, Alors que les constructeurs automobiles ont construit plus de 92 millions de véhicules à moteur pour ce monde en 2019, La NASA n'en a construit qu'un pour Mars. Le rover Perseverance Mars est unique en son genre, et les tests nécessaires pour le préparer à rouler dans les rues moyennes (et non pavées) de la planète rouge sont également uniques en leur genre.

Parce que le matériel ne peut pas être réparé une fois que le rover est sur Mars, l'équipe doit construire un véhicule qui peut survivre pendant des années sur une planète avec des changements de température punitifs, rayonnement constant et poussière omniprésente. Pour assurer la préparation, ils ont soumis Perseverance à un programme de test plus difficile que le voyage vers Mars et l'environnement qu'il rencontrera une fois sur place.

"Mars est dur, et tout le monde le sait, " a déclaré le chef de projet John McNamee du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. " Ce qu'ils ne réalisent peut-être pas, c'est que pour réussir sur Mars, vous devez tester le diable absolu de la chose ici sur Terre. "

Alors que les tests uniques effectués pour le projet se comptent par milliers, en voici une poignée qui se démarque.

Le son et la fureur

Ce n'est un secret pour personne que les bruits forts peuvent nuire à votre audition. Ils peuvent également être préjudiciables à un engin spatial, au moins quand ils sont au niveau rencontré au sommet du véhicule de lancement pendant le décollage. Ces décibels punitifs peuvent en fait provoquer le détachement de pièces et de composants.

Bien avant que le rover ne soit expédié au Kennedy Space Center en Floride en vue du lancement de cet été, les ingénieurs l'ont mis dans une chambre spéciale au JPL et, utilisant des haut-parleurs chargés d'azote, explosé avec des ondes sonores aléatoires atteignant environ 143 décibels, soit plus fort que ce que vous rencontreriez derrière un moteur à réaction rugissant. A plusieurs reprises au cours de la journée d'essai acoustique, ils se sont arrêtés pour inspecter le rover et ses environs, à la recherche de tout ce qui aurait pu se desserrer, cassé ou tombé. Certaines attaches fixant des composants d'engins spatiaux ont dû être resserrées et quelques câbles électriques remplacés, mais l'équipe de mission est repartie avec une confiance accrue que même si la persévérance sera certainement ébranlée lors du lancement, rien ne doit bouger.

Oh, Chute

Demandez à n'importe quel membre de l'entrée de la mission Mars 2020, équipe de descente et d'atterrissage, et ils vous diront qu'il est inutile de parcourir 314 millions de miles (505 millions de kilomètres) d'espace interplanétaire si vous ne pouvez pas réussir l'atterrissage. À 70,5 pieds (21,5 mètres) de diamètre, le parachute supersonique du rover a tout à voir avec cela. Beaucoup de travail est nécessaire pour s'assurer qu'une goulotte se déploie correctement et peut faire le travail sans se déchiqueter ou s'emmêler.

Le parachute de Perseverance est basé sur la conception pilotée avec succès par Mars Curiosity en 2012. Cependant, puisque la persévérance est légèrement plus lourde que la curiosité, les ingénieurs ont renforcé leur conception de parachute. Mais comment être sûr qu'il fera ce qu'on attend de lui ? Test, test, test.

D'abord, l'équipe s'est concentrée sur la vérification que la goulotte tiendrait sous la pression du ralentissement d'un vaisseau spatial se déplaçant rapidement dans l'atmosphère martienne. A l'été 2017, ils se sont rendus au National Full-Scale Aerodynamics Complex de la NASA's Ames Research dans la Silicon Valley en Californie pour observer de près les déploiements de chutes d'essai dans une soufflerie, vérifier la fabrication et rechercher tout comportement inattendu.

Des évaluations plus complexes auraient lieu entre mars et septembre 2018. L'équipe a testé la goulotte trois fois dans des conditions pertinentes pour Mars, utilisant des fusées-sondes Black Brant IX lancées depuis le Wallops Flight Research Facility de la NASA en Virginie. Le dernier vol d'essai, le 7 septembre exposé la goulotte à un 67, 000 livres (37, 000 kilogrammes) - la plus élevée jamais atteinte par un parachute supersonique et environ 85 % plus élevée que ce que le parachute de la mission devrait rencontrer lors du déploiement dans l'atmosphère de Mars.

L'équipe a également testé le mortier de déploiement du parachute. Le parachute de Persévérance est emballé si étroitement dans une boîte en aluminium, il a la densité du chêne. Le mortier est une cartouche cylindrique bercée au sommet de l'aeroshell, qui encapsule le rover. Au moment du déploiement, un propulseur explosif à la base du mortier lancera le réseau soigneusement empaqueté de nylon, Technora et Kevlar à la bonne vitesse et à la bonne trajectoire dans le sillage martien.

