Marsrover 2020. Un clône de Curiosity, mais avec de sérieuses mises à jour et améliorations. On apprends des erreurs passées. Comme par exemple concernant les roues du rover. Sur Curiosity celles-ci se sont vite dégradées avec le temps. C'est fini avec Perseverance : les roues ont subies de gros changement et devraient être plus robustes et à même d'affronter les terrains les plus accidentés, sans se faire mal. Perseverance est véritablement un Curiosity sous amphétamines.

Voici la bête, en salle blanche :

Crédits : NASA/JPL-CALTECH


Cette machine est un véritable laboratoire scientifique mobile, avec une quantité invraisemblable d'instruments, de missions comme on dit, avec plusieurs objectifs, dans la continuité des rovers précédents. A savoir déterminer si la vie a pu émerger sur Mars, trouver des traces d'eau passées ou présentes, faire des relevés climato et météo de la surface de Mars ainsi que des études géologiques du site d'atterrissage. Et un onglet plus particulier puisqu'il s'agit de préparer l'arrivée de l'être humain sur Mars (via la test de technologies permettant de fabriquer du carburant à partir de l'atmosphère ou du sol de Mars). Les différentes missions embarquées par Perseverence sont les suivantes :

  • La Mastcam-Z, dont on verra les détails plus tard, mais qui -personnellement- me ravie déjà énormément ;
  • MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer), une station météo complète ;
  • MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment), une expérience destinée à produire de l'oxygène à partir de l'atmosphère martienne ;
  • PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), un genre d'APXS associé à une caméra pour mettre en avant des éléments dans le sol martien, avec un grand niveau de détail et de précision ;
  • RIMFAX (Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment), un radar situé sous le rover qui sera chargé de cartographier le sous-sol. Une première !
  • SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals), imagerie ultraviolette et spectromètre pour -entre autre- trouver des composés organiques dans le sol martien. Fonctionnera de concert avec *wait for it* WATSON (authentique !), une caméra relativement similaire à MaHLI ;
  • SuperCam, un couple laser et téléobjectif héritant du design de la ChemCam de Curiosity, avec des améliorations comme l'imagerie en couleur.

  • Le lancement et le voyage

    Le lancement est prévu dans la fenêtre située entre le 17 Juillet et le 5 Août 2020 pour un atterrisage sur Mars 7 mois plus tard le 18 Février 2021.

    L'entrée, la descente et l'atterrissage

    Crédits : NASA/JPL-CALTECH


    Comme le suggère l'image ci-dessus montrant l'atterrisage de Curiosity en 2012, celui de Perseverance sera en tout points identique. Avec quelques mises à jour, évidemment, déstinées -pour faire gros- à améliorier la précision de l'atterrisage, avec la possibilité pour l'engin d'ajuster en temps-réeel le ciblage du site. Mais là où l'EDL fera parler de lui, c'est au niveau des données visuelles et auditives rapportées. Sur le bouclier arrière une caméra qui regardera en haut pour voir le déploiement du parachute, et l'autre, sur l'étage de descente (skycrane) qui regardera en bas pour voir la descente de l'ensemble rover le long des câbles. Et sur le rover, deux autres caméras, pour enregistrer des images vers le haut et vers le bas du rover. Cela permettra d'obtenir pour la première fois des images d'un atterrisage sur Mars. Comment ça se passe au moment du largage depuis le bouclier arrière ? Comment se comportent les rétrofusées du skycrane ? Quelle est l'attitude générale de l'ensemble durant sa descente ? Et au moment de l'atterissage, comment ça se passe vraiment ? Des microphones finissent d'équiper l'ensemble.

    Site d'atterrissage

    Le site d'atterrissage de la mission se situe sur la bordure du cratère Jezero, un cratère mesurant environ 50 km de diamètre, soit la moitié de la taille d'un département français environ.

