Le concept de cet artiste représente des astronautes et des habitats humains sur Mars. Le rover Mars 2020 de la NASA emportera un certain nombre de technologies qui pourraient rendre Mars plus sûre et plus facile à explorer pour les humains. Crédit :NASA
Lorsqu'une astronaute pose le pied sur la Lune pour la première fois en 2024, le moment historique représentera un pas vers une autre première de la NASA :mettre éventuellement des humains sur Mars. La dernière mission robotique de la NASA sur la planète rouge, Mars 2020, vise à aider les futurs astronautes à braver ce paysage inhospitalier.
Alors que l'objectif scientifique du rover Mars 2020 est de rechercher des signes de vie ancienne, ce sera le premier vaisseau spatial à collecter des échantillons de la surface martienne, les mettant en cache dans des tubes qui pourraient être renvoyés sur Terre lors d'une future mission - le véhicule comprend également une technologie qui ouvre la voie à l'exploration humaine de Mars.
L'atmosphère sur Mars est principalement constituée de dioxyde de carbone et extrêmement mince (environ 100 fois moins dense que celle de la Terre), sans oxygène respirable. Il n'y a pas d'eau à boire à la surface, Soit. Le paysage est glacial, sans protection contre les rayons du soleil ou contre les tempêtes de poussière passagères. Les clés de la survie seront la technologie, recherches et essais.
Mars 2020 aidera sur tous ces fronts. Lors de son lancement en juillet 2020, le vaisseau spatial emportera les derniers outils scientifiques et d'ingénierie, qui se rassemblent alors que le rover est construit au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. Voici un examen plus approfondi.
Atterrissage
Chaque atterrissage sur Mars offre une opportunité d'apprentissage. Avec Mars 2020, cela inclut la façon dont le bouclier thermique et le parachute du vaisseau spatial se comportent dans l'atmosphère de la planète, et à quel point son radar peut détecter la surface qui approche. Des capteurs dans l'aéroshell du vaisseau spatial (la capsule qui enferme le rover) étudieront comment il se réchauffe et se comporte lors de l'entrée dans l'atmosphère. Ces Entrée de Mars, Les capteurs Descent and Landing Instrumentation 2 (MEDLI2) pourraient aider les ingénieurs à améliorer leurs conceptions d'atterrissage pour les grosses charges utiles telles que l'équipement et les habitats des astronautes.
Les membres du projet Mars 2020 de la NASA installent l'expérience d'utilisation des ressources in situ de l'oxygène de Mars (MOXIE) dans le châssis du prochain rover martien de la NASA. MOXIE démontrera une manière dont les futurs explorateurs pourraient produire de l'oxygène à partir de l'atmosphère martienne pour le propulseur et pour la respiration. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Faire atterrir un rover comme celui-ci donne également à la NASA plus d'expérience pour placer un vaisseau spatial lourd à la surface de Mars; le défi d'atterrir dans la mince atmosphère martienne s'échelonne avec la masse. Le premier vaisseau spatial avec équipage sera titanesque en comparaison, emportant avec lui des systèmes de survie, fournitures et blindage.
Finalement, Mars 2020 dispose d'un système de guidage qui fera un pas vers des atterrissages plus sûrs. Appelé navigation relative au terrain, ce nouveau système détermine où se dirige le vaisseau spatial en prenant des images de la caméra pendant la descente et en faisant correspondre les points de repère à une carte préchargée. Si le vaisseau spatial dérive vers un terrain dangereux, il se détournera vers une cible d'atterrissage plus sûre.
La navigation relative au terrain a permis à l'équipe 2020 de sélectionner un site d'atterrissage, Cratère Jezero, cela était considéré comme trop risqué pour les missions précédentes. Ce type de guidage autonome pourrait s'avérer essentiel pour faire atterrir les humains en toute sécurité. Il serait également utile pour l'atterrissage d'équipements en plusieurs largages devant un équipage humain.
