TENDANCES SCIENTIFIQUES: Pourquoi est-il si difficile de se poser sur Mars?

Le 18 février, alors que nous assistions au spectacle grandiose de l’entrée, de la descente et de l’atterrissage (EDL pour «entry, descent and landing») de Perseverance, nous étions loin de nous douter que des centaines d’actions décisives devaient être exécutées sans faille et avec précision pour que le rover puisse se poser en toute sécurité. Se poser sur Mars n’est pas facile. Pratiquement la moitié des tentatives précédentes ont échoué. Tant de choses peuvent mal tourner. Cela est notamment dû au fait que les caractéristiques de l’atmosphère martienne sont difficiles à prévoir avant qu’un vaisseau spatial ne la traverse effectivement.Ce qui rend l’exploit de Perseverance d’autant plus extraordinaire est le fait qu’il ait atterri dans le cratère de Jezero, «le terrain martien le plus difficile jamais envisagé pour un atterrissage», a fait remarquer Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques au siège de la NASA à Washington dans un communiqué de presse de la NASA. Vous pouvez remercier certaines des nouvelles technologies de la NASA pour cet exploit.

L’agence spatiale américaine se préparait à cet instant depuis bien longtemps. «Aucun atterrissage sur Mars n’est garanti, mais nous nous préparons depuis une décennie à poser les roues de ce rover sur la surface de Mars et à nous mettre au travail», a commenté dans le même communiqué Jennifer Trosper, chef de projet adjointe pour la mission au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA.Une vidéo sur la chaîne YouTube du JPL explique pourquoi ce processus EDL risqué est appelé les «sept minutes de terreur». «Il faut environ sept minutes pour passer en toute sécurité du sommet de l’atmosphère de Mars au sol», a précisé Swati Mohan, responsable des opérations de guidage, de navigation et de contrôle pour Mars 2020. «Tant de choses doivent se dérouler correctement pour poser Perseverance en toute sécurité.»

Tout cela en se déplaçant à près de 20 000 km par heure. «Pour passer en toute sécurité de cette vitesse à zéro, dans ce très court laps de temps, tout en atteignant une cible étroite à la surface, il convient de “freiner” de manière très prudente, créative et audacieuse», explique la NASA. «Qui plus est, Perseverance doit tout gérer par lui-même. Pendant l’atterrissage, le signal radio en provenance de Mars met plus de 11 minutes à nous parvenir. Ainsi, lorsque l’équipe de la mission apprend que le vaisseau spatial est entré dans l’atmosphère, le rover est en réalité déjà au sol. Par conséquent, Perseverance est conçu pour mener à bien tout le processus d’EDL par lui-même – de manière autonome.»

Le timing est crucial pour les étapes clés de cette courte et intense phase. Perseverance se sépare de son vaisseau spatial environ 10 minutes avant d’entrer dans l’atmosphère. La résistance de l’air ralentit le rover alors qu’il fonce vers la surface. De petites poches d’air pouvant le dévier de sa trajectoire, il déclenche de petits propulseurs pour maintenir son cap. Le bouclier thermique ralentit le vaisseau spatial jusqu’à une vitesse de 1 600 km par heure, et c’est à ce moment que le parachute supersonique est déployé. Vingt secondes plus tard, le bouclier thermique se sépare et tombe, exposant pour la première fois le rover à l’atmosphère martienne. Pour atterrir en toute sécurité, il abandonne le parachute et effectue le reste du voyage à l’aide de moteurs-fusées. La vitesse de descente finale est d’environ 2,7 km par heure. Perseverance est descendu au moyen d’un ensemble de câbles, et il reste environ 12 secondes avant l’atterrissage. Les câbles sont coupés lorsque les roues touchent le sol.

Cette chorégraphie sophistiquée de 7 minutes a été couronnée de succès. Et maintenant, que la vraie mission commence.