InSight Lander de la NASA se dirige vers Mars

S'élevant avec sa fusée dans le brouillard épais de la base aérienne Vandenberg en Californie, la dernière mission de la NASA a pour objectif de sonder profondément Mars et de déchiffrer son évolution.

Presque cachée par un épais brouillard, une fusée de lancement Atlas V se décolle avant l'aube du 5 mai 2018, amenant le vaisseau spatial InSight sur sa trajectoire en direction de Mars.
NASA

La NASA est entrée dans l'histoire tôt ce matin, lorsque son engin spatial InSight est devenu le premier engin spatial interplanétaire jamais lancé à partir de la base aérienne Vandenberg sur la côte californienne.

Mais malgré une anticipation intense, pratiquement personne n'a vu le décollage de la fusée Atlas V à 4 h 05 HAP. Au moment où le compte à rebours atteignait T = 0, le brouillard avait balayé la côte du Pacifique par vagues épaisses qui recouvraient complètement le départ enflammé. Même les caméras placées juste à côté de la rampe de lancement révélaient à peine l’imposante fusée United Launch Alliance alors qu’elle se levait dans la nuit. Appelons celui-ci un lancement imparfait.

Sans surprise, malgré la fraîcheur et l'humidité, le booster et sa charge utile se sont envolés vers le sud au-dessus de l'océan Pacifique. La deuxième étape du véhicule, Centaur, a d'abord été déclenchée pour propulser InSight sur une orbite polaire temporaire, puis à nouveau pour la pousser au-delà de la vitesse de sortie et dans l'espace interplanétaire. Moins de 85 minutes après avoir quitté la Terre, le vaisseau spatial a accéléré vers Mars.

Le lancement depuis la Californie, au lieu des environs plus familiers de Cap Canaveral, est devenu possible après que l'équipe de la mission a choisi d'utiliser un puissant lanceur Atlas-Centaur, qui fournissait plus que suffisamment de poussée pour compenser l'augmentation de la vitesse (en raison de la rotation de la Terre). que les roquettes tirées vers l’est depuis la Floride gagnent

Les techniciens de Lockheed Martin Space ont fixé une coque arrière protectrice à la sonde InSight de la NASA, qui est repliée dans sa configuration rangée.
NASA / JPL / Lockheed Martin

Si tout continue à bien se dérouler, InSight arrive à Mars dans 6 mois et demi, le 26 novembre, après une croisière interplanétaire de près de 500 millions de km. Plutôt que de lancer des roquettes pour se mettre en orbite, le vaisseau spatial effectuera une descente directe vers la surface de la planète. Deux microsatellites de démonstration technologique, baptisés Mars Cube A et B, accompagneront InSight et se libéreront peu après la fermeture du Centaure. Ils survoleront la planète plus tard cette année.

Le nom de la navette spatiale est un "backronym" qui signifie exploration intérieure utilisant des enquêtes sismiques, la géodésie et le transport de chaleur. Le maître d’ouvrage, Lockheed Martin Space, a inspiré l’engin spatial après la conception de l’atterrisseur Phoenix de la NASA (qui a chuté près du pôle nord martien en 2008) avec des mises à niveau héritées de l’orbiteur MAVEN.

InSight atteindra la surface environ 6 minutes après son entrée dans l'atmosphère martienne en utilisant, comme le fit Phoenix, une combinaison de traînée aérodynamique, de parachutes et de propulseurs déclenchés par radar. Cependant, comparé à Phoenix, InSight est plus massif (358 kg ou 78 kg), arrive à une vitesse supérieure (6, 3 km par seconde ou 14 100 mph) et dispose d’un site d’atterrissage plus élevé (il ya donc moins d’atmosphère pour ralentir sa vitesse). .

Charge utile ciblée d'InSight

C’est une mission qui se prépare depuis trois décennies. Les scientifiques planétaires espèrent avoir une chance de sonder l'intérieur profond de Mars, une planète à mi-chemin entre la Lune et la Terre. Sa géologie de surface, scrutée à ce jour par une vingtaine d'orbiteurs et d'atterrisseurs, ne raconte qu'une partie de l'histoire martienne.

"Nous ne savons vraiment rien si nous ne connaissons pas l'intérieur", explique le chercheur principal Bruce Banerdt (Jet Propulsion Laboratory).

Pour comprendre les circonstances de la formation de la planète rouge - sa composition globale et la taille de son noyau, de son manteau et de sa croûte - nécessite le type d'étude géophysique dédiée que Banerdt a conçue pour la première fois à la fin des années 1980 - et qu'InSight mènera bientôt. "Mars attend un bilan de santé", a commenté l'un des spécialistes des affaires publiques de JPL, et InSight "contrôlera le pouls, les réflexes et la température de la planète".

