Le 27 juillet, la NASA et l’Agence spatiale européenne (ESA) ont dévoilé une nouvelle architecture de mission avancée pour la prochaine mission Mars Sample Return. De plus, la NASA a terminé son examen des exigences système pour la mission, rapprochant ainsi l’ambitieux projet de l’achèvement de sa phase de conception conceptuelle.
La nouvelle architecture de mission tire parti de nouvelles technologies qui ont été développées et testées sur Mars, telles que le vol d’un giravion similaire à l’hélicoptère Ingenuity Mars de la mission Mars 2020.
L’objectif principal de la mission Mars Sample Return, comme son nom l’indique, est de renvoyer efficacement plusieurs échantillons de la surface martienne sur Terre à l’aide d’une combinaison de rovers, d’atterrisseurs, de fusées et maintenant de giravions. Mars Sample Return a commencé avec l’atterrissage du rover Mars 2020 Perseverance de la NASA dans le cratère Jezero en février 2021, où il a fréquemment collecté des échantillons tout au long de ses différentes expéditions dans le cratère.
Avec un objectif aussi ambitieux pour une mission, il est facile de voir à quel point l’architecture de retour d’échantillons peut être extrêmement complexe. La réduction de la complexité de la mission Mars Sample Return et l’augmentation de la probabilité de succès étaient l’objectif principal de l’architecture de mission mise à jour annoncée par la NASA et l’ESA.
Ces dernières années, l’architecture Mars Sample Return comprenait Perseverance, le Sample Retrieval Lander, un Sample Retrieval Rover, le Mars Ascent Vehicle et l’Earth Return Orbiter. À son atterrissage sur Mars, le Sample Retrieval Rover explorerait Jezero Crater et ramasserait les nombreux échantillons que Perseverance aura déposés à la surface.
Après avoir collecté les échantillons, le rover retournerait ensuite au Sample Retrieval Lander, où les échantillons seraient chargés dans une capsule à l’intérieur du Mars Ascent Vehicle et lancés en orbite. Une fois en orbite, le Mars Ascent Vehicle rencontrerait l’Earth Return Orbiter et remettrait les échantillons à l’orbiteur, qui reviendrait ensuite sur Terre et les relâcherait dans l’atmosphère terrestre pour être récupérés et analysés par les scientifiques de la NASA et de l’ESA.
Graphique montrant le Sample Fetch Rover transférant des échantillons vers l’atterrisseur. Ce rover de récupération n’est plus utilisé dans l’architecture de mission avancée. (Crédit : NASA/JPL-Caltech)
Mais maintenant, la nouvelle architecture de mission décrite le 27 juillet demande à la NASA et à l’ESA de renoncer à l’utilisation du rover de récupération d’échantillons et d’utiliser à la place principalement le rover Persévérance et deux «hélicoptères de récupération d’échantillons» secondaires pour récupérer les échantillons largués par Persévérance tout au long Cratère Jezero.
L’atterrisseur de récupération d’échantillons transportera les deux hélicoptères avec le véhicule d’ascension martienne et devrait maintenant être la seule partie restante de la mission Mars Sample Return qui atterrira sur la surface martienne. La persévérance collectera la plupart des échantillons, les hélicoptères aidant probablement le rover à collecter des échantillons situés à de grandes distances de l’atterrisseur.
La conception des hélicoptères sera largement basée sur la conception de l’hélicoptère Ingenuity qui opère actuellement à Jezero aux côtés de Perseverance. Ingenuity a largement dépassé toutes les attentes fixées par les équipes de la NASA et a effectué 29 vols étonnants sur la planète rouge et a survécu plus d’un an au-delà de sa durée de vie initialement prévue. L’efficacité et les capacités démontrées par Ingenuity ont été une force motrice derrière la décision d’utiliser des hélicoptères pour aider Perseverance à récupérer les échantillons de surface.
“Il y a des changements significatifs et avantageux dans le plan, qui peuvent être directement attribués aux récents succès de Persévérance à Jezero et aux performances étonnantes de notre hélicoptère Mars”, a déclaré le Dr Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la NASA pour la science.
