·Ma présentation ppt de la mission (à disposition en téléchargement
dans quelques jours)
L’ATTERRISSAGE EN DIRECT.
Nous avons été nombreux à nous lever (très)
tôt de matin du 6 Août afin de participer à cet événement planétaire
qu’est l’atterrissage de la mission MSL/Curiosity sur Mars. Et on fut gâté !!!
La salle quelques instants avant le moment
fatidique !
Les personnalités qui apparaissent sur cette
photo et qui vont piloter cette manifestation :
·Olivier de Goursac grand spécialiste des missions spatiales SAF et
association Planète Mars
·Gilles Dawidowicz, planétologue, SAF et association Planète Mars
·Jean Pierre Martin physicien, animateur du site de news astro
planetastronomy.com, membre de la SAF
·Damien Bouic designer photographe traitement des images
·Gilles Moutiers chef du sce d’études analytiques CEA Saclay
On voit ici le responsable mission Rob
Manning un ancien des missions Pathfinder et MER, c’est lui le
vrai artisan de MSL
Une salle bien pleine pour ces instants
historiques (photo PAE)
Voyons le déroulement de cet atterrissage que
nous avons vécu en direct du JPL (Jet Propulsion Laboratory) de Pasadena
(Californie)
Il est 07H32 CEST (heure de Paris) ou 22H32 PDT
heure du Pacifique.
Mission réussie aussi pour nous, de gauche
à droite :
C Denis Dr du Parc aux étoiles, JPM, G Dawidowicz, O de Goursac, G
Moutiers et D Bouic(Photo D
Boisbunon)
LA SÉQUENCE D’ATTERRISSAGE ET LES PREMIERS INSTANTS.
On vient donc de se poser, confirmation de
l’information par le relais de Mars Odyssey, mais
avant d’en arriver là, que s’est il passé ?
Voici le déroulé final de cet événement :
Les 7 minutes de terreur de la descente comme
le disait les Américains, sont devenues les 7 minutes de bonheur.
Les différentes étapes étaient suivies
religieusement :
·Le bouclier thermique s’oriente correctement, on est à 130km
d’altitude, la vitesse : approx 20.000km/h, MSL est le premier engin
à effectuer une entrée « guidée » dans l’atmosphère
martienne et non plus balistique
·À cet effet des masselottes (balance mass) de Tungstène sont éjectées,
afin que le centre de gravité soit correct, des fusées s’allument pour
corriger la trajectoire
·Le bouclier thermique une minute après l’entrée est à son
maximum : 2000°C
·4 minutes après l’entrée atmosphérique, 6 masselottes d’une
vingtaine de kg chacune sont éjectées afin de corriger encore le centre de
gravité de la sonde et de permettre de ralentir
·Quelques instants plus tard, à 10.000m le parachute géant
s’ouvre. On est à Mach 2.
·24 secondes plus tard : Le bouclier thermique et le capot arrière
sont séparés, on est vers les 7000m
·Le radar a détecté le sol
·Le rover et sa grue se détachent du parachute et les 8 rétrofusées
se mettent en marche
·On est à 1000m et on descend à 70m/s, puis 40m à 10m/s
·Le sky crane (la grue) descend Curiosity sur la surface à la vitesse
de 2km/h
·Touch down ! Contact des roues OK Les câbles de la grue sont
coupés, celle-ci est propulsée plus loin.
Voici en quelques minutes sur cette courte vidéo,
le résumé de l’atmosphère de l’atterrissage dans la salle de contrôle
du JPL à Pasadena.
Quelques
instants après les premières images basse résolution (thumbnails)
arrivent, elles proviennent des hazcams situées très près du sol, ce sont
des fisheye, d’où l’aspect ; encore des applaudissements.
Puis les images de la descente sont mises sur
le Net, voici une vue du bouclier thermique éjecté de la sonde prise par
la caméra MARDI du rover lors de la descente
Photo prise 3 secondes après son éjection 2
minutes et demi avant touch down
Photo : NASA/JPL
La MARDI a pris plusieurs centaines d’images
qui forment une vidéo que voici :
x
Mais
le plus extraordinaire c’est
la photo prise par MRO depuis son orbite martienne.
