Laboratorul de Științe Marte

Sonda spațială a laboratorului științific Marte
Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Autoportret al roverului Curiosity pe Marte, compus folosind MAHLI (Mars Hand Lens Imager) (27 martie 2021). Date generale
Organizare NASA
Constructor Laboratorul de propulsie cu jet
Camp Compoziția moleculară și atomică a solului de pe Marte, geologie
stare Misiune în desfășurare
Alte nume Curiozitate ( numai rover )
Lansa 26 noiembrie 2011
Lansator Atlas V 541
Începerea misiunii operaționale 6 august 2012
Sfârșitul misiunii În jurul anului 2026
Durata de viață 22 luni (misiune primară)
Identificator COSPAR 2011-070A
Site Site-ul NASA JPL
Principalele repere
Distanta parcursa 24,85  km (4 martie 2020)
Caracteristici tehnice
Liturghie la lansare 899  kg (rover)
Principalele instrumente
MastCam Camere cu spectrometru
MAHLI Camera cu microscop
APXS Spectrometru pentru raze X și particule alfa
ChemCam Set care cuprinde un spectrometru triplu , un telescop pentru focalizarea ablației laser și un micro-imager ( tehnica LIBS )
cale Difractometru și spectrometru de fluorescență cu raze X.
SAT Laborator de analize chimice
RAD Detector de radiații
DAN Detector de neutroni
REMS Stație meteorologică
MARŢI Camera de coborâre

Mars Science Laboratory ( MSL în franceză "Mars Science Laboratory") este o misiune de explorare a planetei în martie cu un rover ( rover ) dezvoltat de Centrul JPL asociat cu agenția spațială SUA a NASA . Sonda spațială este lansată pe26 noiembrie 2011de un Atlas V lansator . Locul de aterizare, pe care a aterizat sonda spațială6 august 2012, este situat în craterul Gale . Într-o zonă limitată, prin urmare compatibilă cu autonomia roverului, prezintă formațiuni care reflectă principalele perioade geologice ale planetei, inclusiv aceea - Noachien - care ar fi putut permite apariția organismelor vii . În timpul misiunii sale, roverul , numit Curiosity , va investiga dacă a existat un mediu favorabil apariției vieții , va analiza compoziția mineralogică , va studia geologia zonei explorate și va colecta date despre meteorologie și radiații care ajung la solul planetei. Durata misiunii este stabilită inițial la un an marțian, adică aproximativ 669 de  soli (zile solare marțiene) sau 687 zile  terestre (solare) .

Roverul Curiozitatea este de cinci ori mai greu decât predecesorii săi, de explorare Rovers Marte (MEC), care îi permite să efectueze 75  kg de echipamente științifice, inclusiv două mini-laboratoare care permit analiza a componentelor organice și minerale și că un sistem de identificare la distanță pentru compoziția rocilor pe baza acțiunii unui laser . Laboratoarele de la bord sunt alimentate de un sistem sofisticat de colectare a probelor și de condiționare, inclusiv un dispozitiv de foraj . Pentru a satisface nevoile crescute de energie și pentru a depăși constrângerile din timpul iernii și perioadelor nocturne marțiene, rover-ul folosește un generator termoelectric radioizotop care înlocuiește panourile solare utilizate de misiunile anterioare. În cele din urmă, beneficiază de un software avansat pentru a naviga pe solul marțian și a efectua sarcinile complexe care îl așteaptă. Roverul este proiectat să parcurgă 20  km și poate urca pante de 45 ° .

Sonda spațială care pleacă de pe Pământ are o masă de 3,9  tone și include o etapă de croazieră responsabil pentru aducerea sondei la apropierea planetei Marte, un vehicul de reintrare care traversează atmosfera marțiană. La viteză mare și o etapă de coborâre responsabil pentru ultima fază care duce la aterizare. Pentru a ateriza roverul de 899  kg pe solul marțian cu precizia cerută de obiectivele științifice, tehnica de aterizare utilizată de predecesorii săi a fost profund modificată: faza de reintrare atmosferică este parțial controlată pentru a restricționa zona de aterizare la o elipsă lungă de 20  km și Lățime de 7  km . Roverul este așezat ușor pe sol printr-o etapă de coborâre care funcționează ca un elicopter-macara , singura metodă compatibilă cu masa sa.

MSL este cea mai ambițioasă misiune interplanetară a NASA din deceniul respectiv . Complexitatea sondei și rover-ului, precum și nevoia de a dezvolta noi tehnologii spațiale au dus la modificări semnificative ale conceptului original în timpul dezvoltării: depășirea costurilor rezultate a condus aproape la anularea întregului proiect. Lansarea planificată inițial în 2009 a trebuit amânată la următoarea fereastră de lansare , 26 de luni mai târziu, în 2011 . Costul total al proiectului este estimat în 2011 la 2,5 miliarde de dolari .

Contextul

Planeta Marte, o destinație privilegiată pentru explorarea spațiului

De la începutul explorării spațiului, planeta Marte a fost obiectivul favorit al misiunilor interplanetare lansate în sistemul solar . Spre deosebire de alte planete din sistemul solar, Marte a cunoscut, fără îndoială, condiții în trecut, care sunt destul de asemănătoare cu cele de pe Pământ . Ar putea, dar acest lucru rămâne de confirmat, să permită apariția vieții. Marte încă păstrează în prezent o atmosferă, precum și apă sub formă de gheață în poli. Apropierea sa face relativ ușoară trimiterea sondelor spațiale acolo. De asemenea, Marte este o destinație esențială pentru ca omenirea să înceapă un ambițios program spațial cu echipaj. În această perspectivă, este necesar să se efectueze misiuni de recunoaștere.

Științific, explorarea Marte are în prezent trei obiective:

Răspunsurile la aceste trei întrebări sunt de natură să ne ajute să ne înțelegem propria planetă.

Misiuni robotice și descoperirea lui Marte

Din motive de fezabilitate tehnică și costuri, până în prezent nu a fost implementat niciun proiect de explorare de către un echipaj de astronauți. De asemenea, de la începutul erei spațiale , explorarea lui Marte a fost încredințată misiunilor robotice și va rămâne, fără îndoială, în următorii douăzeci de ani. Aceste misiuni ne-au permis treptat să cunoaștem mai bine această planetă fără a oferi răspunsuri definitive la principalele întrebări științifice. Nava spațială care au îmbogățit cunoștințele noastre despre cele mai sunt Orbiter (sonde spațiale aflate în orbită în jurul lui Marte) capabil, datorită instrumente din ce în ce mai sofisticate, de colectare a datelor de pe suprafața întregii planete., Atmosfera cât și într -o oarecare măsură , subsol .

