Le rover Mars 2020

Le rover Perseverance s’inscrit dans la continuité de son grand frère Curiosity dont la mission devait démontrer l’habitabilité de son site d’atterrissage. Perseverance a cette fois pour but de découvrir des indices d’une forme de vie. Pour accomplir cette mission, il est équipé de plusieurs instruments, d’un bras et d’un espace de stockage pour les échantillons.

Les avancées technologiques dans le secteur spatial permettent d’augmenter considérablement la quantité de charge utile que l’on peut envoyer sur Mars, 1025 kilogrammes pour Perseverance contre 185 kilogrammes pour les premiers rovers envoyés sur Mars comme Opportunity.

Suspension & roues

Le rover doit être capable de traverser un terrain difficile, avec des rochers, de fortes pentes et un sol parfois sablonneux, ce qui peut amener à l’enlisement du véhicule et causer sa perte comme pour Spirit. Il peut s’aventurer sur des fortes pentes sans se retourner grâce à une suspension, nommée rocker-bogie, qui réduit l’inclinaison du châssis. Les roues sont deux fois plus épaisses pour éviter leur perforation, l’un des problèmes rencontrés par Curiosity. Chacune d’elles sont munies d’un moteur et d’un système de direction pour pivoter sur place. La vitesse maximale du rover atteint les 152 mètres par heure.

Production d'énergie

Pour faire fonctionner ses équipements ainsi que ses instruments scientifiques, Mars 2020 nécessite de produire en permanence de l'énergie avec un générateur thermoélectrique, une sorte de mini réacteur nucléaire produit par Boeing, le MMRTG. Il est alimenté en dioxyde de plutonium lui-même enrichi au plutonium 238.

L’avantage de ce moyen de production d’énergie est qu’il ne dépend pas du Soleil comme la plupart des engins spatiaux. La mission ne sera donc pas suspendue pendant l’hiver martien. Sa source d’énergie devrait même encore fournir pendant 14 années terrestres. L’électricité est stockée dans des batteries et un système de radiateur permet de maintenir à température les organes sensibles grâce au MMRTG installé à l’arrière du rover.

Prélèvement & stockage

Le rover bénéficie d’un bras mécanique comprenant une série d’outils pour analyser la roche, il dispose également de plusieurs capteurs, du Gaseous Dust Removal Tool pour nettoyer la surface de travail et d’une foreuse pour prélever des carottes du sol martien.

Son système de récupération des prélèvements du sol est plus sophistiqué que celui de Curiosity. En effet, le bras est capable de supporter une masse d’équipements plus importante, de bouger grâce à des articulations sans devoir déplacer l’astromobile, de moduler la pression déployée par la foreuse et d’effectuer des changements de foret.

Le système de prélèvement et de stockage des échantillons est composé de trois robots très complexes et pèse à lui seul plus de la moitié de la charge utile de Perseverance. Le sol est d’abord nettoyé à l’aide d’azote projeté sur le sol afin de chasser la poussière et puis analysé par les instruments afin de sélectionner la meilleure zone. Ensuite, la foreuse cherche un foret adapté au type de sol rencontré et prèleve jusqu’à 43 échantillons. Le tube est finalement stocké et scellé à l’intérieur du rover en attendant la venue des prochaines missions visant à les ramener sur Terre.

Stérilisation

Comme tous les astromobiles envoyés sur Mars, Perseverance est nettoyé avant son lancement des micro-organismes qui pourraient contaminer la planète ainsi que les échantillons prélevés sur Mars. Différentes mesures sont mises en place pour diminuer ses risques : assemblage du rover en salle blanche, une salle stérile, décontamination régulière, port d’une combinaison,…

De plus, la trajectoire du lanceur a été étudiée de façon à ce qu’il ne vienne pas s’écraser sur le sol pour ne pas le contaminer. Le site d’atterrissage a été choisi pour ne pas contenir de glace et éviter la propagation des bactéries. Le stockage d’échantillons est également isolé de l’extérieur et des tubes témoins servent à mesurer le taux de contamination des équipements.

Avec Perseverance, c’est seulement le deuxième microphone qui a pu enregistrer des sons sur Mars. En effet, le premier était l’atterrisseur InSight. La NASA a retenté l'expérience avec d’autres missions mais les microphones n’ont jamais pu fonctionner.

Il faut savoir que le son sonne différemment selon le milieu où il se trouve, c’est le même principe avec l’hélium qui rend la voix aiguë. L’atmosphère martienne, composée à 96% de dioxyde de carbone, rend les sons aigus presque imperceptibles, plus étouffés et silencieux. A cause de sa température glaciale, la vitesse du son est plus faible sur Mars, 240 m/s contre 340 m/s pour la Terre.

Le rover embarque un petit hélicoptère de reconnaissance, nommé Ingenuity, le premier engin volant utilisé sur une autre planète. Il ne rentre pas en compte dans les objectifs scientifiques de la mission. Il permet de vérifier le degré de faisabilité avec les températures extrêmes et l’atmosphère martienne peu favorable au fonctionnement d’un engin volant et du délai important des échanges avec la Terre.

Il s’envole grâce à deux hélices d’une envergure de 1,2 mètre et alimenté par un petit panneau solaire situé au sommet de l’hélicoptère. Pour qu’il puisse quitter le sol, la vitesse de rotation des pales doit atteindre les 2400 tours par minute soit dix fois supérieure à celle d’un hélicoptère sur Terre.

L'hélicoptère possède deux caméras, l’une en noir et blanc pour la navigation et l’autre en haute résolution pour les prises d’images du terrain. A l’aide d’une radio, l’appareil reçoit les instructions avant le vol. Il doit voler de manière autonome puisqu’il y a un décalage de seize minutes au minimum entre les échanges Terre-Mars.