Des évaluations de déploiement de mortier ont eu lieu à l'hiver 2019 dans une installation d'essai du centre de Washington. La température de la cartouche de mortier lors du premier test était étroitement liée à la température de l'air ambiant, soit environ 70 degrés Fahrenheit (21 degrés Celsius). Les deuxième et troisième ont été exécutés avec le mortier refroidi à moins 67 degrés Fahrenheit (moins 55 degrés Celsius) - bien en deçà de la température à laquelle le mortier devrait tirer pendant le déploiement réel sur Mars (14 degrés Fahrenheit, ou moins 10 degrés Celsius). Le mortier a passé les trois tests avec brio.

Courir chaud et froid

Les rayons du soleil chauffent un rover peint en blanc différemment qu'ils ne le feraient, dire, un rocher de Mars. Pour mieux comprendre ce que les instruments et sous-systèmes sensibles à la température rencontreront, l'équipe a testé le "modèle thermique" de Persévérance. En octobre 2019, ils ont placé le rover dans le JPL de 25 pieds de large, Chambre à vide de 85 pieds de haut (8 mètres sur 26 mètres) pour un test d'une journée, où de puissantes lampes au xénon plusieurs étages plus bas rayonnaient vers le haut, frapper un miroir au sommet de la chambre pour inonder le vaisseau spatial de lumière.

Une fois que les lampes se sont réchauffées et ont atteint la même intensité de lumière solaire que le rover rencontrera sur son site d'atterrissage dans le cratère Jezero, un ingénieur est monté à l'intérieur et a mesuré la "lumière du soleil" atteignant différentes parties du rover. Les données du test ont été utilisées pour mettre à jour le modèle thermique du rover, donnant à l'équipe l'assurance dont elle avait besoin pour passer à l'étape suivante des essais à froid au sol.

Une fois les tests d'intensité solaire terminés, les ingénieurs ont fermé les portes et évacué la majorité de l'atmosphère dans la chambre pour simuler l'atmosphère mince de Mars, qui a environ 1% de la densité atmosphérique de la Terre. Ensuite, la chambre a été refroidie à moins 200 degrés Fahrenheit (moins 129 degrés Celsius), et pour une vérification des sous-systèmes d'une semaine, ils exécutaient des programmes informatiques, soulevé le mât et les antennes de télédétection, roues tournées, et déployé l'hélicoptère de Mars pour s'assurer que le rover peut gérer même les nuits martiennes les plus froides.

Appareil photo prêt

La mission Mars 2020 lance 25 caméras sur la planète rouge, un nombre record pour une expédition interplanétaire. Après l'installation, chaque caméra à destination de la planète rouge devait subir un examen « de l'œil ».

Avec une caméra appelée WATSON, qui est chargé de prendre des photos en gros plan et (si nécessaire) des vidéos de textures rocheuses, les ingénieurs du projet ont enregistré la scène pendant qu'ils dansaient et faisaient des signes de la main. L'objectif :déterminer la fréquence d'images et le temps d'exposition de l'imageur, et la capacité de son ordinateur à conserver et à transférer les données.

Pour les autres imageurs, le test était un peu plus formel et rigoureux. Le processus s'appelle l'étalonnage de la vision industrielle et consiste à utiliser des cartes cibles comportant des grilles pour établir une base de référence pour les performances optiques d'une caméra. Le résultat? La vision de la mission était 2020.

À propos de la mission Mars 2020

Qu'ils travaillent à l'assemblage final du véhicule au Kennedy Space Center, tester les logiciels et sous-systèmes au JPL, ou (comme le fait la majorité de l'équipe) le télétravail en raison des mesures de sécurité liées au coronavirus, l'équipe Persévérance reste sur la bonne voie pour répondre à l'ouverture de la période de lancement du rover. Quel que soit le jour de lancement de Persévérance, il atterrira au cratère Jezero de Mars le 18 février, 2021.

La mission d'astrobiologie du rover Perseverance recherchera des signes d'une ancienne vie microbienne. Il caractérisera également le climat et la géologie de la planète, collecter des échantillons pour un futur retour sur Terre, et ouvrir la voie à l'exploration humaine de la planète rouge. La mission du rover Perseverance fait partie d'un programme plus vaste qui comprend des missions sur la Lune comme moyen de se préparer à l'exploration humaine de la planète rouge. Chargé de ramener les astronautes sur la Lune d'ici 2024, La NASA établira une présence humaine soutenue sur et autour de la Lune d'ici 2028 grâce aux plans d'exploration lunaire Artemis de la NASA.