En effet, le décalage horaire important (14
minutes) entre Mars et la Terre, ne permettait pas un réglage en direct de
la caméra HiRise, il a fallu estimer exactement la trajectoire de rentrée
de Curiosity, l’instant où le parachute de 16m sera ouvert et
programmer la trajectoire de MRO afin qu’elle puisse viser notre
nouvelle sonde. MRO était à 340km de Curiosity et lui même à 3000m de la
surface.
Les premières images haute résolution et
couleur arrivent aussi, en voici quelques unes :
Vue du Mont Sharp par la hazcam de
Curiosity Photo : NASA/JPL voir l’image
redressée.
Première vue couleur par la MAHLI, on
voit les bords du cratère Gale au loin (Photo : NASA/JPL)
Mais où donc avons nous atterri ?
À l’endroit prévu (à 300m près !!)
comme on le voit sur cette illustration
Au pied des collines qui mènent au Mont Sharp.
La mission de Curiosity va être dans les
prochaines années d’étudier le sol de ce cratère, le cratère Gale et
de monter sur les pentes dupic
central, le Mont Sharp. On espère y découvrir des signes d’une présence
passée (ou actuelle ?? pourquoi pas) de possibilité d’habitabilité
et de trouver des composés organiques.
Mars fut repérée très tôt dans le ciel
par nos glorieux ancêtres, les Romains baptisèrent cette planète du nom
de leur Dieu de la Guerre
Son mouvement dans le ciel intriguait car il
était rétrograde par moment
Seul Copernic comprit pourquoi, en commettant
un sacrilège : la Terre n’était plus au centre du système solaire
Située après la Terre et donc un peu plus
loin du Soleil que nous, elle est à la limite de la « zone habitable »
Mars
= ½ Terre.
·Mars est née en même temps que la Terre il y a approximativement
4.5 Milliards d’années
·Mars est 2 fois plus petite que la Terre et en gros 10 fois moins
lourde (densité plus faible)
·Ceci aura des conséquences sur son évolution :
·La gravité y est plus faible que sur Terre (1/3) et en conséquence
son atmosphère s ’échappe au cours du temps (Vitesse de libération
+ faible)
·Le CO2 diminuant, l’effet de serre (qui a sauvé la race
humaine!!!) s’inverse, la température diminue
·Les dés sont jetés, Mars sera une planète froide, c’est une
Terre avortée!
·Plus éloignée aussi du Soleil, elle se refroidit plus vite, le
noyau se solidifie donc
·Pas de champ magnétique
·Donc pas de protection contre les particules dangereuses provenant
du Soleil, et donc difficulté pour une certaine forme de vie de s’établir
·Le volcanisme est très actif : 20 volcans majeurs, les derniers
ayant été actifs récemment (qq dizaines de millions d’années!)
·Pas de tectonique de plaques mais des failles et fractures (Valles
Marineris)
·L’eau dans le passé a été un agent d’érosion, maintenant le
vent joue un rôle essentiel
L’orbite de Mars est excentrique
(elliptique) (e=0,09), cela induit des variations climatiques importantes
entre périhélie et aphélie
40% de chaleur en plus au périhélie
Température moyenne = -55 °C Min en hiver =
-130 °C Max en été = +27 °C Mars
est un DÉSERT GLACÉ
L’atmosphère de Mars :
·95.6% CO2
·2.7% N2
·1.6% Ar
·0.1% O2
·0.03% H2O
·Pression moyenne 6 mbar (1 – 9 mbar) soit <1%
de la notre
·Venteux : jusqu’à 120km/h, tempêtes qui peuvent durer plusieurs
mois à
Érosion
L’eau ne peut pas exister longtemps a l’état
liquide en surface sur Mars actuellementpourquoi?
Température trop basse (de 0 a –100°c) et
pression trop faible (<1% de la pressionterrestre) àsublimation :à
solideà
gazeux directement
En fait l’eau liquide serait dans un état métastable,
c’est à dire qu’elle pourrait rester liquide en surface pendant qq
heures avant de se sublimer, c’est le grand espoir des sondes martiennes
Par contre de l’eau existe certainement en
sous-sol
Dessin : diagramme de phase de l’eau.