Mariner 4 este prima sondă interplanetară care se apropie de Marte15 iulie 1965 ; apoi a distrus imaginea unei planete cu caracteristici apropiate de Pământ prin returnarea primelor fotografii ale unei lumi pustii pline de cratere de impact , destul de aproape în aparență de Lună . Primul orbitator marțian Mariner 9 ( 1971 ) a calificat această viziune arătând că Marte avea diverse formațiuni geologice: canioane , vulcani , capace polare , câmpuri de dune. Acest prim val de mașini de explorare, dintre care unele erau sovietice, cum ar fi 3 martie ( 1972 ) și 6 martie ( 1974 ), s-a încheiat cu cei doi orbitatori și cei doi landeri ai programului Viking ( 1975 ). Aceștia purtau un mini laborator chimic capabil să detecteze existența formelor de viață. Rezultatele ambigue ale analizelor au fost în general interpretate ca un răspuns negativ. Următorii douăzeci de ani au marcat o pauză în trimiterea misiunilor pe Marte, intercalată cu trei eșecuri americane și sovietice. Cu toate acestea, unele descoperiri de pe Pământ au pus sub semnul întrebării ideea acum acceptată a unei planete Marte sterile: formele de viață au fost descoperite în locuri deosebit de ostile de la fundul oceanelor sau în regiunile deșertice . Mars Global Surveyor Orbiter ( 1996 ) mărcile de returnare NASA pe Marte. El descoperă regiuni bogate în hematit gri - un oxid de fier care se formează în prezența apei -, detectează un câmp magnetic rezidual care pare să indice că în trecut Marte a fost protejat de razele de sterilizare din spațiu printr-o barieră magnetică și, în cele din urmă, a găsit mai multe manifestări ale unei atmosfere dinamice, cum ar fi prezența râurilor, absente din fotografiile făcute de misiunile anterioare și care ar fi putut fi formate prin acțiunea apei. Instrumentele orbitatorului european Mars Express ( 2003 ) permit confirmarea prezenței unor cantități mari de apă stocată sub formă de gheață la nivelul capacelor polare, detectarea prezenței urmelor de metan care au apărut recent în atmosfera planeta a cărei origine ar putea fi fie biologică, fie vulcanică și, în cele din urmă, descoperă sedimente argiloase care ar putea apărea doar în prezența apei de suprafață ușor acide , deci într-un mediu propice vieții. Mars Reconnaissance Orbiter ( 2006 ), echipat cu camere deosebit de puternice, rafinează toate aceste descoperiri prin efectuarea unui inventar sistematic al terenurilor care reflectă prezența apei: depozite de argile, carbonați și sulfați . Orbiterul detectează, de asemenea, prezența apei la latitudini relativ mici, confirmând că atmosfera marțiană păstrează urmele unei schimbări recente a înclinării axei planetei.

Landers și rovers

Trenul de aterizare (fix) și rovere mobile, capabile să se deplaseze pe uscat, au jucat până în prezent un rol mai modest în explorarea planetei Marte: acestea sunt în primul rând responsabile pentru validarea deduceri din observațiile de teren Orbiter. MSL preia de la cei doi landeri statici vikingi care au încercat să identifice urmele celor vii ( 1975 ), de la Pathfinder lander ( 1996 ) care, pentru prima dată, a implementat roverul de dimensiuni modeste ( 10,6  kg ) botezat Sojourner , MER rovers ( 2003) ) cu o greutate de 174  kg, care sunt primii care au efectuat o muncă geologică reală în câmp cu totuși o gamă de instrumente limitate de constrângerile de greutate și, în cele din urmă, landerul static Phoenix ( 2008 ) responsabil cu studierea regiunii Polului Nord al Marte.

Aterizarea unei ambarcațiuni pe solul marțian este un exercițiu dificil, după cum demonstrează eșecurile a trei ambarcațiuni sovietice și mai recent ale lui Mars Polar Lander ( 1998 ) și Beagle 2 ( 2003 ). Marte are într-adevăr o gravitate puternică dacă o comparăm cu Luna (puțin mai mult de o treime din cea a Pământului este mai mult decât dublu față de Lună); în plus, sondele spațiale, pentru a ajunge la planetă, trebuie să ajungă la viteză mare (aproximativ 5 până la 6  km / s ). O utilizare majoră a frânării folosind motoare de rachetă, așa cum se practică pe Lună ( modulul lunar al programului Apollo sau sonda Lunokhod ), este exclusă, deoarece masa care va fi lansată ar fi dincolo de acoperirea rachetelor existente și costul ar fi prohibitiv. Prin urmare, este necesar să se exploateze forțele de frânare generate de fricția navei spațiale în atmosfera marțiană. Dar este subțire și subțire: cu tehnicile stăpânite la momentul proiectării rover-ului MSL, practic nu este posibil să transportați prin această metodă o mașină de peste o tonă pe solul marțian, adică greutatea lui Marte. Roverul Curiosity al Laboratorului de Științe.

Geneza proiectului

Comparația rover-urilor MSL și MER
Caracteristică Laboratorul de Științe Marte Mars Exploration Rover
A tăia 3 × 2,7  m
2,2  m înălțime 		1,6 × 1,6  m
1,5  m înălțime
Masa 899  kg 170  kg
Încărcătură utilă 75  kg (10 instrumente) 5  kg (5 instrumente)
Brațul telecomenzii 2,1 metri lungime,
2 instrumente,
pregătirea probei 		0,8 metri lungime,
3 instrumente
Energie 2.700 de  wați-oră pe etaj 1.000 de  wați-oră pe etaj
Autonomie 20  km 700  m
Durata nominală a misiunii 98 săptămâni 13 săptămâni

Unul dintre obiectivele majore ale planetologilor specializați pe Marte este acela de a putea analiza un eșantion de sol marțian în laboratoarele de pe Pământ. În 1988 , a fost elaborat un eșantion de proiect de returnare, dar costul acestuia, estimat la acea vreme la șapte miliarde de dolari SUA, a fost considerat mult prea mare de către factorii de decizie. În anii 1990 , proiectul a fost reactivat de NASA în parteneriat cu CNES  : scenariul a fost dezvoltat pe baza „doctrinei” misiunilor low-cost ( mai bine, mai rapid, mai ieftin , în franceză „mai bine, mai rapid, mai ieftin”) promulgat de apoi administratorul NASA Daniel Goldin . Dar eșecul celor două misiuni Marte din 1999 , Mars Polar Lander și Mars Climate Orbiter , produse ale acestei politici, precum și o abordare mai realistă a costurilor au pus capăt proiectului de returnare a eșantionului la începutul anilor 2000 . Comunitatea științifică urmărea un alt obiectiv major, constând în înființarea unei rețele geofizice formate din stații automate statice, plasate pe suprafața Marte și responsabile pentru colectarea datelor meteorologice , seismologice și geologice . În anii 1990, mai multe proiecte ( MarsNet , InterMarsNet ) au fost dezvoltate în cadrul cooperării internaționale pentru înființarea acestei rețele de stații, dar toate au eșuat din motive financiare.

La începutul anilor 2000, proiectele marțiene marțiene nu mai erau pe agenda NASA, ca și în contextul cooperării internaționale, din lipsă de sprijin financiar. American Agenția Spațială este în curs de dezvoltare a MER rovere cu capacități limitate în timp ce Agenția Spațială Europeană construiește primul Mars Express Orbiter marțian . Pentru a avea o strategie pe termen mediu, NASA solicită unui grup de lucru care reprezintă comunitatea științifică internațională, Mars Science Program Synthesis Group , să definească orientările care trebuie date explorării marțiene pentru deceniul 2010-2020 . Cartea albă rezultată din activitatea acestei comisii a fost realizată în 2003 . Căutarea apei , care a servit ca un fir comun pentru misiunile din anii 1990 se înlocuiește cu cea a componentelor care permit apariția vieții. Patru domenii de explorare sunt identificate cu priorități care pot evolua pe parcursul descoperirii de indicii de către misiunile existente - în special MRO , a căror lansare este programată pentru 2005 - sau viitor:

  1. Dacă se dovedește că Marte a cunoscut o perioadă caldă și umedă, analizează straturile de sedimente și caută prezența semnelor de viață în trecutul lui Marte;
  2. Dacă sunt identificate semne ale activității hidrotermale actuale sau trecute, explorați site-urile în căutarea semnelor vieții prezente sau trecute;
  3. Dacă există indicii ale prezenței vieții pe Marte și dacă există sprijin politic, lansați un eșantion de misiune de returnare bazându-vă pe un rover pentru colectarea solului;
  4. Dacă se dovedește că Marte nu a avut o perioadă caldă și umedă, studiază istoria gazelor volatile pe Marte, determină condițiile care domneau inițial pe Marte și evoluția planetei pentru a ajunge la o înțelegere globală a evoluțiilor Marte , Venus și Pământul.