De plus, les rendus mis à jour de Mars Sample Return publiés le 27 montrent les hélicoptères, qui semblent avoir de petites roues situées aux extrémités de leurs quatre jambes d’atterrissage. Ces roues seront probablement utilisées pour rapprocher les hélicoptères des échantillons qu’ils tentent de récupérer, car atterrir précisément à côté d’eux sera une tâche extrêmement difficile à réaliser pour les hélicoptères.
Dans le plan mis à jour pour renvoyer des échantillons de Mars sur Terre, le @NASAPersevere rover apportera des échantillons à un atterrisseur, où un bras robotisé fourni par @ESA les chargera dans un véhicule d’ascension. Deux hélicoptères de classe Ingenuity agiront en renfort. Détails: https://t.co/1rQJ8H7D1L pic.twitter.com/HMTd7T5aWC
— NASA Mars (@NASAMars) 27 juillet 2022
De plus, l’Earth Return Orbiter, qui est en cours de développement par l’ESA, restera un élément vital de la mission et devrait renvoyer les échantillons sur Terre en 2033.
Le dévoilement de cette architecture de mission avancée a rapproché Mars Sample Return de l’achèvement de sa phase de conception conceptuelle, au cours de laquelle les équipes de mission ont évalué et affiné divers composants pour déterminer la meilleure conception possible.
“La phase de conception conceptuelle est celle où chaque facette d’un plan de mission est examinée au microscope”, a déclaré le Dr Zurbuchen.
La prochaine phase du développement de la mission est la phase de conception préliminaire, qui devrait durer environ 12 mois. Au cours de cette phase, les équipes de mission achèveront le développement technologique et créeront des prototypes des principaux composants de la mission.
Avant d’être dévoilée publiquement, la NASA et l’ESA ont présenté en mai l’architecture de mission mise à jour aux partenaires de la mission et de l’agence. Ces agences/partenaires de mission se réuniront à nouveau en septembre, où ils discuteront de l’arrêt du développement du Sample Retrieval Rover, qui n’est plus prévu pour être utilisé dans l’architecture de mission avancée.
“Travailler ensemble sur des projets historiques comme Mars Sample Return fournit non seulement des données inestimables sur notre place dans l’univers, mais nous rapproche également ici sur Terre”, a déclaré le Dr Zurbuchen.
Pour cela, Mars Sample Return, en supposant que tout se déroule comme prévu, sera l’une des missions scientifiques les plus influentes jamais réalisées.
La NASA, l’ESA, la China National Space Administration (CNSA) et de nombreuses autres agences et gouvernements explorent Mars depuis des décennies ; cependant, chaque mission envoyée sur la planète rouge ne peut transporter qu’une certaine quantité d’instruments avec elle. Pour cette raison, ce qui se trouve sur la surface martienne n’est pas entièrement connu car les scientifiques n’ont pu utiliser les instruments disponibles sur Mars que pour analyser les échantillons de surface collectés par diverses missions.
Dans le cadre de Mars Sample Return, des échantillons de roche martienne, de régolithe, d’atmosphère, etc. seront renvoyés sur Terre, où les scientifiques pourront analyser correctement chaque élément de chaque échantillon en laboratoire à l’aide d’instruments sophistiqués qui n’ont jamais été utilisés pour analyser un échantillon martien auparavant. Avoir la capacité d’étudier intensément ces échantillons martiens permettra aux scientifiques de tester de nouvelles théories et de nouveaux modèles au fur et à mesure qu’ils sont développés par des équipes de recherche, de la même manière que les échantillons collectés par les missions Apollo ont été utilisés pour développer et tester des théories sur la Lune.
L’achèvement de la mission Mars Sample Return permettra d’atteindre un objectif majeur fixé par les programmes d’exploration du système solaire à travers le monde ainsi que les trois dernières études décennales sur les sciences planétaires, et d’achever une mission hautement prioritaire depuis le début de l’exploration de Mars à la fin des années 60. .
Mars Sample Return vise actuellement des lancements à l’automne 2027 et à l’été 2028, respectivement, les échantillons revenant sur Terre en 2033.
(Image principale : graphique montrant l’architecture de mission avancée de Mars Sample Return. Crédit : NASA/JPL-Caltech)