InSight est la première mission dédiée à l'étude de l'intérieur profond de Mars. Les résultats permettront de mieux comprendre comment toutes les planètes rocheuses, y compris la Terre, se sont formées et ont évolué.
NASA / JPL

Voici un aperçu du trio d'instruments clés de l'atterrisseur:

Expérience sismique pour structure intérieure (SEIS): les géophysiciens s'attendent à ce que les tremblements de terre se produisent assez souvent, et l'instrument SEIS détectera ceux avec une sensibilité exquise. Il peut enregistrer des déplacements de sol aussi petits que 2, 5 × 10 -11 m, inférieurs au diamètre d'un atome d'hydrogène. L’enquêteur Mark Panning (JPL) explique que ces vibrations peuvent se produire dans la croûte de deux manières: des forces de marée exercées par le satellite Phobos ou des contraintes de compression dues au refroidissement continu de la planète.

En règle générale, il faut trois sismomètres largement séparés pour localiser l'emplacement, la profondeur et la force d'un séisme. Mais SEIS compense le fait d'être un "réseau à une station" en mesurant les différentes heures d'arrivée des ondes primaires et secondaires d'un tremblement de terre lors de leurs déplacements dans et autour de la planète (et peut-être lors d'un deuxième tour de la planète). En enregistrant un nombre suffisant de ces perturbations profondes - ainsi que de celles déclenchées par des impacts de météorites - l'équipe devrait déterminer la taille, la composition et l'état (liquide par rapport au solide) du noyau martien.

Le CNES, l'agence spatiale française, a dirigé le consortium de chercheurs américains, britanniques, français, suisses et allemands qui ont fourni SEIS. Une fois que le bras robotique d’InSight a placé SEIS sur le sol, il recouvre alors l’instrument d’un dôme de protection afin de l’isoler du vent et des températures extrêmes jour-nuit.

Sonde de flux de chaleur et de propriétés physiques (HPPP ou HP 3 ): Cet instrument entraîne une "taupe" en forme de lance dans le sol martien jusqu’à 5 m (17 pieds) de profondeur, en traînant un câble muni d’une série de capteurs de température. Son objectif est de calculer la vitesse à laquelle la chaleur s'échappe de l'intérieur profond de la planète.

"Il est important de connaître la structure intérieure", explique Tilman Spohn (Centre aérospatial allemand), responsable de l'enquête HP 3, "mais les planètes sont des moteurs qui utilisent leur chaleur interne pour faire de la géologie à la surface." Cette expérience, dit-il, va "déterminer la vitesse à laquelle le moteur tourne".

Environ 40 cm (16 pouces) de long et 2, 7 cm (1 pouce) de diamètre, la taupe s'enfouira 1 mm à la fois en armant et en relâchant plusieurs fois un marteau à ressort. Il devrait atteindre sa profondeur prévue au cours du mois, après avoir effectué 5 000 et 20 000 coups de marteau (en fonction du compactage du sol et de la présence éventuelle de petites roches). Le Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), ou DLR) fourni le package HP 3 .

L'expérience de rotation et de structure intérieure (RISE), bien qu'elle fasse partie de la "charge utile" scientifique, n'implique pas vraiment un instrument en soi. Au lieu de cela, deux transpondeurs situés sur le pont principal d'InSight recevront une tonalité pure et non modulée de la Terre à la fréquence radio de la bande X (8, 4 gigahertz) et retransmettront cette même fréquence sur Terre. En substance, les transpondeurs agissent comme des miroirs.

Mais la fréquence reçue ici sur le sol sera différente de celle envoyée, car un décalage Doppler sera créé lors de la rotation de Mars. Suivre la rotation de la planète de manière très précise est ce que RISE est tout. En analysant le signal RISE, les scientifiques de la mission peuvent déterminer la position de l'engin spatial dans un rayon de 10 cm (4 pouces) et, au fil du temps, déterminer l'orientation de l'axe polaire martien. "Pour moi, c'est aussi proche que possible de la magie et pourtant de la science", a déclaré Banerdt.

L’équipe espère utiliser les données RISE pour suivre les 165 000 années de précession de l’axe de rotation de la planète et même pour détecter des oscillations beaucoup plus petites avec des périodes plus courtes, appelées nutations, qui peuvent aider à déterminer la taille du noyau martien et à déterminer s’il s’agit en partie de celle-ci. fondu.

Jour de débarquement: 26 novembre 2018

Les planificateurs de mission ont choisi la plupart des sites d'atterrissage précédents sur Mars en raison de leur complexité géologique intrigante, mais pas avec InSight. L’objectif est de trouver un emplacement proche de l’équateur (afin d’assurer une lumière solaire abondante aux panneaux de cellules solaires) et recouvert d’un sol meuble et le plus libre possible de rochers (particulièrement utile pour les efforts HP 3 et SEIS).

La position choisie, centrée à 4, 5 ° N et 135, 9 ° E à l'ouest de Elysium Planitia, convient parfaitement. InSight dispose de plusieurs caméras, mais il est probable que les panoramas résultants montrent un paysage plat et complètement ennuyeux. Et ce serait très bien avec l'équipe de la mission. Ils vous diront que, dans ce cas, la beauté géologique de la planète rouge n’est que superficielle what et que ce qu’ils espèrent découvrir plus profondément nous dira le vrai caractère de ce monde voisin.