Decizia de a lansa dezvoltarea roverului greu și versatil Mars Science Laboratory a fost luată în 2003 și a fost un rezultat direct al acestei lucrări. Instrumentarea sa îi permite să studieze chimia carbonului pe Marte, să furnizeze date neechivoce despre geologia marțiană și să analizeze depozitele hidrotermale, adică să constituie un instrument adecvat pentru trei dintre axe. Precizia aterizării sale (marja de eroare mai mică de 20  km ) și autonomia garantată (cel puțin 20  km ) permit pentru prima dată, într-o misiune care implică aterizarea pe suprafața lui Marte, să vizeze siturile marțiene cele mai interesante, caracterizată în general prin prezența de reliefuri chinuite sau de o suprafață mică. Având în vedere costul său, Mars Science Laboratory este atașat programului Flagship care reunește cele mai ambițioase misiuni interplanetare ale NASA cu un buget de până la câteva miliarde de dolari și care sunt lansate aproximativ la fiecare zece ani.

Obiectivele misiunii

Misiunea Mars Science Laboratory are patru obiective principale:

Având în vedere acest lucru și, în special, din punctul de vedere al habitabilității planetei, Laboratorul de Științe Marte va trebui să lucreze de-a lungul a opt axe principale:

  1. Identificați compușii organici prezenți pe suprafața lui Marte și stabiliți distribuția lor, precum și concentrația lor;
  2. Cuantificați elementele chimice fundamentale ale biochimiei  : carbon , oxigen , hidrogen , azot , fosfor și sulf  ;
  3. Identificați posibile urme ale proceselor biologice  ;
  4. Caracterizați compoziția suprafeței marțiene și a straturilor de suprafață ale solului din punct de vedere mineralogic , izotopic și chimic  ;
  5. Înțelegeți formarea și procesele meteorologice ale solurilor și rocilor de pe Marte;
  6. Să determine modelul de evoluție al atmosferei de pe Marte în ultimii patru miliarde de ani;
  7. Stabiliți ciclul apei și ciclul dioxidului de carbon pe Marte, precum și distribuția actuală a acestor două molecule pe planetă;
  8. Măsurați spectrul larg de radiații de pe suprafața lui Marte din raze cosmice , explozii de protoni energetici emiși de flăcările solare sau de undele de șoc de la ejecțiile de masă coronală sau chiar neutroni secundari din reacțiile de fisiune nucleară din atmosferă sub efectul radiațiilor incidente.

Selectarea locului de aterizare

Alegerea locului de debarcare al Laboratorului Științific Marte este crucială pentru succesul misiunii. Situl trebuie să prezinte un mediu geologic sau un set de medii favorabile vieții. Ar trebui să permită cea mai mare varietate de experimente să fie efectuate pentru a maximiza numărul de linii de cercetare care pot fi explorate. În mod ideal, regiunea accesibilă de la locul de debarcare ar trebui să prezinte spectre care indică prezența simultană a mai multor minerale hidratate , de exemplu argile cu sulfați hidratați. Hematit , alți oxizi de fier , de sulfații , de silicați , și poate niște cloruri , ar fi permis fosilizare posibile forme de viață pe Marte.

Site-urile care probabil ar fi păstrat urme ale vieții trecute prezintă o topografie marcată, oferind astfel o mare varietate de aflorimente și roci. Prin urmare, proiectanții misiunii Mars Science Laboratory au trebuit să dezvolte un vehicul capabil să ajungă și să exploreze astfel de situri în deplină siguranță. Constrângerile tehnice ale misiunii (masa sondei, scenariul de aterizare) fac necesară alegerea unui loc de aterizare situat la mai puțin de 45 ° de ecuatorul lui Marte și la mai puțin de 1.000  m deasupra nivelului mării. Al nivelului de referință marțian .

Pentru a selecta cel mai bun site, NASA solicită idei din partea comunității științifice internaționale. Peste 90 de propuneri grupate în 33 de site - uri generale sunt studiate și clasificate în timpul unei 1 st  Congres cu privire la selectarea site - ul MSL de aterizare , care a avut loc îniunie 2006. Acest congres și următoarele sunt deschise întregii comunități științifice. Unele alte site-uri sunt adăugate la prima listă și examinate în timpul celui de-al doilea congres care se ține anul următor, înoctombrie 2007și care se încheie, după o clasare și apoi un vot, prin selectarea a zece site-uri. Al 3 - lea  congres, care a avut loc înseptembrie 2008, Reformează și reduce selecția la șapte locații: craterul Eberswalde , craterul Holden , craterul Gale , Mawrth Vallis , Nili Fossae , craterul Miyamoto și la sud de Meridiani Planum .

Patru site-uri au fost selectate în sfârșit în noiembrie 2008 :

Site-uri de debarcare preselectate în 2009
Rang Site Informații de contact Caracteristici Puncte tari Puncte slabe
1 Delta din Eberswalde crater 24,0 ° S • 327,0 ° E
altitudine: -1,45  km 		Veche deltă de lut în relief inversat la gura unui bazin hidrografic . Stratigrafie diversificată într-un crater adânc de 5  km datând din epoca noahiană. Procesul de instruire rămâne mai bine definit. Praful poate acoperi site-uri interesante.
2 Fan aluvial al Craterului Holden 26,4 ° S • 325,3 ° E
altitudine: −1,94  km 		Crater cu structuri legate de un trecut lacustru. Sistem aluvial bine conservat, cu straturi sedimentare care permit reconstituirea trecutului climatic. Stânci de multe tipuri care se întind pe o perioadă largă a istoriei lui Marte. Depozitele nu pot fi legate de trecutul lacustru. Varietate redusă de filosilicați capabili să păstreze organismele vii.
3 Craterul Gale 4.6 ° S • 137.2 ° E
altitudine: −4.45  km 		Crater de impact care cuprinde o movilă centrală înaltă de 5  km și traversată de breșe. Straturi diversificate pe movila centrală, inclusiv minerale hidratate de tip filosilicat și sulfat depuse în momentul în care craterul era ocupat de un lac. Contextul formațiunii geologice rămâne slab înțeles. Cele mai interesante site-uri se află în afara elipsei în care se potrivește zona de aterizare.
4 Mawrth Vallis 24,0 ° N • 341,0 ° E
altitudine: −2,25  km 		Valea râului antic cu o lungă istorie hidrologică. Acces la cele mai vechi stânci din cele patru situri. Proporție deosebit de mare de roci hidratate diversificate. Nu există consens cu privire la procesul de sedimentare. Este posibil ca instrumentele MSL să nu poată furniza informații pentru a urmări istoria geologică a site-ului.

Nili Fossae , care prezintă și caracteristici interesante (în special hidrotermalismul care eliberează metan ), este precedat foarte puțin de Mawrth Vallis în timpul votului din 2008, din cauza riscurilor crescute pentru aterizare comparativ cu acesta din urmă. La 20 august 2009 ,solicitarea NASA de a primi alte propuneri de sit de aterizare, discutată la cel de-al 4- lea  Congres de selecție, care are loc la sfârșitul lunii septembrie 2010 . Acest workshop este urmat de o finală, 2 - lea  săptămână din martie 2011 , înainte de lansarea misiunii, programată pentru noiembrie 2011 . În iunie, numărul potențialelor locuri de aterizare este redus la două: Gale și Eberswalde . 22 iulie 2011, locul craterului Gale este ales în cele din urmă ca țintă a misiunii Mars Science Laboratory .