Caractéristiques
orbitales :
·1,5 UAUne année
martienne = 687 jours
·6900 km diamètre (la moitié de la Terre), d=3,9
·Très excentrique e = 0.09, cela a aidé Kepler a formuler sa première
loi (ellipse)
·Inclinaison axe rotation ~TerreàSaisons
·Un jour martien s’appelle : un sol~ un jour terrestre
·Deux satellites miniatures, dont l’un (Phobos) sous la limite de
Roche
LES PREMIÈRES MISSIONS MARTIENNES.
Nos amis Russes n’ont jamais eu de chance
avec Mars, toutes leurs missions ont échoué ou presque
Toutes les missions à succès ont été US,
mais ils ont eu aussi de cuisants échecs (50%)
Cela a commencé avec l’épopée des
Mariner dans les années 1960
Puis vinrent les Vikings avec la recherche de
la vie
Pathfinder, un démonstrateur prototype,
ouvre ensuite la marche pour les
Robots Spirit et Opportunity et Phoenix
Une pléiade de satellites tournent aussi
autour de Mars : MGS, Mars Express, Mars Odyssey, MRO etc..
Image à voir en haute résolution (clic
dessus), avant le succès de Curiosity, Mars menait par 24 (échecs) à 15
(réussites) !
Depuis plusieurs décennies des sondes
automatiques explorent Mars et nous en donnent une vue bien meilleure
La planète a été entièrement cartographiée
Des robots se sont posés à sa surface et
ont analysé son sol
Nos connaissances progressent
Cartographie complète et précise de Mars en
altitude et température
Le plus grand canyon du système solaire,
Valles Marineris, près de 4000km de long (les USA!)2500m de profondeur en moyenne 10000m par endroits
Le plus haut volcan du système solaire :
Olympus Mons; 25km de haut, la moitié de la France en surface.
Deux hémisphères différents, le Nord avec
de grands bassins (mer dans le passé?) et le Sud très cratérisé.
Les vents jouent un grand rôle
Les pôles N et S contiennent principalement
de la glace d’eau recouverte d’une mince couche de glace carbonique
Résurgences liquides probables, des traces
d’anciennes « rivières » sont apparentes
La surface de Mars est riche en Fer Il y a
approximativement 15 à 20% de Fer à la surface de Mars Ce fer s’est oxydé
avec le temps et l’oxygène de l’atmosphère, la planète est
devenue….rouge
Mars a été comme toutes les planètes
soumise à un bombardement météoritique incessant surtout au début de son
histoire
Beaucoup de questions en suspens, concernant
l’histoire passée de Mars et de la présence ou non d’eau liquide.
On peut donc en ce début de XXIème siècle
faire le point sur la présence d’eau sur Mars :
·1) Présence en sub-surface d’énorme quantité d’eau solide
incorporée dans le sol dans les régions près des pôles (permafrost)
·2) Contrairement à ce que l’on pensait depuis plus de 30 ans ,
les Pôles sont principalement de la glace d’eau et non de CO2
·3) Il y a en certains endroits sur les parois les plus froides de
cratères des résurgences RÉCENTESd’eau
De nouvelles missions doivent confirmer encore
tout cela
Et
la vie sur MARS ??
Pas impossible, mais……..
·Il y a quelques problèmes ou handicaps:
·–La vie nécessite des molécules complexes (chimie organique)
qu’il va falloir trouver
·–La vie nécessite de l’eau liquide : possible qu’il y en ait
en certains endroits , à vérifier
·–La vie peut être détruite par les UV, or l’atmosphère
martienne n’a pas assez d’ozone pour les bloquer
·–Le champ magnétique martien est aussi trop faible pour protéger
contre les particules solaires comme sur Terre
·Alors……
Sommes nous des Martiens ?
La vie sur Terre est apparue presque au tout
début : vers 4 Milliards d’années
Probablement, un phénomène similaire
s’est produit sur notre sœur Mars
Mars étant plus petite et plus loin du
Soleil que la Terre, s’est refroidie plus vite
La vie aurait pu apparaître sur Mars avant
d’apparaître sur Terre
A-t-on été ensemencé par des météorites
martiennes?
Si oui, les Martiens, c’est NOUS!!
UNE
NOUVELLE MISSION RÉVOLUTIONNAIRE: MSL.
Pour plus de détails voir le
dossier MSL sur votre site préféré.
