Sauts de joie et soulagement au centre de contrôle de la NASA. Jeudi 18 février, à 21h55 (heure française), le rover américain Perseverance a réussi à se poser sur Mars. L'événement était suivi en direct aussi bien aux États-Unis qu’en France puisque la France a contribué à la construction de l’instrument scientifique SuperCam.
Deux premières images de Mars
Au siège du Centre national d'études spatiales (Cnes) à Paris, Emmanuel Macron a applaudi cette réussite. "C'est une formidable aventure scientifique qui réunit nos grands organismes de recherche, nos universités, nos entreprises, PME et grands groupes", a salué le président de la République.
NASA / JPL-Caltech (Une vue derrière le rover Perseverance. Crédit : NASA / JPL-Caltech)
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Quelques minutes après l'atterrissage, Perseverance a partagé deux premières images en noir et blanc de la planète rouge. Prochaines étapes pour les ingénieurs et les scientifiques de la mission Mars 2020 : tester chaque instrument, chaque sous-système et chaque sous-programme du rover pendant un mois ou deux afin de vérifier que l'appareil a bien résisté à son voyage de sept mois et 470 millions de kilomètres dans l'espace.
La moitié des missions martiennes ont échoué
Le succès de la mission en développement depuis 2013 a tenu à une manoeuvre ultra-délicate d'un peu plus de 400 secondes. Les fameuses "sept minutes de terreur" où la sonde spatiale doit suffisamment ralentir dans l'atmosphère martienne pour poser le rover en toute sécurité.
(NASA/Bill Ingalls) (Le centre de contrôle de la mission Mars 2020 aux États-Unis, quelques minutes après l'atterrissage. Crédit : NASA / Bill Ingalls)
Pourquoi tant d’appréhension ? Entre les incidents au décollage et les atterrissages brutaux, environ la moitié des missions lancées vers Mars se sont soldées en échec. L’Agence spatiale européenne a encore en mémoire l’échec de l’atterrisseur Schiaparelli qui s’était écrasé sur la surface aride de l’astre en 2016.
Les États-Unis disposent du meilleur palmarès en la matière : eux seuls ont réussi à maintenir le contact avec un objet artificiel sur Mars. Arrivé en 2018, l’atterrisseur InSight fonctionne toujours, de la même manière que le rover Curiosity opérationnel depuis 2012. L'arrivée de la mission chinoise Tianwen-1 pourrait toutefois changer la donne.
Le plus gros rover lancé vers Mars
À la recherche d’éventuelles traces de vie, Perseverance a atterri dans le cratère Jezero, un bassin d’impact de 45 kilomètres de diamètre et qui abritait il y a 3,5 milliards d’années un delta de rivière débouchant sur un lac. Un environnement fort prometteur où les scientifiques espèrent découvrir les signes fossilisés d’une vie microbienne ancienne.
La mission Perseverance revêt plusieurs aspects inédits. Il s’agit d’abord du plus gros rover lancé vers Mars avec ses dimensions de SUV : il pèse 1 050 kilos pour trois mètres de longueur, 2,7 mètres de largeur et 2,2 mètres de hauteur. L’astromobile abrite un système de prélèvement et de conditionnement d’échantillons. Avec le programme Mars Sample Return, les scientifiques espèrent ramener sur Terre pour la première fois des échantillons de la planète rouge à l’horizon 2030. Un autre événement attendu lors de la mission Mars 2020 : le déploiement du petit drone hélicoptère Ingenuity qui doit devenir le premier engin humain à prendre son envol sur Mars.
Revivez l'atterrissage en direct
Toutes ces opérations dépendent du bon fonctionnement du rover. L’engin est arrivé sur Mars à l'intérieur d'une sonde à plus de 21 000 km/h et, en quelques minutes seulement, il a dû réduire sa vitesse à moins de 3 km/h pour se poser en douceur. “La précision visée [de l’atterrissage], après un voyage de sept mois et 470 millions de kilomètres, est d’environ sept kilomètres”, indique le Centre national d’études spatiales.
Les équipes de la NASA ont suivi cette séquence avec 11 minutes de décalage au célèbre Jet Propulsion Laboratory de Pasadena (Californie, États-Unis). Une caméra filmait en direct ce centre de contrôle. Le Cnes a relayé ces images avec des commentaires de nombreux experts français.
Retrouvez ci-dessous l’émission francophone du Cnes (entré dans l'atmosphère martienne à partir de 2:16:17).
L’atterrissage, étape par étape
Les scientifiques n'ont pas pu intervenir en direct lors de la manoeuvre d'atterrissage étant donné le temps de communication entre la Terre et Mars. Tout a dû être programmé à l’avance. On connaît donc à la minute près le déroulé de cette séquence.
21h38 (heure de France métropolitaine) : La sonde spatiale se sépare de l’étage de croisière. En forme d’anneau et équipé de panneaux solaires, c’est cet élément qui a assuré le voyage entre la Terre et Mars. Cinq minutes plus tard, la sonde largue deux lests de 75 kilos chacun et ajuste son angle d’attaque.
21h48 : La sonde spatiale pénètre l’atmosphère martienne à une vitesse de 21 000 km/h. Elle réduit sa vitesse à 1 510 km/h tout en corrigeant sa trajectoire à l’aide de petits propulseurs en fonction des variations locales de densité de l’atmosphère.
21h49 : Le bouclier thermique de la sonde atteint un pic de chaleur. Sa surface extérieure, derrière laquelle est protégée le rover, va atteindre une température allant jusqu’à 1300 °C.
21h52 : La sonde évolue à 1 510 km/h. Descendue à 11 kilomètres d’altitude, elle déploie un parachute de 21,5 mètres de diamètre.
21h52, 20 secondes plus tard : À une altitude de 2,1 kilomètres, le bouclier thermique est éjecté. L’atterrisseur peut commencer à utiliser un radar et des caméras pour détecter des obstacles sur le sol ou des accidents de terrain. Ces données alimentent un système de navigation automatique qui va sélectionner le lieu d'atterrissage le plus sûr.
21h54 : L’étage de descente et le rover se séparent du bouclier arrière auquel le parachute est attaché. L’étage de descente utilise huit moteurs pour diminuer sa vitesse et s’approcher du lieu d’atterrissage. L’atterrisseur va descendre de 2,1 kilomètres d’altitude à 20 mètres. Sa vitesse va diminuer de 680 km/h à 6 km/h.
21h54, 12 secondes avant l'atterrissage : Le rover déploie ses roues. L’étage de descente est suspendu en l’air quand trois câbles en nylon longs de 7,6 mètres se déroulent pour poser le rover dans le cratère de Jezero. Lorsque le rover touche le sol, des lames activées par un dispositif pyrotechnique coupent les câbles. L’étage de descente s’éloigne du rover à une distance sûre avant de percuter la surface martienne.
21h55 : Les équipes de la NASA obtiennent confirmation du bon déroulement de l’atterrissage grâce aux données télémétriques relayées par l’orbiteur Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) en activité depuis 2006.
Une vidéo de la NASA en images de synthèse retrace ces différentes étapes (voir ci-dessous).
Et après ? Les équipes de la NASA doivent vérifier ensuite le bon fonctionnement des différents instruments du rover lors des 30 premiers “sols” : le nom de la journée martienne, d’une durée de 24 heures, 39 minutes et 35 secondes terrestres. C’est dans cette période que le mât sur lequel est perché SuperCam sera déployé.