Echipament științific

Roverul îmbarcă 10 instrumente științifice pentru a-i permite să detecteze orice urmă de apă , să analizeze cu precizie roci , să studieze mineralele de pe suprafața lunii martie , să măsoare chiralitatea moleculelor detectate și să facă fotografii la rezoluție înaltă . Unele dintre aceste instrumente sunt dezvoltate cu participarea laboratoarelor străine. Acest echipament se încadrează în patru categorii:

MAHLI

Marte mână Lens Imager (abreviat Mahli) este un microscop aparat de fotografiat montat pe portburghiul situat la capătul brațului roverului lui. Ar trebui să permită caracterizarea compoziției și microstructurii rocilor, solului, înghețului și gheții identificabile la o scară între un micron și un centimetru. Oferă imagini color în lumină vizibilă . Capul camerei este echipat cu 4 LED-uri cu lumină albă pentru a ilumina ținta atunci când este scufundat în umbră sau noaptea și 2 LED-uri ultraviolete pentru a produce fluorescență și, astfel, pentru a detecta mineralele carbonate și evaporitele . Camera poate fi focalizată de 20,5  mm până la infinit, câmpul său optic fiind între 34 și 39,4 °. Cât mai aproape de obiectul fotografiat, câmpul acoperit este de 18 × 24  mm și rezoluția maximă de 15 micrometri pe pixel datorită unui senzor CCD de 1600x1200 pixeli . Doi senzori permit sistemului să evite contactul direct al opticii cu obiectul fotografiat. MAHLI are un focalizare automată, dar echipajul de la sol îi poate cere să obțină o secvență de 8 imagini ale aceluiași obiect cu focalizare diferită pentru a obține o imagine tridimensională, deoarece cea mai apropiată adâncime de câmp este de 1,6  mm (și astfel va putea produce o imagine cu o mare adâncime de câmp datorită unui software de stivuire la bord). MAHLI poate fi, de asemenea, utilizat pentru a inspecta roverul sau configurația terenului: poziția sa la lungimea brațului permite plasarea acestuia într-o poziție mai înaltă decât camerele MastCam. Lumina spectru acoperit variază între la 380 acompaniat de la 680  nm . Camera are o capacitate video de 7 cadre pe secundă în format 720p (1280x720 pixeli).

MastCam

MastCam ( Mast Camera ) este un set de două camere atașate la partea superioară a catargului MSL rover la o înălțime de aproximativ 1,97 metri deasupra solului, care poate oferi culori, lumină vizibilă și imagini în infraroșu apropiat . Acestea sunt utilizate pentru a identifica caracteristicile geologice ale terenului înconjurător și pentru a reconstrui topografia sitului. De asemenea, trebuie să înregistreze fenomene meteorologice (nori, îngheț, praf suflat de vânt) și să-și aducă contribuția la sarcinile de navigație. Pot observa detalii cu o dimensiune de până la 0,15  mm . Conform planurilor inițiale, cele două camere aveau să fie identice și echipate cu un zoom cu o distanță focală cuprinsă între 6,5 și 100  mm (raport de 15). În urma arbitrajelor bugetare și după mai multe răsuciri, au fost selectate în cele din urmă două camere cu distanță focală fixă: în stânga, o cameră cu  unghi larg de  34  mm (numită MastCam 34) care se deschide la f / 8 și acoperă un câmp. ° x15 °, iar în dreapta, o cameră echipată cu un teleobiectiv de 100  mm (numit MastCam 100) care se deschide la f / 10 și acoperă un câmp de 5,1 ° x5,1 °. Camera cu unghi larg poate realiza o panoramă de 360 ​​° în 25 de minute prin suprapunerea a 150 de fotografii.

Opt filtre cu o lățime de bandă cuprinsă între 440 nm și 1035 nm pot fi amplasate în fața obiectivului. Doar trei dintre aceste filtre sunt comune ambelor camere. Spre deosebire de modelele utilizate anterior pe landere și rovers, se obține o imagine color fără a fi nevoie să suprapui 3 fotografii realizate cu filtre albastru-verde-roșu. Imaginea este înregistrată de un senzor de 1200 × 1600 pixeli în format JPEG comprimat sau format RAW brut . Imaginile capturate sunt stocate într-o memorie flash de 8 gigaocteți care poate conține 5500 de fotografii. Această capacitate de stocare este însă suficientă doar pentru a înregistra o panoramă utilizând toate filtrele disponibile. Accentul este de 2,1  m la infinit: acest lucru poate fi stabilit de către echipa de pe Pământ sau să fie determinată printr - o focalizare automată . Timpul de expunere poate fi calculat automat sau impus de către controlerele de la sol. Camerele pot înregistra format video 720p (1280x720 pixeli) la o rată de 10 fps sau 5 fps utilizând întreaga suprafață a senzorului.

MARŢI

MARDI ( MARs Descent Imager ) este o cameră color montată sub șasiul roverului și responsabilă cu cartografierea locului de aterizare în timpul coborârii pe solul marțian. Acoperă un câmp de 70 ° x55 °. Camera ar trebui să facă aproximativ 500 de fotografii (5 fotografii pe secundă) de la o altitudine de 3,7  km (3 × 4  km suprafață fotografiată) până la aterizare (1 × 0,75 metri suprafață fotografiată) cu o rezoluție crescând de la 2,5 metri pe pixel la 1,5  mm pe pixel, adică pe o perioadă de 2 minute. Camera are o memorie de 8 gigabit care teoretic poate stoca 4000 de fotografii în modul RAW . Fotografiile trebuie înregistrate în acest mod și comprimate înainte de a fi transmise pe Pământ, deși camera poate efectua această compresie în timp real. Aceste fotografii vor fi folosite de echipajul de la sol pentru a localiza locul de aterizare și pentru a identifica site-uri interesante din punct de vedere geologic lângă locul de aterizare. Se așteaptă ca mișcările de rotire cu viteză unghiulară mare care să animeze sonda în timpul coborârii sub parașută și vibrațiile generate de motoarele rachetei din stadiul de coborâre să facă un număr mare de fotografii neclare în ciuda unui timp de expunere de 1,3 milisecunde. Camera are o rezoluție utilă de 1600x1200 pixeli . MARDI a fost eliminat din sarcina utilă a MSL în timpul primelor arbitraje financiare din 2007 înainte de a fi reintegrat ulterior.

ChemCam

ChemCam ( „ CHEMistry CAMERA ” ) este un instrument care permite analiza la distanță a naturii, compoziției și intemperiilor rocilor. Folosește pentru prima dată pe o navă spațială tehnica analizei spectroscopice indusă de ablația laser  : un laser pulsat trage pe rocă pentru a fi analizat provocând fuziunea stratului său de suprafață și generând o plasmă . Lumina de de-excitație emisă în spectrul vizibil și ultraviolet sunt colectate de un telescop și trimis la spectrometre care stabilesc compoziția chimică elementară a rocii. Cu o rază de acțiune de 7 metri, acest instrument vă permite să analizați rapid mai multe probe de sol sau rocă și să determinați dacă să continuați analiza cu alte instrumente. În plus, utilizarea sa consumă relativ puțină energie. ChemCam constă dintr-o parte optică montată deasupra catargului roverului și trei spectrometre adăpostite în corpul roverului cu cea mai mare parte a componentelor electronice. Partea optică include laserul care trimite impulsuri care lovesc ținta cu un diametru de 0,3 până la 0,6  mm timp de 55 nanosecunde pentru a efectua măsurători prin procesul LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectrometer) . De la 50 la 70 de impulsuri succesive sunt necesare pentru a obține o analiză spectrală corectă a rocii. Optica de 110  mm utilizată pentru a ținti ținta cu laserul colectează imaginea returnată și o transmite prin fibră optică spectrometrelor. Spectrometrele analizează lumina pe o bandă cuprinsă între 240 și 850 nm cu o rezoluție de 0,09 până la 0,3 nm. Partea optică include, de asemenea, o cameră ( Remote Micro-Imager sau RMI) care oferă o imagine a contextului probei analizate. Comandată de la CNES de NASA , realizarea ChemCam a fost încredințată CESR / Observatorului Toulouse. Acesta din urmă a solicitat CEA („platformă laser cu nanosecunde pentru aplicații industriale” a departamentului de fizică și chimie) să efectueze studiile preliminare și dezvoltarea. Partea optică a instrumentului a fost dezvoltată de IRAP la Toulouse pe baza unui laser dezvoltat de Thales , sub finanțare CNES, în timp ce spectrometrele și integrarea instrumentului sunt plasate sub responsabilitatea Laboratorului. National Los Alamos .

