Dans un selfie pris à la mi-janvier 2019, Le rover martien Curiosity se prépare à entrer dans un nouveau unité riche en argile et en minéraux sur sa traversée du mont Sharp dans le cratère Gale. Les scientifiques de la mission sont impatients de voir ce qu'une nouvelle technique de mesure de la gravité révélera sur la montagne et l'histoire du cratère Gale. Crédit :NASA/JPL-Caltech/MSSS
Une utilisation intelligente des données d'ingénierie non scientifiques du rover martien Curiosity de la NASA a permis à une équipe de chercheurs, dont un étudiant diplômé de l'Arizona State University, mesurer la densité des couches rocheuses dans le cratère Gale de 96 milles de large.
Les résultats, à paraître le 1er février 2019, dans la revue Science , montrent que les couches sont plus poreuses que les scientifiques ne le soupçonnaient. La découverte donne également aux scientifiques une nouvelle technique à utiliser à l'avenir alors que le rover poursuit sa randonnée à travers le cratère et jusqu'au mont Sharp, une montagne de trois milles de haut en son centre.
"Ce que nous avons pu faire, c'est mesurer la densité apparente du matériau dans le cratère Gale, " dit Travis Gabriel, un étudiant diplômé de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU. Il a travaillé sur le calcul de la densité des grains pour les roches et les sédiments anciens du lit du lac sur lesquels le rover a roulé.
"En travaillant à partir des abondances minérales des roches telles que déterminées par l'instrument de chimie et de minéralogie, nous avons estimé une densité de grain de 2810 kilogrammes par mètre cube, ", dit-il. "Cependant, la densité apparente qui est ressortie de notre étude est bien inférieure à 1680 kilogrammes par mètre cube."
La figure beaucoup plus basse montre que les roches ont une densité réduite résultant probablement du fait que les roches sont plus poreuses. Cela signifie que les roches ont été moins compressées que les scientifiques ne le pensaient.
Comme un Smartphone, mais mieux
Les capteurs d'ingénierie utilisés dans l'étude étaient des accéléromètres et des gyroscopes, un peu comme ceux que l'on trouve dans tous les smartphones. Dans un téléphone, ceux-ci déterminent son orientation et son mouvement. Les capteurs de Curiosity font de même, mais avec beaucoup plus de précision, aider les ingénieurs et les contrôleurs de mission à naviguer le rover à travers la surface martienne.
Mais pendant que le rover est immobile, les accéléromètres mesurent également la force de gravité locale à cet endroit sur Mars.
Les mesures effectuées à l'aide des accéléromètres d'ingénierie de Curiosity (en gris) montrent une diminution de la force de gravité à mesure que le rover escalade le mont Sharp. Le taux de diminution du signal de gravité modélisé (noir) a permis aux auteurs de l'étude de mesurer la densité des roches qui composent le mont Sharp. Crédit : Kevin Lewis
L'équipe a pris les données d'ingénierie des cinq premières années de la mission - Curiosity a atterri en 2012 - et les a utilisées pour mesurer le remorqueur gravitationnel de Mars à plus de 700 points le long de la trajectoire du rover. Alors que Curiosity gravit le mont Sharp, la montagne a commencé à tirer dessus, aussi, mais pas autant que les scientifiques s'y attendaient.
"Les niveaux inférieurs du mont Sharp sont étonnamment poreux, ", explique l'auteur principal Kevin Lewis de l'Université Johns Hopkins. "Nous savons que les couches inférieures de la montagne ont été ensevelies au fil du temps. Qui les compacte, les rendant plus denses. Mais cette découverte suggère qu'ils n'ont pas été enterrés par autant de matériel que nous le pensions. »
Rendre la monture nette
Les scientifiques planétaires ont longtemps débattu de l'origine du mont Sharp. Les cratères de Mars de la taille de Gale ont des pics centraux soulevés par le choc de l'impact qui a fait le cratère. Cela représenterait une partie de la hauteur du monticule. Mais les couches supérieures du monticule semblent être constituées de sédiments érodés par le vent plus facilement érodés que la roche.
Ces sédiments ont-ils déjà rempli tout le bol du cratère Gale ? Si c'est le cas, ils auraient pu peser lourdement sur les matériaux à la base, en les compactant.
Mais les nouvelles découvertes suggèrent que les couches inférieures du mont Sharp ont été compactées par seulement un demi-mile à un mile (1 à 2 kilomètres) de matériau, beaucoup moins que si le cratère avait été complètement rempli.
"Il y a encore beaucoup de questions sur la façon dont Mount Sharp s'est développé, mais ce papier ajoute une pièce importante au puzzle, " a déclaré Ashwin Vasavada, Le scientifique du projet Curiosity au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, qui gère la mission. "Je suis ravi que les scientifiques et les ingénieurs créatifs trouvent toujours des moyens innovants de faire de nouvelles découvertes scientifiques avec le rover."
Gabriel ajoute, "Cela témoigne de l'utilité d'avoir un ensemble diversifié de techniques avec le rover Curiosity, et nous sommes ravis de voir ce que les couches supérieures du mont Sharp nous réservent. »