Oxygène
Vivre sur Mars nécessitera un approvisionnement constant en oxygène, ce qui serait coûteux à transporter depuis la Terre dans les volumes nécessaires. Un dispositif en forme de cube appelé Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) explore une alternative peu encombrante qui convertit le dioxyde de carbone - qui constitue environ 96% de l'atmosphère martienne - en oxygène. Bien que MOXIE soit une démonstration à petite échelle, l'espoir est que sa technologie puisse évoluer vers des générateurs d'oxygène plus gros et plus efficaces à l'avenir. Ceux-ci permettraient aux astronautes de créer leur propre air respirable et fourniraient de l'oxygène pour brûler le carburant nécessaire au retour des humains sur Terre.
Plus important, Les descendants de MOXIE gagneraient un espace précieux sur le premier véhicule avec équipage vers Mars. Non seulement cela laisserait plus de place pour les fournitures, cela pourrait également réduire le coût et la difficulté de se rendre de la Terre à Mars.
Cette cible d'étalonnage pour l'instrument SHERLOC de Mars 2020 comprend cinq échantillons de matériel de combinaison spatiale, le premier à être transporté par avion vers la planète rouge. En étudiant comment ces échantillons se dégradent dans l'environnement martien, les ingénieurs peuvent développer de meilleures combinaisons spatiales. Crédit :NASA
L'eau
Les satellites en orbite autour de la planète rouge jettent régulièrement un coup d'œil sous terre à l'aide d'un radar, mais Mars 2020 transporte un radar à pénétration de sol appelé Radar Imager for Mars' Subsurface Experiment (RIMFAX) qui sera le premier à fonctionner à la surface martienne. Les scientifiques de Mars 2020 utiliseront ses images haute résolution pour examiner la géologie enfouie, comme d'anciens lits de lacs. Mais un tel radar pourrait un jour être utilisé pour trouver des réserves de glace souterraine auxquelles les astronautes pourraient accéder pour fournir de l'eau potable. Jezero Crater est peu susceptible d'avoir de telles caches, mais beaucoup existent ailleurs sur Mars.
Combinaisons spatiales
La poussière et les radiations font partie de toutes les prévisions météorologiques martiennes. La poussière souffle partout, coller aux engins spatiaux et recouvrir les panneaux solaires. Et parce que la planète n'a pas de champ magnétique, comme le fait la Terre, le rayonnement solaire baigne la surface martienne. Les orbites de la Terre et de Mars s'alignent le mieux pour les voyages interplanétaires tous les deux ans, ce qui signifie que les premiers astronautes de la planète rouge sont susceptibles de subir de longues expositions aux radiations.
Pour aider les ingénieurs à concevoir des combinaisons spatiales pour protéger les astronautes des éléments, La NASA envoie cinq échantillons de matériel de combinaison spatiale avec l'un des instruments scientifiques de Mars 2020, appelé Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals (SHERLOC). Un morceau de casque d'astronaute et quatre types de tissus sont montés sur la cible d'étalonnage de cet instrument. Les scientifiques utiliseront SHERLOC, ainsi qu'un appareil photo qui photographie la lumière visible, étudier comment les matériaux se dégradent sous le rayonnement ultraviolet. Ce sera la première fois que du matériel de combinaison spatiale sera envoyé sur Mars pour des tests et fournira une comparaison vitale pour les tests en cours au Johnson Space Center de la NASA.
Abri
Les humains explorant la planète rouge auront besoin de plus que de bonnes combinaisons spatiales; ils auront besoin d'un endroit où vivre. Mars 2020 collectera des données scientifiques qui pourraient aider les ingénieurs à concevoir de meilleurs abris pour les futurs astronautes. Comme le rover Curiosity de la NASA et l'atterrisseur InSight, 2020 dispose d'instruments météorologiques pour étudier le comportement de la poussière et du rayonnement en toutes saisons. Cette suite de capteurs, appelé l'analyseur de dynamique environnementale de Mars (MEDA), est la prochaine étape dans le genre de science météorologique que Curiosity recueille.