APXS

APXS ( Alpha-Particle-X-ray-Spectrometer ) este un spectrometru pentru raze X care urmează să măsoare abundența elementelor chimice grele din roci și sol. Acesta combină tehnicile de spectrometrie de fluorescență cu raze X și sonda nucleară PIXE . Instrumentul folosește curiozitatea-244 ca sursă de raze X. Poate determina abundența relativă a elementelor, de la sodiu la brom . Senzorul este montat pe suportul de scule situat la capătul brațului rover-ului, în timp ce dispozitivele electronice se află în corpul central al rover-ului. Capul instrumentului, a cărui parte activă are un diametru de 1,7  cm , este plasat la mai puțin de 2  cm de eșantionul care urmează să fie analizat pentru o perioadă cuprinsă între 15 minute și 3 ore și în acest din urmă caz ​​revine până la 'la 13 spectre electromagnetice. Aceasta este o versiune îmbunătățită a unui instrument care a fost utilizat pe rover-urile Mars Pathfinder și MER. Timpul de înjumătățire al Curium 244 (18,1 ani) asigură că va fi operațional chiar dacă misiunea este prelungită în mod repetat. Spre deosebire de instrumentul MER, acesta poate fi utilizat în timpul zilei datorită unui sistem electric de răcire. Este de 3 până la 6 ori mai sensibil decât instrumentul montat pe rover-urile MER și spectrul analizat crește până la 25  keV în loc de 15  keV . O analiză de trei ore detectează o cantitate de nichel de 100 de  părți pe milion și 20  ppm de brom. Detectarea anumitor elemente precum sodiu , magneziu , aluminiu , siliciu, calciu , fier și sulf poate fi obținută după 10 minute dacă abundența lor este mai mare de 0,5%. O probă de rocă bazaltică montată pe braț este utilizată pentru calibrarea periodică a instrumentului. APXS este furnizat de Universitatea din Guelph din Canada .

cale

Chemin ( Chemistry & mineralogie ) este un instrument care efectuează analiza mineralogică a probelor de rocă prin difracție cu raze X și X fluorescență -ray . Prima tehnică identifică structura cristalină a componentelor probei, în timp ce a doua metodă oferă compoziția elementelor și concentrația de masă a diferitelor elemente. În timpul fazei de dezvoltare, capacitatea instrumentului în domeniul fluorescenței cu raze X care urma să fie asigurată de o diodă PIN a fost redusă odată cu întreruperea acestei componente. Obiectivul este de a detecta prezența mineralelor formate în prezența apei. CheMin este găzduit ca SAM în partea din față a corpului rover-ului, cu deschideri care duc la puntea superioară, permițând brațului să introducă proba de analizat care a fost pregătită anterior. Proba este introdusă într-o capsulă de analiză situată pe o baterie (un carusel) care cuprinde alte 26 capsule utilizabile. O scanare completă durează de obicei 10 de ore și se realizează peste noapte pentru a permite răcirea senzorului CCD la -60  ° C .

SAM (Analiza eșantionului pe Marte)

SAM ( Sample Analysis at Mars ) este un mini laborator care ar trebui să ajute la determinarea locuinței prezente și trecute a planetei. SAM este compus din trei instrumente care sunt destinate să asigure compoziția chimică (moleculară, elementară și izotopică) a atmosferei și a suprafeței lui Marte. Această suită de instrumente este destinată în principal căutării unor posibile indicii ale vieții trecute pe Marte sau ale activității prebiotice, în principal prin căutarea și caracterizarea moleculelor organice care pot fi găsite în solul marțian. SAM include următoarele:

SAM se află, ca CheMin, în partea din față a corpului roverului, cu deschideri care duc la puntea superioară pentru introducerea probelor solide, iar altele pe partea din față a roverului pentru probele gazoase.

RAD

RAD ( Radiation Assessment Detector ) caracterizează toate particulele elementare încărcate ( protoni , electroni , nuclei de heliu etc.) sau nu ( neutroni ) care ajung în solul marțian: aceste particule sunt emise de Soare sau sunt de origine mai îndepărtată ( raze cosmice) ). Instrumentul trebuie să identifice natura particulelor, precum și să măsoare frecvența și energia acestora. Datele colectate trebuie să permită:

Particulele studiate de RAD sunt ioni cu o masă atomică de până la 26, neutroni energetici și raze gamma având o energie cuprinsă între 10 și 100  MeV pe nucleu. Instrumentul cuprinde un telescop cu particule încărcate care cuprinde trei detectoare plane care utilizează diode PIN pe suport de siliciu , un calorimetru pe bază de iodură de cesiu și un scintilator din plastic sensibil la neutroni. Un sistem anti-coincidență asigură protecție pentru calorimetru și scintilator.

DAN

DAN ( Dynamic of Albedo Neutrons ) este un detector de neutroni activ și pasiv care trebuie să măsoare hidrogenul prezent în stratul de suprafață al solului marțian (mai puțin de 1 metru adâncime) de-a lungul traseului urmat de rover. Aceste date ar trebui să permită deducerea abundenței apei în formă liberă sau în minerale hidratate. Acest instrument este dezvoltat de Institutul de Cercetare Spațială al Academiei de Științe din Rusia .

REMS

REMS ( Rover Environmental Monitoring Station ) este o stație meteo care măsoară presiunea atmosferică, umiditatea, radiațiile ultraviolete, viteza vântului, solul și temperatura aerului. Senzorii sunt distribuiți în mai multe locații: două clustere de instrumente sunt atașate la catargul camerei (Remote Sensing Mast RSM), la 1,5 metri deasupra solului și indică în două direcții la 120 ° distanță pentru a obține o bună măsurare a direcției și puterii vânturi; șase fotodiode sunt situate pe puntea superioară a roverului și măsoară radiația ultravioletă în diferite lungimi de undă. În cele din urmă, electronica instrumentului situat în corpul rover-ului este conectată la exterior printr-un canal pentru a măsura presiunea ambientală. Instrumentul REMS este furnizat de Centrul de Astrobiologie (CAB) spaniol

MEDLI

Vehiculul de reintrare include un set, numit MEDLI ( MSL EDL Instrument ), care permite echipelor terestre să monitorizeze parametrii atmosferici și comportamentul sondei MSL în timpul reintrării atmosferice . Informațiile colectate ar trebui să contribuie la îmbunătățirea proiectării viitoarelor sonde spațiale marțiene. MEDLI include:

Colectarea datelor începe cu 10 minute înainte de reintrarea atmosferică cu o frecvență de eșantionare de 8  Hz și se termină după desfășurarea parașutei, adică la 4 minute după reintrarea atmosferică. Din motive de volum, doar o mică parte din datele colectate sunt transmise în timp real, restul fiind trimise în prima lună a misiunii terestre.

Camere HazCam și NavCam

Camerele de navigație, deși nu fac parte din instrumentele științifice, oferă în unele cazuri imagini utilizate în scopuri științifice. Patru perechi redundante, numite HazCam (camere de evitare a pericolelor), sunt montate câte două în partea din față și din spate a corpului rover-ului. Aceste dispozitive cu un obiectiv fisheye cu un câmp optic de 124 ° oferă imagini alb-negru pentru a reconstrui o imagine tridimensională a ceea ce se află în față și în spatele rover-ului până la 3 metri distanță și pe o lățime de 4 metri. Alte două perechi de camere (camere de navigație sau camerele NavCams) montate în partea superioară a catargului rover-ului de ambele părți ale camerelor științifice MastCam, oferă panorame de relief pe un câmp de 45 °.

