Les scientifiques puisent dans une gamme d'imageurs à bord de l'explorateur à six roues pour obtenir une vue d'ensemble de la planète rouge.

Le rover Perseverance de la NASA explore le cratère Jezero depuis plus de 217 jours terrestres (211 jours martiens, ou sols), et les roches poussiéreuses là-bas commencent à raconter leur histoire – à propos d'un jeune Mars volatil coulant de lave et d'eau.

Cette histoire, s'étendant sur des milliards d'années dans le passé, se déroule en grande partie grâce aux sept puissantes caméras scientifiques à bord de Persévérance. Capable de se concentrer sur de petites fonctionnalités à de grandes distances, admirez de vastes étendues de paysage martien, et magnifier de minuscules granules de roche, ces caméras spécialisées aident également l'équipe du rover à déterminer quels échantillons de roche offrent la meilleure chance de savoir si une vie microscopique a déjà existé sur la planète rouge.

Tout à fait, quelque 800 scientifiques et ingénieurs du monde entier composent la plus grande équipe de Persévérance. Cela inclut les petites équipes, de quelques dizaines à une centaine, pour chacune des caméras et instruments du rover. Et les équipes derrière les caméras doivent coordonner chaque décision sur ce qu'il faut imager.

"Les caméras d'imagerie sont un énorme morceau de tout, " a déclaré Vivian Sun, le co-responsable de la première campagne scientifique de Persévérance au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. "Nous en utilisons beaucoup chaque jour pour la science. Ils sont absolument essentiels à la mission."

La narration a commencé peu après l'atterrissage de Persévérance en février, et les images époustouflantes se sont accumulées au fur et à mesure que les multiples caméras mènent leurs enquêtes scientifiques. Voici comment ils fonctionnent, avec un échantillon de ce que certains ont trouvé jusqu'à présent :

La grande image

Les deux caméras de navigation de Perseverance, parmi les neuf caméras d'ingénierie, prennent en charge la capacité de conduite autonome du rover. Et à chaque arrêt, le rover utilise d'abord ces deux caméras pour obtenir la configuration du terrain avec une vue à 360 degrés.

"Les données de la caméra de navigation sont vraiment utiles pour avoir ces images pour faire un suivi scientifique ciblé avec des instruments à plus haute résolution tels que SuperCam et Mastcam-Z, " dit Soleil.

Les six caméras d'évitement des dangers de Persévérance, ou Hazcam, inclure deux paires à l'avant (avec une seule paire utilisée à la fois) pour éviter les points chauds et pour placer le bras robotique du rover sur les cibles ; les deux Hazcams arrière fournissent des images pour aider à placer le rover dans le contexte du paysage plus large.

Mastcam-Z, une paire d'"yeux" sur le mât du rover, est conçu pour la vue d'ensemble :prises de vue panoramiques en couleur, y compris des images 3D, avec capacité de zoom. Il peut également capturer des vidéos haute définition.

Jim Bell de l'Arizona State University dirige l'équipe Mastcam-Z, qui a travaillé à grande vitesse pour produire des images pour le plus grand groupe. "Une partie de notre travail sur cette mission a été une sorte de triage, " a-t-il dit. " Nous pouvons parcourir de vastes étendues de biens immobiliers et faire une évaluation rapide de la géologie, de couleur. Cela a aidé l'équipe à déterminer où cibler les instruments. »

La couleur est la clé :les images Mastcam-Z permettent aux scientifiques d'établir des liens entre les caractéristiques vues depuis l'orbite par Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) et ce qu'ils voient au sol.

L'instrument fonctionne également comme un spectromètre à basse résolution, divisant la lumière qu'il capte en 11 couleurs. Les scientifiques peuvent analyser les couleurs à la recherche d'indices sur la composition de la matière émettant la lumière, en les aidant à décider sur quelles fonctionnalités zoomer avec les vrais spectromètres de la mission.

Par exemple, il y a une série d'images bien connue du 17 mars. Elle montre un large escarpement, alias le "Delta Scarp, " qui fait partie d'un delta de rivière en forme d'éventail qui s'est formé dans le cratère il y a longtemps. Après que Mastcam-Z a fourni la vue large, la mission s'est tournée vers SuperCam pour un examen plus approfondi.

La longue vue

Les scientifiques utilisent SuperCam pour étudier la minéralogie et la chimie, et rechercher des preuves d'une vie microbienne ancienne. Perché près de Mastcam-Z sur le mât de Persévérance, il comprend le Micro-Imager à distance, ou RMI, qui peut zoomer sur des caractéristiques de la taille d'une balle molle à plus d'un mile de distance.

