L’orbiteur de reconnaissance Mars teste une série de grands vaisseau spatial Des petits pains qui l’aideront à chasser de l’eau.
Après près de 20 ans d’opérations, l’Orbiter de reconnaissance Mars de la NASA (MRO) est sur un rôle, effectuant une nouvelle manœuvre pour extraire encore plus de science du vaisseau spatial très fréquenté alors qu’il fait le tour de la planète rouge. Les ingénieurs ont essentiellement enseigné à la sonde de rouler afin qu’il soit presque à l’envers. Cela permet à MRO de regarder plus profondément sous terre alors qu’il recherche de l’eau liquide et congelée, entre autres.
La nouvelle capacité est détaillée dans un article récemment publié dans le Planetary Science Journal documentant trois «très grands rôles», comme les appelle la mission, qui ont été effectuées entre 2023 et 2024.
“Non seulement vous pouvez enseigner à un ancien spatial de nouvelles astuces, mais vous pouvez ouvrir entièrement de nouvelles régions du sous-sol à explorer en le faisant”, a déclaré l’un des auteurs du journal, Gareth Morgan du planétaire Science Institute de Tucson, Arizona.
L’orbiteur a été initialement conçu pour rouler jusqu’à 30 degrés dans n’importe quelle direction afin qu’il puisse pointer ses instruments sur des cibles de surface, y compris les sites d’atterrissage potentiels, les cratères d’impact, etc.
«Nous sommes uniques en ce que l’ensemble du vaisseau spatial et son logiciel sont conçus pour nous permettre de rouler tout le temps», a déclaré Reid Thomas, chef de projet de MRO au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.
Le processus de roulement n’est pas simple. Le vaisseau spatial contient cinq instruments de science opérationnels qui ont des exigences de pointe différentes. Pour cibler un endroit précis à la surface avec un instrument, l’orbiteur doit rouler d’une manière particulière, ce qui signifie que les autres instruments peuvent avoir une vue moins favorable de Mars pendant la manœuvre.
C’est pourquoi chaque rôle ordinaire est prévu des semaines à l’avance, avec des équipes d’instruments qui négocient qui mène la science et quand. Ensuite, un algorithme vérifie la position de MRO au-dessus de Mars et commande automatiquement à l’orbiteur de rouler afin que l’instrument approprié pointe au bon endroit de la surface. Dans le même temps, l’algorithme commande les réseaux solaires de l’engin spatial pour tourner et suivre le soleil et son antenne à gain élevé pour suivre la Terre pour maintenir la puissance et les communications.
Les très grands rouleaux, qui sont à 120 degrés, nécessitent une planification encore plus pour maintenir la sécurité du vaisseau spatial. Le gain est que la nouvelle manœuvre permet à un instrument particulier, appelé le radar peu profond (Sharad), d’avoir une vision plus profonde de Mars que jamais.
Conçu pour regrouper environ un demi-mile à un peu plus d’un mile (1 à 2 kilomètres) sous terre, Sharad permet aux scientifiques de faire la distinction entre des matériaux comme la roche, le sable et la glace. Le radar était particulièrement utile pour déterminer où la glace pouvait être trouvée suffisamment proche de la surface que les futurs astronautes pourraient un jour y accéder. La glace sera essentielle pour produire un propergol de fusée pour le voyage de retour et est important pour en savoir plus sur le climat, la géologie et le potentiel de vie à Mars.
Mais aussi grande que Sharad, l’équipe savait que cela pourrait être encore mieux.
Pour donner des caméras comme la vision principale de la science de l’imagerie haute résolution (HiRISE) à l’avant de MRO, les deux segments d’antenne de Sharad ont été montés à l’arrière de l’orbiteur. Bien que cette configuration aide les caméras, cela signifie également que les signaux radio Sharad pinglent sur la surface en dessous de la rencontre de parties du vaisseau spatial, interférant avec les signaux et entraînant des images moins claires.
“L’instrument Sharad a été conçu pour la quasi-subsurface, et il y a certaines régions de Mars qui sont juste hors de portée pour nous”, a déclaré Morgan, un co-chercheur de l’équipe de Sharad. «Il y a beaucoup à gagner en examinant de plus près ces régions.»
En 2023, l’équipe a décidé d’essayer de développer des rouleaux de très grands degrés à 120 degrés pour fournir aux ondes radio un chemin sans obstruction à la surface. Ce qu’ils ont constaté, c’est que la manœuvre peut renforcer le signal radar de 10 fois ou plus, offrant une image beaucoup plus claire du sous-sol martien.
Mais le rouleau est si grand que l’antenne de communication du vaisseau spatial n’est pas pointée sur la Terre, et ses tableaux solaires ne sont pas en mesure de suivre le soleil.
“Les très grands rouleaux nécessitent une analyse spéciale pour s’assurer que nous aurons suffisamment de puissance dans nos batteries pour faire le jet en toute sécurité”, a déclaré Thomas.
Compte tenu du temps impliqué, la mission se limite à un ou deux très grandes rouleaux par an. Mais les ingénieurs espèrent les utiliser plus souvent en rationalisant le processus.
Alors que les scientifiques de Sharad bénéficient de ces nouveaux mouvements, l’équipe travaillant avec un autre instrument MRO, le Sounder de Mars Climate, tire le meilleur parti de la capacité de rouleau standard de MRO.
L’instrument JPL construit par JPL est un radiomètre qui est l’une des sources les plus détaillées disponibles d’informations sur l’atmosphère de Mars. Mesurant des changements subtils de température au cours de nombreuses saisons, le sondeur de mars climat révèle le fonctionnement interne des tempêtes de poussière et de la formation de nuages. La poussière et le vent sont importants à comprendre: ils remodèlent constamment la surface martienne, avec des panneaux solaires de poussière transmis par le vent et posant un risque pour la santé des futurs astronautes.
Le Sounder de Mars Climate a été conçu pour pivoter sur un cardan afin qu’il puisse obtenir des vues de l’horizon et de la surface martiens. Il offre également des vues sur l’espace, que les scientifiques utilisent pour calibrer l’instrument. Mais en 2024, le cardan vieillissant est devenu peu fiable. Maintenant, le Sounder de Mars Climate s’appuie sur les rouleaux standard de MRO.
“Le roulement a utilisé pour restreindre notre science”, a déclaré le chercheur principal par intérim de Mars Climate Sounder, Armin Kleinboehl de JPL, “mais nous l’avons incorporé dans notre planification de routine, à la fois pour les vues de surface et l’étalonnage.”
Le laboratoire de propulsion de la NASA dans le sud de la Californie gère le MRO pour la Direction de la mission scientifique de l’agence à Washington dans le cadre de son portefeuille de programme d’exploration Mars. L’instrument Sharad a été fourni par l’agence spatiale italienne. Ses opérations sont dirigées par l’Université de Sapienza de Rome, et ses données sont analysées par une équipe de sciences américaines conjointe. L’Institut des sciences planétaires de Tucson, en Arizona, nous mène à la participation aux États-Unis à Sharad. Lockheed Martin Space à Denver a construit MRO et prend en charge ses opérations.
Pour plus d’informations, visitez:
science.nasa.gov/mission/Mars-Ceconnaisance-orbiter
Andrew Good
Laboratoire de propulsion de Jet, Pasadena, Californie.
818-393-2433
[email protected]
Karen Fox / Molly Wasser
Siège de la NASA, Washington
202-358-1600
[email protected] / [email protected]
2025-084
