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Mars : voici comment la NASA a testé son rover Perseverance

Crédits : NASA / JPL-Caltech

Le rover Perseverance, dans la cadre de la mission Mars 2020, nous promet de grandes découvertes. Mais encore faut-il qu’il soit suffisamment résistant.

Dès février 2021 tous les regards des passionnés se tourneront vers Perseverance, dont l’objectif principal sera de rechercher des signes de vie microbienne ancienne sur la planète rouge. Le rover caractérisera également le climat et la géologie de la planète et collectera des échantillons en vue d’un futur retour sur Terre.

Parce que le rover ne peut pas être réparé une fois sur place, les ingénieurs se doivent de construire un véhicule qui puisse survivre pendant des années sur une planète hostile. Pour s’en assurer, ils ont fait passer plusieurs tests à Perseverance, qui les a tous réussis avec brio. En voici quelques-uns.

Résistance sonore

Un lanceur qui décolle, ça fait beaucoup de bruit. Une pollution sonore que devra bien évidemment essuyer Perseverance, placé au sommet lors du décollage. Or, ces décibels punitifs peuvent provoquer le détachement de pièces et de composants.

C’est pourquoi, en préparation de son lancement prévu cet été, les ingénieurs ont testé la résistance du rover à ces décibels. Dans une chambre spéciale, au Jet Propulsion Laboratory (JPL) situé aux États-Unis, des haut-parleurs chargés d’azote, placés de part et d’autre de la pièce, ont libéré des ondes sonores pouvant atteindre environ 143 décibels – plus fort que ce que vous rencontreriez debout derrière un moteur à réaction.

À plusieurs reprises pendant le test acoustique (qui a duré une journée), les ingénieurs coupaient les haut-parleurs pour inspecter le rover. Certaines attaches fixant les composants du vaisseau ont dû être resserrées et quelques câbles électriques ont dû être remplacés. L’équipe a ensuite effectué les réglages nécessaires. Mais elle a aujourd’hui la certitude que tout est conforme pour le décollage.

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Le rover examiné avant un test acoustique dans une installation du Jet Propulsion Laboratory, en Californie. L’image a été prise le 11 avril 2019. Crédits : NASA / JPL-Caltech

Le parachute

Après avoir parcouru plus de 500 millions de kilomètres dans l’espace, l’atterrissage du rover sera sans doute l’une des parties les plus critiques de la mission. Pour l’assurer, les ingénieurs de la NASA vont s’appuyer sur un parachute de 21,5 mètres de diamètre. Mais encore faut-il qu’il se déploie correctement.

Le parachute de Perseverance est basé sur la conception réussie de celui du rover Curiosity, sur Mars depuis 2012. Toutefois, puisque Perseverance est légèrement plus lourd que son prédécesseur, les ingénieurs ont dû renforcer la toile.

Il a ensuite fallu vérifier que la goulotte puisse tenir sous la pression du ralentissement du vaisseau se déplaçant rapidement dans l’atmosphère martienne. Dans cet esprit, les ingénieurs se sont rendus à l’été 2017 dans la Silicon Valley (Californie), dans un bâtiment spécial, pour observer les déploiements de goulottes d’essai dans une soufflerie.

Des évaluations plus complexes ont été opérées entre mars et septembre 2018 en conditions réelles. L’équipe a testé trois fois la goulotte sélectionnée, à l’aide de fusées-sondes Black Brant IX lancées depuis le Wallops Flight Research Facility de la NASA, en Virginie. Le dernier vol d’essai, effectué le 7 septembre 2018, a exposé le parachute à une charge de 37 tonnes – 85% plus élevée que ce qui sera normalement expérimenté dans l’atmosphère de Mars. Et tout s’est très bien passé.

Il est donc normalement prévu que le parachute puisse freiner la chute du rover, passant de Mach 1,7 (environ 1235 km/h) à seulement 320 km/h lorsqu’il entrera dans l’atmosphère martienne.

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L’un des parachutes d’essai du rover subit des tests dans une soufflerie au Ames Research Center de la NASA, dans la Silicon Valley en Californie. image prise en Juin 2017. Crédits : NASA / JPL-Caltech / Ames

Tests thermiques

Une fois sur place, Perseverance va devoir composer avec l’environnement martien, très particulier. Pour s’assurer de la bonne tenue du rover, des tests d’intensité solaire et de température ont dû être effectués.

En octobre 2019, les ingénieurs ont dans un premier temps placé le rover dans une chambre à vide du JPL pour un test d’une journée, au cours duquel de puissantes lampes au xénon, situées en dessous, ont rayonné vers le haut, frappant un miroir placé au sommet de la chambre pour imprégner le vaisseau spatial de lumière.

Après que les lampes se soient réchauffées pour finalement atteindre la même intensité de lumière solaire que le rover rencontrera sur son site d’atterrissage, les ingénieurs se sont assurés que tous les instruments soient exposés pour évaluer leur résistance. Ces données ont été utilisées pour mettre à jour le modèle thermique du rover.

Une fois ces tests terminés, les chercheurs ont scellé la pièce et simulé l’atmosphère mince de Mars. La chambre a ensuite été refroidie à – 129 °C et, pendant une semaine, tous les instruments du rover ont été manipulés. Ainsi nous savons désormais que Perseverance résistera aux températures martiennes, même durant les nuits les plus froides.

Tous ces tests ayant été passés avec succès, il semblerait que le rover soit donc fin prêt pour le grand jour. Aucune date officielle n’a été communiquée, mais le lancement devrait normalement avoir lieu au mois de juillet prochain.

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