    Voici sa localisation parmi des élements bien connus des féru'e's de Mars, l'ellipse d'atterissage est visible, et le rectangle autour situe l'image qui suit celle-ci, afin d'aider à comprendre la localisation :


    Le cratère Jezero, complet, avec l'ellipse d'atterrissage, plus visible. Celle-ci se situe à cheval sur un delta alluvial, dont la forme prouve de façon évidente la provenance hydrologique. C'est sur ces rivages dantan que la sonde va conduire sa mission. Cliquez pour agrandir (17,4 Mo). Le rectangle représente le cadre de l'image qui suit celle-ci.

    Crédits : NASA / JPL-Caltech / MSSS / Tanya Harrison/ Damia Bouic


    Et une vue HiRise encore plus détaillée du site, et l'ellipse d'atterrisage. Un formidable terrain de jeu, à n'en pas douter. Cliquez pour agrandir (4,3 Mo).

    Crédits : NASA / JPL-Caltech / MSSS / Damia Bouic


    Les caméras

    Nous y venons enfin. Les caméras. Et quelles caméras ! Si j'avais été bluffée par les caméras de Curiosity, je suis époustouflée par celles-ci. C'est bien simple : jamais autant de caméras auront été embarquées sur Mars.

    Tout d'abord, les caméras de navigation. Adieu les capteur 1024px noir et blanc, bonjour les capteurs couleurs HD ! Voici ci dessous ces caméras, avec à gauche une Navcam et à droite une HazCam. Notez le bulbe de l'objectif propre aux ultra-grand-angles.

    Crédits : NASA/JPL-CALTECH


    Et ci-dessous, une image test obtenue en salle blanche. Les couleurs sont nettes et on voit clairement l'effet fisheye du à l'objectif (un objectif recilinéaire aurait été plus complexe à mettre en œuvre vu l'angle de champs).

    Crédits : NASA/JPL-CALTECH


    Pour finir, une simulation de ce que donnerait une telle caméra, sur Mars, avec une partie du rover. Rien à voir avec les images Navcam "de l'époque" obtenues en noir et blanc et avec un plus faible angle de champs. Cliquez pour agrandir (4,1 Mo)

    Crédits : NASA / JPL-Caltech / MSSS / Damia Bouic


    Les spécifications de ces caméras sont les suivantes.

  • Navcam : Capteur CMOS 20Mpx 5120x3840 px, 12bits, FOV 96°x73°, profondeur stéréo de 42.4cm, f/12 ;
  • HazCam : Capteur CMOS 20Mpx 5120x3840 px, 12bits, FOV 136°x102°, f/12.
  • Parmi les caméras dites techniques, on en retrouve une, un peu à part, qui s'appelle Sample Camera, ou CacheCam (caméra des échantillons), aux mêmes capacités colorimétriques, mais située dans le rover, chargée de photographier les échantillons prélevés sur site, afin d'en obtenir le portrait détaillé.


    On continue par LA caméra la plus intéressante, à savoir la Mastcam-Z. Une caméra incroyable puisqu'il s'agit d'un véritable téléobjectif équipé d'un zoom. Voici les détails techniques :

  • Zoom optique : 28-100mm, pour un angle de champs allant de 23°x18° à 6°x5° ;
  • Capteur de 1600x1200 pixels ;
  • Couleurs : CMOS (matrice de Bayer) ou filtres RVB via images noir et blanc.
  • Groupées en paire, celles-ci pourront réalises des images stéréoscopiques. Voici ci-dessous l'une des caméras avant son envol :

    Crédits : NASA/JPL-CALTECH


    Voici où se situent ces caméras au sommet du mât des caméras :

    Crédits : NASA/JPL-CALTECH/Damia Bouic


    Il existe enfin deux caméras qui complètent le bagage de l'imagerie scientifique. La caméra WATSON, identique à la caméra MaHLI de Curiosity, située sur le bras robot, qui réalisera diverses opérations, dont, on s'en doute, des prises d'autoportraits.

    Et une dernière, qui s'appelle SkyCam, pourvue d'un capteur noir et blanc CCD à 1024px, montée directement sur le pont du rover, pourvue d'un objectif fisheye, dont le but est d'acquérir des images du ciel complètes.


    Pour conclure…

    Perseverance constitue une mission incroyable, et espérons que celle-ci parvienne à se poser sur Mars sans encombres. Rendez-vous l'année prochaine pour mes premiers traitements sur ces images !