Une fois que Mastcam-Z a fourni des images de l'escarpement, la SuperCam RMI s'est logée dans un coin de celle-ci, fournissant des gros plans qui ont ensuite été cousus ensemble pour une vue plus révélatrice.

A Roger Wiens, chercheur principal pour SuperCam au Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique, ces images en disent long sur le passé ancien de Mars, quand l'atmosphère était assez épaisse, et assez chaud, pour permettre à l'eau de s'écouler à la surface.

"Cela montre d'énormes rochers, ", a-t-il déclaré. "Cela signifie qu'il a dû y avoir d'énormes inondations soudaines qui ont entraîné des rochers dans le lit de la rivière dans cette formation de delta."

Les couches calées lui en disaient encore plus.

"Ces gros rochers sont à mi-chemin de la formation du delta, " dit Wiens. " Si le lit du lac était plein, vous les trouverez tout en haut. Le lac n'était donc pas plein au moment de la crue éclair. Globalement, cela peut indiquer un climat instable. Peut-être n'avons-nous pas toujours eu ce très placide, calmer, endroit habitable qui nous aurait plu pour élever quelques micro-organismes."

En outre, les scientifiques ont détecté des signes de roche ignée qui s'est formée à partir de lave ou de magma sur le fond du cratère au cours de cette première période. Cela pourrait signifier non seulement de l'eau qui coule, mais coulée de lave, avant, pendant, ou après le moment où le lac lui-même s'est formé.

Ces indices sont cruciaux pour la mission de recherche de signes de vie martienne ancienne et d'environnements potentiellement habitables. À cette fin, le rover prélève des échantillons de roche et de sédiments martiens que les futures missions pourraient renvoyer sur Terre pour une étude approfondie.

Le (vraiment) gros plan

Une variété de caméras de Persévérance aident à la sélection de ces échantillons, y compris WATSON (le capteur topographique grand angle pour les opérations et l'ingénierie).

Situé au bout du bras robotique du rover, WATSON fournit des gros plans extrêmes de roches et de sédiments, se concentrer sur la variété, Taille, forme, et la couleur des grains minuscules - ainsi que le "ciment" entre eux - dans ces matériaux. De telles informations peuvent donner un aperçu de l'histoire de Mars ainsi que du contexte géologique des échantillons potentiels.

WATSON aide également les ingénieurs à positionner la foreuse du rover pour extraire des échantillons de carottes rocheuses et produit des images de l'origine de l'échantillon.

L'imageur est partenaire de SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals), qui comprend un autofocus et un imageur contextuel (ACI), la caméra la plus haute résolution du rover. SHERLOC utilise un laser ultraviolet pour identifier certains minéraux dans la roche et les sédiments, tandis que PIXL (Instrument planétaire pour la lithochimie aux rayons X), également sur le bras robotisé, utilise des rayons X pour déterminer la composition chimique. Ces caméras, travailler de concert avec WATSON, ont aidé à capturer des données géologiques, y compris des signes de cette roche ignée au fond du cratère, avec une précision qui a surpris les scientifiques.

"Nous obtenons des spectres vraiment cool de matériaux formés dans des environnements aqueux [aqueux], par exemple du sulfate et du carbonate, " dit Luther Beegle, Chercheur principal de SHERLOC au JPL.

Les ingénieurs utilisent également WATSON pour vérifier les systèmes et le train d'atterrissage du rover et pour prendre des selfies Persévérance (voici comment).

Beegle dit non seulement la forte performance des instruments d'imagerie, mais leur capacité à endurer l'environnement hostile de la surface martienne, lui donne confiance dans les chances de Persévérance de faire des découvertes majeures.

"Une fois que nous nous approchons du delta, là où il devrait y avoir un très bon potentiel de conservation des signes de vie, nous avons de très bonnes chances de voir quelque chose s'il est là, " il a dit.

En savoir plus sur la mission

Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l'astrobiologie, y compris la recherche de signes d'une vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrir la voie à l'exploration humaine de la planète rouge, et soyez la première mission à collecter et à mettre en cache la roche et le régolithe martiens (roche brisée et poussière).

Missions ultérieures de la NASA, en coopération avec l'ESA (Agence spatiale européenne), enverrait un vaisseau spatial sur Mars pour collecter ces échantillons scellés à la surface et les renvoyer sur Terre pour une analyse approfondie.