Nouvelle mission à très haut risque : la mission MSL (Mars Science
Laboratory) avec son rover Curiosity, est la mission la plus importante (et
probablement la plus chère : 2,5 Milliards de $) du XXI ème siècle.
900kg dont 90kg de charge utile (les expériences)
avec une masse au départ de près de 4 t.
Arrivée rapide sur Mars (Mach 2), ce qui
occasionnera des températures de 2000°C sur le bouclier thermique
Mais la grande nouveauté avec Curiosity,
c’est son mode d’atterrissage très différent des autres
mission :
L'atterrissage est assez intéressant, car le
support de MSL possède un "ascenseur" (sky crane) qui le dépose
au sol lorsqu'il est à quelques mètres d'altitude.
Quelques
chiffres :
·Lancement : le 26 novembre 2011 (on a raté la fenêtre de 2009)
·Lanceur : Atlas V 541
·Arrivée : du 6 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 : 900 kg dont 90 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
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
La descente contrôlée(Powered Descent) ; les 8 rétro fusées sont prêtes à être activées
Les boulons explosifs séparent le bouclier
arrière et le parachute du reste de la sonde, la sonde accélère pendant
un court instant, on ne peut pas allumer les rétro tout de suite de peur de
« cogner » le bouclier arrière!
Les rétro fusées s’allument enfin après
une seconde.
Arrivée vers 400m la descente ralentit à un
taux de 20m/s, cela va prendre approx 30secondes.
Arrivé vers les 50m d’altitude, les rétro
fusées sont allumées plus fortement afin de réduire la vitesse à un
petit 0,75m/s
Nous sommes arrivés vers les 20m
d’altitude, il faut arrêter de freiner sinon on ne se pose pas! On coupe
4 des 8 fusées.
On est prêt pour la phase critique de l’atterrissage : la grue ascenseur (Sky Crane)
LE
SKY CRANE.
Le Sky Crane : Mais pourquoi un tel système?
Curiosity est énorme (5 fois la masse d’Opportunity)
: 900kg, ce qui rend un impact classique (comme pour les MER) difficile à
garantir sans problème, d’autre part des fusées de guidage comme pour
les Vikings entacherait sa capacité à se déplacer sur le sol martien avec
la place que cela prendrait.
Nos amis du JPL devaient trouver une autre
solution : le Sky Crane qui doit assurer un atterrissage en douceur du
rover.
De plus le fait d’avoir des rétro fusées
qui ne polluent pas le sol près de l’atterrissage est aussi un plus pour
les expériences.
Je vous propose une meilleure version, beaucoup
plus vivante qui dure aussi 5 minutes, mais que je n’ai trouvé qu’en
streaming :
Mars Science Laboratory (Curiosity Rover)
Mission Animation
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.
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.
LES
INSTRUMENTS.
Dix instruments à bord, dont deux auxquels la
France a participé activement :
En fait, on ne recherche pas la vie, mais on
cherche les composants chimiques représentatifs d’une vie ancienne, ce
sera le but de SAM.
Principalement deux instruments auxquels la
France participe :
·Le Chemcam américano-français, c’est un laser de 1Gw/m2 qui est
utilisé pour effectuer à distance le spectre de divers matériaux.
·Le SAM dont le PI est Michel Cabane, c’est un chromatographe en
phase gazeuse (GCMS)
LE
CHOIX DU SITE : LE CRATÈRE GALE.
Gale était un banquier australien qui s’intéressait
à l’astronomie. Il a découvert même 7 comètes.
Ce cratère était un des 4 choix de la NASA,
la sélection a duré près de 3 ans, pour finalement se porter sur ce cratère.
Cratère Gale
155 km de diamètreAlt = 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
Ellipse d’atterrissage prévue pour
MSL.
Topographie du cratère Gale.
(avec la vieille ellipse prévue pour Curiosity)
Rendez vous Samedi à la Cité des
Sciences pour la suite de l’aventure Curiosity !!!
Quelques
instants après les premières images basse résolution (thumbnails)
arrivent, elles proviennent des hazcams situées très près du sol, ce sont
des fisheye, d’où l’aspect ; encore des applaudissements.
Mais
le plus extraordinaire c’est
la photo prise par MRO depuis son orbite martienne.
Mais
la grande nouveauté avec Curiosity, c’est son mode d’atterrissage très
différent des autres missions:
