Les robots Mars Exploration Rover : Spirit et Opportunity

Près de 30 ans après les sondes jumelles Viking, et peu d’années après l’atterrissage de la plateforme Mars Pathfinder et de son robot Sojourner, la NASA a envoyé sur Mars des robots jumeaux, lancés chacun par une fusée Delta II. Spirit a décollé le 10 Juin 2003 et Opportunity le 8 Juillet 2003. En orbite et après quelques regrettables échecs (Mars Polar Lander et Mars Climate Orbiter), sont déjà présentes les sondes américaines Mars Global Surveyor et Mars Odyssey et la sonde européenne Mars Express ( toutes toujours parfaitement fonctionnelles en 2018 !), et chacune relaiera à tour de rôle les signaux et données des robots (selon leur position sur Mars et celles des antennes du DSN sur Terre, pour lesquelles ils auront comme noms de code MER-A pur Spirit et MER-B pour Opportunity, parfois aussi abrégé en Oppy)

Les choix des noms, Esprit et Opportunité en français, ont fait l’objet d’un concours mondial auprès d’écoliers, et ce sont ceux donnés par une petite orpheline sibérienne de 9 ans qui ont été retenus, parmi les propositions d’environ 10000 écoliers dans le monde. Toujours dans les symboles, presque 3,6 millions de participants à un autre concours ont envoyé leur nom, afin d’être gravés sur 2 DVD conçus pour être transportés dans l’espace et fixés sur chaque robot. Spirit porte même une plaque gravée en mémoire des astronautes Edward White, Roger Chaffee et Virgil Grissom, morts brûlés dans l’incendie de leur capsule Apollo 1 en janvier 1967.

Ceux-ci sont beaucoup plus gros que le petit Sojourner (qui avait la taille d’un skateboard), identiques, munis de roues conçues tout terrain qui leur permettront de rouler environ 50 mètres par jour sur Mars, et de panneaux solaires disposés en triangle pour leur fournir de l’énergie (avec toutefois en complément 2 batteries lithium-ion qui peuvent récupérer, stocker et restituer au besoin l’excès d’énergie solaire emmagasinée, la nuit par exemple). Pour les télécommunications, la NASA a prévu large avec 3 antennes chacun : grand gain, moyen gain et faible gain, pour communiquer aussi bien avec les orbiteurs que directement avec la Terre. Bien sûr les robots sont équipés de plusieurs caméras mixtes N&B et couleur offrant une qualité d’image inédite, un système de navigation autonome, des instruments scientifiques (spectromètres, outil abrasif pour roches, bras robotique…) et un système informatique conçu pour résister aux radiations avec possibilité de mise en veille prolongée (fonctionnement très minimal pour préserver le robot en cas de difficultés).

Après 7 mois 1/2 de voyage sans difficulté, Spirit atterrit sur Mars (cratère Gusev) le 4 Janvier 2004 et Oppy le 25 Janvier sur Meridiani Planum. Le système d’atterrissage est hérité de celui de Mars Pathfinder : parachute et bouclier protecteur certes, mais qui libèrent au fil de la descente un tétraèdre formé d’airbags qui se gonflent, avec toutefois des rétrofusées positionnées de manière à ne pas brûler les airbags, mais qui doivent normalement freiner l’atterrissage. Le tétraèdre est lâché à peu de mètres du sol martien, rebondit, se stabilise puis l’ensemble se dégonfle 10 minutes après. l’arrivée. Les pétales de la plate-forme s’ouvrent ensuite, telles des rampes de descente, libérant et déployant chaque rover immédiatement opérationnel. Et ce malgré une tempête martienne qui sévissait déjà !

Spirit connaît quelques difficultés, une roue bloquée qui l’immobilise, au moment où arrive l’hiver martien, et l’on craignait déjà pour sa survie, ses panneaux solaires ayant été recouverts de poussière et donc difficiles à ensoleiller, en 2007-2008. Finalement il repart, mais s’enlise dans le sable et ne parviendra jamais à repartir. Il continue cependant de fonctionner en fixe mais peu de temps, un nouvel hiver martien arrivant et rendant difficile l’ensoleillement des panneaux photovoltaïques, son énergie disponible est donc de plus en plus faible au point d’avoir déclenché sans doute la mise en veille prolongée après le 30 Mars 2010 (dernier signal reçu) et lorsque Mars est sorti de l’hiver et que les panneaux solaires sont censés avoir retrouvé de l’énergie en Juillet 2010, aucun signal n’a été reçu et les tentatives de recontact de Spirit étant vaines, celles-ci s’arrêtent le 25 Mai 2011.

Plus chanceux, son jumeau Opportunity dit Oppy a pu explorer plusieurs cratères : Eagle, Endurance, Victoria, Endeavour. Dans le cratère Victoria en 2005, une des roues d’Oppy s’enlise mais on arrive à la faire repartir plusieurs semaines après. Le bras robotique est grippé suite à une malfaçon mais aussi au sable martien qui s’infiltre dans les rouages, mais le centre de contrôle arrive à le débloquer et en fait ensuite une utilisation plus prudente pour limiter le risque d’un nouveau blocage. Oppy subit en 2007 une première forte tempête martienne qui le rend inopérant quelque temps et fait même craindre son arrêt définitif. Mais Oppy survit étonnament bien. Ensuite, indépendamment des robots, Mars entre en période de conjonction solaire (se trouve de l’autre côté du soleil en opposition avec la Terre) rendant les communications Mars-Terre impossibles pendant 2 semaines, mais Oppy a été programmé pour continuer sa mission et communique toujours bien une fois cette période passée. 3 ans après avoir quitté le cratère Victoria et malgré un parcours dangereux, Oppy atteint le cratère Endeavour. Mais 2 de ses spectromètres, très endommagés par la tempête martienne de 2007, ne fonctionnent plus et les objectifs de certaines caméras sont poussiéreux (les robots n’avaient aucun système de balayage de poussière martienne, tant pour les panneaux solaires que pour les caméras, et ne pouvaient compter que sur des vents  pas trop forts pour ne pas aggraver la situation mais suffisants pour balayer la poussière). Actuellement, Oppy, qui a parcouru plus de 45 km et vit sur Mars depuis 14 ans 1/2, un record inespéré, vit peut-être ses dernières heures : une nouvelle tempête de sable martien a complètement recouvert ses panneaux solaires, bien que celle-ci se soit calmée depuis, et ne permet plus au robot de recevoir suffisamment d’énergie pour fonctionner. Le dernier signal étant parvenu à la Terre le 10 Juin 2018, le centre de contrôle pense à un déclenchement automatique de la mise en veille prolongée… Le DSN oriente par intermittences et sur 45 jours ses antennes vers Mars dans l’espoir d’un signal de réveil d’Oppy qui au 31 Août 2018, est toujours silencieux…

Cela n’a pas empêché les robots de transmettre des résultats scientifiques inattendus : en géologie, de l’hématite grise en abondance, pas d’eau à proprement parler, mais des indices qui font soupçonner son ancienne existence, une forte activité volcanique autrefois, et en météorologie, les tempêtes, du moins tant que leur force le permettait et ne gênait pas encore le fonctionnement des robots : même au repos, il y avait toujours de la poussière fine dans l’atmosphère martienne donnant au ciel une couleur orangeâtre.

Nirgal

Sciences et Avenir

 

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>