Imaginez des astronautes sur Mars, chargé de prélever des échantillons de roche qui seront utilisés par les scientifiques pour rechercher des signes de vie. Mais ils ne peuvent en transporter qu'un nombre limité sur Terre. Que doivent-ils rechercher ? Certains types de roches sont-ils meilleurs que d'autres ? Ils pourraient essayer de demander conseil à l'équipe de géologues et de biologistes de retour sur Terre, mais en raison de la distance entre la Terre et Mars, cela pourrait prendre environ 40 minutes avant de recevoir une réponse.

Ce n'est pas pratique lorsque le temps en dehors du vaisseau spatial ne peut durer que quelques heures.

Quand les humains sont envoyés sur Mars, il est important que ces explorateurs aient le soutien nécessaire pour les aider à faire la meilleure science possible.

Comment explorer et faire de la bonne science compte tenu des contraintes opérationnelles nécessaires ? Il s'agit d'une question importante que la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et d'autres agences spatiales, dont l'Agence spatiale canadienne, sont intéressés à répondre. Les missions analogiques sur Terre aident les chercheurs à comprendre comment faire leur travail face aux nombreux défis liés à l'environnement hostile de l'espace.

Mars sur Terre

Le programme de recherche Biological Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT) explore et collecte des échantillons d'endroits sur Terre qui sont analogues aux environnements martiens. En s'appuyant sur des études analogues antérieures similaires au Canada et aux États-Unis, le programme BASALT fonctionne dans des conditions de mission simulées sur Mars. Fusion scientifique, objectifs de recherche technique et opérationnelle, les connaissances acquises lors de deux déploiements de missions analogiques majeures sont détaillées dans un numéro spécial de la revue Astrobiologie .

L'exploration humaine de Mars ajoute une dynamique qui n'existe pas lors de l'utilisation de rovers. Contrairement à un rover, un humain peut prendre des décisions et réagir à de nouvelles découvertes inattendues lors d'une activité extravéhiculaire (EVA). Cette flexibilité est précieuse pour la découverte scientifique, mais présente certains défis pour la planification des EVA. Un aspect important de l'exploration de Mars sera de prendre des décisions sur les échantillons de roche à collecter qui aideront à répondre aux questions scientifiques sur l'histoire de Mars. Alors que les équipages recevront une formation en géologie et en biologie, des scientifiques experts sur Terre sont disponibles pour les aider à prendre ces décisions.

Mais n'oubliez pas le retard de communication inévitable entre la Terre et Mars.

Délai de communication

Des EVA simulées ont été menées dans deux environnements analogues à Mars :le parc national des volcans d'Hawai'i et le monument national et réserve des cratères de la lune dans l'Idaho. Les scientifiques pensent que Mars au début avait autrefois une activité volcanique qui aurait pu créer les types d'habitats qui, nous le savons, contiennent de la vie sur Terre.

Ces deux sites de terrain ont été choisis car ils représentent les conditions passées et présentes sur Mars. Les scientifiques peuvent alors essayer de comprendre le lien entre la biologie et les caractéristiques géologiques afin d'identifier les sites d'échantillonnage pour les études astrobiologiques.

Idéalement, il s'agirait de caractéristiques géologiques visibles depuis l'orbite terrestre, permettant aux chercheurs de Mars de rechercher ces mêmes caractéristiques et d'identifier des points d'intérêt pour de futures missions.

Simulation de l'environnement martien

Planification d'une mission vers Mars, même simulé, n'est pas une tâche facile.

Tout d'abord, les questions qui ont guidé la recherche n'étaient en aucun cas simulées :il s'agissait de vraies questions posées sur la façon dont les microbes vivent et interagissent avec les roches volcaniques.

Je suis géobiologiste et mon expertise est en géochimie organique. Je veux savoir ce que font les microbes dans l'environnement et, important pour l'astrobiologie, quels signes ils laissent derrière eux. Dans le cadre du programme BASALT, mes recherches ont nécessité que les échantillons soient collectés de manière stérile, ajouter une autre couche complexe à une série déjà complexe d'activités qui doivent être effectuées tout en faisant face aux défis d'être dans l'espace.

Des écarts par rapport aux protocoles d'échantillonnage ou une collecte insuffisante de données contextuelles sur les sites d'échantillonnage auraient des conséquences sur la validité des résultats.

L'équipe BASALT a passé des mois à planifier les déploiements sur le terrain dans les moindres détails, y compris le nombre de photos à prendre et l'estimation du temps qu'il faudra pour échantillonner chaque roche. Des sites d'échantillonnage individuels dans l'Idaho et Hawai'i ont été sélectionnés sur la base des informations de télédétection disponibles pour l'équipe (semblable à l'utilisation de données satellitaires orbitales pour sélectionner les emplacements d'atterrissage sur Mars).

Sur chaque site, des personnes travaillant en surface (un équipage extravéhiculaire) ont collecté des informations et les ont transmises à un équipage de la qui est resté dans l'habitat spatial (l'équipage intravéhiculaire). Les informations recueillies ont ensuite été renvoyées sur Terre. L'équipage intravéhiculaire était l'intermédiaire, interagir en temps réel avec l'équipage extravéhiculaire.

Sur Mars, une fois les astronautes au sol, ils suivraient des cheminements pré-planifiés et chercheraient des roches basaltiques qui seraient utilisées par les scientifiques pour la recherche.

Communiquer les résultats

Une grande partie de la réflexion a été consacrée non seulement à la taper de données que l'équipage de Mars recueillerait et renverrait sur Terre pour que les scientifiques les examinent, mais aussi comment ils travailleraient ensuite avec et décideraient quelle roche ils voulaient que l'équipage sur Mars échantillonne. Cela pourrait être affecté par les conditions de communication, y compris la bande passante disponible :s'il existe des conditions de faible bande passante qui limitent la transmission de données, des photos pourraient-elles être utilisées à la place d'une vidéo haute résolution ? C'est comme la vitesse d'Internet, si votre connexion est extrêmement lente, vous pouvez repenser à regarder Netflix, mais vous pouvez toujours télécharger ces photos de chat.

Le programme BASALT a montré qu'il est possible de recevoir des informations utiles d'une équipe basée sur Terre dans le temps. À la fin du programme, nous avons appris pas mal de choses sur la façon de le faire efficacement. Par exemple, alors que la vidéo est utile, les photos haute résolution sont le choix préféré sous les restrictions de bande passante. Texte, plutôt que les communications vocales étaient les meilleures pour relayer les décisions importantes entre la Terre et Mars. Ces résultats et d'autres seront utilisés pour planifier des missions afin que, lorsque nous envoyons des humains sur Mars, nous fassions le meilleur travail possible pour répondre aux questions fondamentales sur l'existence de la vie là-bas.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.