore une mission spectaculaire de la NASA, nous espérons pouvoir vous la faire vivre en direct an Août 2012 pour l’atterrissage, et d’ici là, nous souhaitons bon vol à MSL.
 
Comparaison des 3 derniers rovers US.
La commission de Planétologie de la SAF vole à bord de MSL, ce certificat le prouve.
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN.
 
Le site de MSL au JPL.
 
MSL vue d’ensemble de la mission par le JPL.
 
Le site MSL à la NASA avec vidéo.
 
Gale Crater vu par MRO.
 
MSL au CNES.
 
MSL chez Wikipedia.
 
Générateurs thermoélectriques isotopiques.
 
Advanced Radioisotope Power Conversion Technology Research and Development
 
Le nouveau visage de Mars : CR conf. De F Rocard à Plaisir le 16 Mai 2009
 
Dossier MSL (en cours d’élaboration) sur votre site préféré.
 
Quelques photos inédites de MSL en salle blanche.
 
La Planetary Society et MSL.
 
Le site des sites d’atterrissages de MSL.
 
Les sites d’atterrissage par Europlanet.
 
 
 
MSL landing sites workshop. Avec notamment :
 
Curiosity’s Candidate Field Site in Gale Crater, Mars  par K. S. Edgett
 
Overview of the MSL Landing Site at Mawrth Vallis par J. Michalski et JP Bibring.
 
Mawrth Vallis is Unique in its Relevance for MSL Goals par JP Bibring IAS.
 
Overview'of'Mars'Science'Laboratory'Landing'Sites:'Data'Products'for'Engineering'Analysis par M Golombek JPL
 
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin   membre de la commission de planétologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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