Caracteristicile tehnice ale MSL

Sonda spațială Mars Science Laboratory, ca și mașinile din categoria sa care au precedat-o, este alcătuită din patru elemente principale (a se vedea diagrama 1 ):

Masa principalelor componente ale sondei MSL
Componenta principală Ref.
diagramă 		Subcomponentă Masa cometariu
Etajul de croazieră 1 - 540,3  kg inclusiv 73,8  kg de combustibil
Vehicul de reintrare
și etapa de coborâre		 5 Scut termic frontal 440,7  kg
2 Scut spate 576,6  kg
3 Etapa coborârii 1.068  kg inclusiv 397  kg de combustibil
- Total 2.085,3  kg
Rover Curiosity 4 - 899  kg
Sonda spațială MSL - Masa totală aproximativ 3.524,6 kg

Etajul de croazieră

Etapa de croazieră este o structură cilindrică din aluminiu cu diametrul de 4 metri și înălțimea redusă, cu o masă de 540,3  kg, care acoperă restul sondei și susține pe partea opusă adaptorului care permite unirea MSL și lansatorului său. Rolul său este de a susține tranzitul sondei spațiale între orbita Pământului și suburbiile lui Marte. Pe măsură ce Marte se apropie, etapa de croazieră, care și-a finalizat misiunea și constituie acum o masă penalizatoare, este eliberată înainte ca vehiculul de reintrare să înceapă reintrarea atmosferică . Designul etapei de croazieră este identic cu cel folosit de sondele Mars Pathfinder și MER. Folosind sistemul său de propulsie, efectuează corecțiile de 5 până la 6 direcții necesare pentru ca sonda să fie aproape de planeta Marte, cu viteza și poziția care îi permit să efectueze o aterizare de precizie; în timpul tranzitului de 8-9 luni între Pământ și Marte, acesta monitorizează și întreține echipamente pentru întreaga sondă.

Etapa de croazieră servește ca o interfață în timpul lansării între rachetă și sonda spațială. Pe măsură ce Marte se apropie, cu puțin timp înainte de separarea de etapa de reintrare care preia desfășurarea următoarei faze, el îi furnizează acestuia din urmă instrucțiunile finale de la echipa de la sol trimise de echipele JPL și colectate de cele două antene ale sale care operează în X -banda . În timpul tranzitului dintre Pământ și Marte, acesta transmite către Pământ informații despre starea sondei colectate de computerul de bord al roverului. Folosind un căutător de stele, etapa de croazieră își determină permanent poziția și orientarea folosind stelele Calea Lactee ca punct de referință și efectuează corecții de curs pre-programate folosind sistemul său de propulsie Constând din 8 motoare rachete mici care consumă hidrazină hipergolică stocată în două rezervoare de titan care conțin 73,8  kg de combustibil. Echipamentul etapei de croazieră trebuie să mențină temperatura etapei de croazieră, dar și a celorlalte componente ale sondei în limite acceptabile. Căldura produsă de generatorul izotopic este transferată printr- un fluid de transfer de căldură care circulă într-o conductă și este utilizată pentru a menține electronica de la bord la o temperatură suficientă. Excesul de căldură este evacuat de 10 radiatoare situate pe marginea cilindrului. Etapa de croazieră are propriul sistem de producere a energiei format din 6 panouri solare cu o suprafață de 12,8  m 2 producând între 2.500 de wați pe orbita Pământului și 1.080 de wați lângă Marte. Pentru a stabiliza orientarea sondei în timpul călătoriei Pământ-Marte, sistemul de propulsie în etapă de croazieră menține MSL rotindu-se în jurul axei sale la o viteză de 2 rotații pe minut.

Vehiculul de reintrare

Traversarea atmosfera Marte la o viteză inițială de până la 6  kilometri De pe secundă determină o încălzire a părților exterioare ale sondei atingând o temperatură de 2100  ° C . Pentru a proteja roverul în această fază, acesta este încapsulat într-un vehicul de reintrare. Acesta este alcătuit dintr-un scut termic frontal, conceput pentru a rezista la căldura ridicată la care este supusă această parte a sondei și un scut spate, care conține în mod special parașuta. Vehiculul de reintrare are forma unui con de sferă cu unghi de jumătate de 70 ° moștenit din programul Viking, care este utilizat pe toate vehiculele NASA trimise ulterior pe suprafața lui Marte. Pe de altă parte, sonda inovează cu motoare rachete care fac posibilă controlul activ și nu mai pasiv orientarea vehiculului de reintrare până la lansarea parașutei pentru a corecta abaterile de la traiectoria nominală și a permite o aterizare.precizie. Scutul încapsulează etapa de coborâre și rover și este integral cu etapa de croazieră în timpul tranzitului Pământ-Marte.

Scutul termic frontal

Frontal scut termic , cu o masă de 440,7  kg , este o structură de 4,5  m în diametru , adică că dimensiunea sa este mai mare decât scutul capsulei Apollo (4  m ) și cea utilizată de rovere MEC (2,65  m ). Există o relație directă între diametrul ecranului, eficiența frânării atmosferice și masa care poate fi plasată în siguranță pe solul marțian. Diametrul adoptat este valoarea maximă autorizată de caracteristicile geometrice ale lansatorului și ale instalațiilor de lansare. Masa MSL este foarte aproape de limita superioară admisă de acest diametru. Scutul este acoperit cu un ansamblu de plăci dintr-un material ablativ, PICA, care disipă căldura prin evaporarea treptată.

Scutul din spate

Bara de protecție spate, cântărind 576,6  kg , trebuie să facă față temperaturilor mai puțin extreme. Structura, realizată din fagure de aluminiu, este supusă unor solicitări termice ridicate din cauza rolului foarte activ jucat de motoarele de rachete în timpul reintrării atmosferice și a fost necesar să se utilizeze materialul ablativ folosit pe scutul termic înainte de predecesorii săi. Este străpuns cu patru deschideri prin care se deschid duzele celor 8 motoare rachete cu o forță de 308 newtoni, utilizate pentru a controla unghiul de atac și mai general orientarea mașinii: raportul de ridicare / tracțiune ( finețea este astfel permanentă adaptat în timpul reintrării atmosferice , ceea ce face posibilă corectarea erorilor de traiectorie). Greutățile de tungsten , reprezentând o masă totală de 300  kg , sunt eliberate înainte și după reintrarea atmosferică pentru a modifica baricentrul sondei. Bara spate are două panouri de acces care permit intervenția până în ultimul moment înainte de lansare. Scutul este acoperit de compartimentul parașută care se desfășoară atunci când viteza sondei scade sub Mach 2. La baza acestui compartiment se află radomele celor două antene cu câștig redus (una dintre ele este înclinată): acestea sunt utilizate pentru a transmite la Pământ informații despre progresul reintrării atmosferice.

Etapa de coborâre

Etapa de coborâre are grijă de ultima fază a coborârii și depune ușor roverul pe solul marțian. Implementează o arhitectură complet diferită de cea utilizată pentru landerii marțieni care au precedat-o:

  • roverii MER și Mars Pathfinder au folosit airbag-uri pentru faza finală a aterizării. Într-un astfel de sistem, vitezele reziduale orizontale și verticale la momentul contactului cu solul sunt mari (mai mult de 10  m / s ) în timp ce un sistem complex, deci greu, este implementat astfel încât roverul să se poată elibera de sol. etapa de coborâre după aterizare.
  • sondele Viking și Phoenix au aterizat folosind motoare de rachetă. Pentru a nu săpa zona de aterizare și pulveriza sonda cu praf, motoarele sunt oprite înainte de contactul cu solul și viteza reziduală de aterizare (verticală 2,5  m / s și orizontală 1,5  m / s ) trebuie depășită de picioarele cu șoc absorbante.

Masa Curiozității exclude utilizarea airbagurilor. Proiectanții MSL nu au dorit să utilizeze conceptul dezvoltat pentru Viking și Phoenix, deoarece implică riscuri semnificative de pierdere a rover-ului dacă aterizarea se face într-o zonă presărată cu pietre, pe o pantă sau în prezența vânturilor puternice. Rover-ul Curiosity este coborât după 3 cabluri de 7,5 metri lungime de treapta de coborâre, care rămâne într-o poziție fixă ​​deasupra solului ca un elicopter-macara datorită motoarelor sale rachetă: rover-ul este astfel aterizat la viteză foarte mică ( 0,75  m / s ) pe sol marțian. Această tehnică face posibilă plasarea în același timp a roverului pe pante înclinate sau cu pietre, pentru a preveni explozia motoarelor de a ridica praful de la sol și pentru a elimina necesitatea unui sistem de debarcare din etapa de coborâre. Pe de altă parte, rezultă o mare complexitate a fazei de dezvoltare, în special a sistemului de ghidare, navigație și pilotare.

Pentru a-și îndeplini misiunea, etapa de coborâre, cu o masă de 1.068  kg , include:

  • opt motoare cu rachetă (motoare MLE Mars Lander) cu o forță unitară reglabilă între 400 și 3.060 newtoni (de la 13 la 100%) responsabile de anularea vitezei reziduale de coborâre de la altitudinea de 1  km . În acest scop au 397  kg de combustibil. Aceste motoare derivă din cele utilizate de etapa de coborâre a sondelor Viking  ;
  • opt motoare mici pentru rachete responsabile de controlul orientării ( atitudinii ) sondei;
  • un radar Doppler Ka-band (TDS Terminal Descent Sensor) cuprinzând 6 antene care emit cât mai multe fascicule la unghiuri diferite dezvoltate de JPL. De îndată ce scutul termic este eliberat, radarul este responsabil pentru determinarea altitudinii sondei și a vitezei acesteia în raport cu solul marțian;
  • trei cabluri conectate la o bobină (Bridle Umbilical Device BUD) și un cordon ombilical care conectează roverul și etapa de coborâre atunci când acesta din urmă plasează roverul pe solul marțian.

Roverul Curiosity

Curiozitatea Rover este o mașină deosebit de impunător , cu o masă de 899  kg , comparativ cu 174  kg , pentru Spirit și Opportunity rovere , și abia cu 10,6  kg pentru Sojourner . Dimensiunea sa îi permite să transporte 75  kg de instrumente contra 6,8  kg pentru rover-urile MER. Roverul are o lungime de 2,7  m . Partea centrală a roverului montat pe roți, „ cutia electronică caldă ” ( WEB) conține electronica și cele două instrumente științifice care trebuie să analizeze probele de sol și rocă. Un catarg, care este situat în partea din față a acestei cutii și care se ridică la 2,13 metri, poartă mai multe camere, sonde atmosferice, precum și spectrometrul cu laser. Brațul telecomandat este articulat în partea din față a roverului și susține la capătul său echipamentul de colectare a probelor, precum și două instrumente științifice. Partea din spate a carcasei este ocupată de generatorul termoelectric radioizotopic, care deasupra antenelor de telecomunicații.

Suspensie și roți

Roverul trebuie să acopere terenul cu nereguli (roci), pante abrupte și sol a cărui consistență, uneori nisipoasă, poate duce la blocarea vehiculului și poate duce la pierderea acestuia, așa cum a fost cazul Spirit . Cu toate acestea, mai multe caracteristici permit roverului să facă față mai bine acestor dificultăți decât predecesorii săi. Curiozitatea se poate aventura pe pante la 45 ° fără a privi înapoi. Poate urca stânci sau traversa găuri mai mari decât diametrul roților sale (50  cm ). Pentru a realiza acest lucru, folosește o suspensie , denumită rocker-bogie , dezvoltată de NASA pentru roverii MER: aceasta limitează înclinația corpului roverului atunci când traversează un obstacol care ridică doar unul pe ambele părți. Cele 6 roți, care au caneluri pe suprafața lor pentru o mai bună aderență pe teren moale sau pe roci cu față abruptă, sunt echipate fiecare cu un motor individual. Fiecare dintre cele 4 roți de capăt are un motor care acționează asupra direcției, care permite roverului să pivoteze în poziție.

Producere de energie

Roverul Curiosity are o sursă de energie independentă de iluminare. Provine de la un generator electric nuclear. Mai precis, este o rivalului generație radioizotop termoelectric (RTG) Generator , MMRTG dezvoltat de DOE si produs de Boeing , folosind o încărcare de 4,8  kg de PUO 2 plutoniu dioxid de carbon .îmbogățit în plutoniu 238 generând o putere inițială de aproximativ 2000  W termică transformată nominal în 120  W electrică prin termocupluri bazate pe materiale termoelectrice noi , și anume PbTe / TAGS în locul vechilor componente siliciu - germaniu . Roverul are 2,7  kWh / zi în loc de 0,6 până la 1  kWh / zi pe Opportunity , a cărui putere reziduală,12 mai 2009(după 1884 soli) a fost de numai 460  Wh / zi . În plus, această putere va fi independentă de intensitatea radiației primite de la Soare și, prin urmare, nu va necesita oprirea misiunii în timpul iernii marțiene, spre deosebire de cazul Spirit și Opportunity. MSL are o autonomie nominală de un an marțian, sau aproape doi ani de pe Pământ, dar sursa sa de energie ar trebui să furnizeze încă 100  W de electricitate după 14 ani de funcționare a Pământului. Electricitatea este stocată în două baterii reîncărcabile litiu-ion, fiecare cu o capacitate de 42 Ah . Un sistem de radiatoare cuprinzând aproape cincizeci de metri de tuburi în care circulă un fluid de transfer de căldură face posibilă respingerea excesului de căldură.

Calcul încorporat

Roverul are două computere identice „întărite la radio” pentru a rezista razelor cosmice . Amândoi folosesc un microprocesor RAD750 care oferă o putere de 400  M IPS la 200  MHz , succesorul RAD6000 folosit de Mars Exploration Rovers . Fiecare computer are 256  KB de EEPROM , 256  MB de memorie DRAM și 2  GB de memorie flash . Computerul de bord Curiosity are o capacitate de zece ori mai mare decât a rover-urilor MER. Controlează activitățile roverului pe suprafața lui Marte, dar joacă și rolul unui computer de bord pentru întreaga sondă în toate fazele de la lansare până la sosirea pe solul marțian.

Brațul sculei

La fel ca rover-urile MER, rover-ul MSL are un braț ( Robot Arm RA) care poartă la capăt un set de instrumente folosite pentru a analiza probele de sol și rocă in situ ; brațul permite, de asemenea, colectarea probelor care sunt analizate de mini-laboratoarele SAM și CheMin. Brațul este fixat pe fața frontală a rover-ului și, atunci când se află la extinderea maximă, permite poziționarea suportului sculei la 1,9 metri de acesta. Uneltele situate la capătul brațului pot fi poziționate cu fața către zona de analizat, fără ca roverul să se miște, datorită mai multor articulații motorizate care oferă 5 grade de libertate . Volumul spațiului accesibil formează un cilindru vertical de 80  cm în diametru, 100  cm înălțime poziționat la 1,05 metri de fața frontală a roverului și a cărui bază poate fi amplasată, pe un teren plat, la 20  cm deasupra. Sub nivelul solului.

Suportul pentru scule, cu un diametru exterior de 60  cm , include cinci scule:

  • două instrumente științifice
    • spectrometrul cu raze X APXS,
    • camera de microscop MAHLI,
  • trei instrumente utilizate pentru prelevarea și condiționarea probelor de sol și roci marțiene pentru analiză de către echipamente științifice:
    • burghiul PADS ( Powder Acquisition Drill System ) vă permite să găuriți o gaură de 5  cm adâncime și cu un diametru de 1,6  cm . Materialul măcinat este colectat de la o adâncime de 2  cm și transferat la sistemul de preparare a probelor CHIMRA. O forță de 240 până la 300 de newtoni poate fi exercitată de burghiu, care se poate roti cu o viteză cuprinsă între 0 și 150 de rotații pe minut sau poate opera în percuție cu o rată de 1800 de lovituri pe minut, cu o energie de 0,4 până la 0,8  juli . În cazul în care burghiul se blochează în piatră, burghiul are două burghie de rezervă stocate pe fața frontală a roverului.
    • peria DRT ( Dust Removal Tool ) cu un diametru efectiv de 4,5  cm îndepărtează stratul superficial de praf care acoperă zona de examinat.
    • Sistemul de preparare a probelor CHIMRA ( Colectare și manipulare pentru analiza interioară a rocilor marțiene ) este format dintr-un mini excavator și un sistem de pregătire a probelor. Mini excavatorul colectează probe de sol la o adâncime de 3,5  cm și poate fi coborât într-un șanț până la 20  cm sub nivelul solului.
Manipularea probelor de sol marțian

Probele de sol marțian pot fi colectate folosind burghiul care are un sistem de colectare a rocilor zdrobite; aceasta este conectată printr-o conductă la sistemul de preparare a probelor CHIMRA. Proba poate fi colectată și de excavatorul inclus în ultimul echipament. Folosind mișcări de vibrații imprimate la CHIMRA, prin acționarea sistemului de percuție al burghiului și folosind mișcări de rotație ale suportului sculei care exploatează gravitația marțiană, proba este transferată în interiorul CHIMRA în camere. unul dintre cele două compartimente al căror conținut va fi analizat: unul cu o capacitate de 45 până la 65  mm 3 poate găzdui numai componente solide cu un diametru mai mic de 150 microni pentru CheMin, celălalt, cu o capacitate de 45 până la 130  mm 3 , poate primi componente solide cu un diametru de până la 1  mm . Brațul MSL poziționează apoi deschiderea compartimentului ales deasupra deschiderii unuia dintre cele două instrumente științifice (CheMin sau SAM) situate pe puntea superioară a roverului: conținutul compartimentului pentru probă este apoi turnat în instrumentul științific după deschidere ușile prin transmiterea vibrațiilor către CHIMRA. Proba poate fi, de asemenea, aruncată pe o mică tavă de observare situată în partea din față a roverului și studiată folosind camera microscopului și APXS situate la capătul brațului. Pentru a curăța conținutul CHIMRA între două probe, diferitele camere ale acestui echipament sunt deschise, vibrate pentru a evacua complet conținutul lor și pot fi examinate folosind camerele roverului.

Pentru a ne asigura că probele de sol marțian analizate de SAM sau CheMin nu sunt contaminate de componentele de pe Pământ care ar fi rezistat procedurilor de sterilizare efectuate înainte de plecare, verificările pot fi făcute de cinci ori pe durata sejurului pe Marte: în acest scop, cinci probe de referință numite Organice Verificați materialul (OCM) a fost atașat la partea din față a rover-ului în cazuri sigilate. Aceste CMO conțin dioxid de siliciu amorf dopat cu cantități mici de produse organice care nu există pe Pământ sau a priori pe Marte. Instalația de foraj este utilizată pentru prelevarea unui eșantion care este apoi analizat de SAM pentru a se asigura că nu detectează alte componente de origine terestră.

Telecomunicații

Pentru a transmite datele științifice colectate, datele de navigație și datele de telemetrie privind funcționarea acestuia, precum și pentru a primi instrucțiunile dezvoltate de echipă pe uscat, roverul are mai multe antene . O antenă cu elice quadrifilare care funcționează în banda UHF este utilizată pentru comunicații cu rază scurtă de acțiune cu sonde care orbitează Marte. Viteza maximă este de 1,35 megabiți pe secundă în direcția rover-satelit și 256 kilobiți în direcția inversă. Acest mod de comunicare este cel mai preferat, deoarece sateliții se află frecvent în raza antenei roverului: Odyssey și MRO stochează datele și le transmit Pământului atunci când stațiile terestre sunt la vedere. Cele două antene cu bandă X sunt utilizate pentru comunicații pe distanțe lungi direct cu Pământul. Antena omnidirecțională cu câștig redus nu trebuie să fie orientată, dar debitul său este limitat. Antena cu câștig mare în formă de hexagon plat permite debite mari, dar trebuie îndreptată exact către Pământ. A fost dezvoltat de Spania (EADS CASA ESPACIO) și are două grade de libertate, ceea ce îi permite să fie întoarsă către țintă fără a muta roverul. Aceste antene sunt atașate la spatele punții superioare a roverului.

NASA a estimat volumul mediu de date științifice care trebuie transferate pe Pământ în fiecare zi la 250 megabiți, în timp ce datele utilizate pentru stabilirea planului de lucru sunt de 100 megabiți pe zi. Cea mai mare parte a acestui transfer ar trebui să fie gestionată de MRO, care va colecta datele UHF în timpul zborului său zilnic peste locul de aterizare MSL în jurul orei 3 a.m. În medie, MRO poate colecta 687 megabiți de date în fiecare zi, cu un minim de 125 megabiți. Roverul va primi instrucțiuni de la Pământ la începutul zilei de lucru a benzii X folosind antena cu câștig mare, în timp ce raportul zilei trimis de rover va trece prin banda UHF.

Navigarea pe solul marțian

Pentru ca roverul să se miște, roverul și echipajele de la sol folosesc imaginile furnizate de mai multe camere. Patru perechi redundante, numite HazCam (Hazard Avoidance Cameras), sunt montate în perechi în partea din față și din spate a corpului rover-ului și sunt utilizate pentru a detecta obstacolele care se prezintă pe calea roverului. Aceste dispozitive cu un obiectiv fisheye cu un câmp optic de 124 ° oferă imagini alb-negru pentru a reconstrui o imagine tridimensională a ceea ce se află în față și în spatele roverului până la 3 metri distanță și pe o lățime de 4 metri. Pentru a proteja țintele de praful ridicat de aterizare, acestea sunt acoperite de un capac care este eliberat de un dispozitiv pirotehnic odată ce rover-ul se află pe solul marțian. Alte două perechi de camere (camere de navigație sau camere NavCams) montate în partea superioară a catargului rover-ului pe ambele părți ale camerelor științifice MastCam, oferă panorame de relief pe un câmp de 45 °. Sunt folosite cu camerele HazCam pentru a determina configurația terenului și pentru a planifica mișcările roverului. O unitate inerțială cu trei axe ar trebui să faciliteze navigarea pe teren. Roverul se poate deplasa cu o viteză de 4  cm pe secundă în navigație automată fără detectarea obstacolelor, adică 150  m / h , dar dacă este activată detectarea obstacolelor, viteza acestuia scade la 2  cm pe secundă, adică 75  m / h în mediu luând în considerare să ia în considerare neregulile solului sau problemele de vizibilitate. Rover-ul Curiosity este conceput pentru a parcurge cel puțin douăzeci de kilometri în cele 22 de luni pământești în care trebuie să dureze cel puțin misiunea sa principală.

Scenariul misiunii

Începutul

Lansatorul Delta II utilizat de obicei de NASA pentru lansarea sondelor sale interplanetare nu a putut fi selectat pentru MSL, având în vedere masa și diametrul său. Sonda trebuie lansată de o rachetă Atlas V 541; această versiune a lansatorului, a clasei de putere a rachetei Ariane V, are un carenaj cu un diametru de 5 metri și poate amplasa o sondă de 4 tone pe o traiectorie interplanetară.

Distanța dintre Pământ și Marte se schimbă constant și acesta din urmă devine accesibil doar pentru o perioadă de câteva luni la fiecare doi ani. În plus, lansarea ar trebui să permită sondei spațiale să ajungă aproape de Marte în condiții foarte precise:

  • Soarele trebuie să se ridice peste locul de aterizare,
  • sondele Odiseea și MRO , pe orbita din jurul lui Marte, trebuie să fie capabile să retransmită legături radio pe toată durata coborârii către solul marțian,
  • zona de aterizare ar trebui să fie acoperită, dacă este posibil, de antenele de recepție de pe Pământ într-un unghi care nu este prea nefavorabil,
  • viteza de sosire în atmosfera marțiană trebuie să fie mai mică sau egală cu 5,9  km / s .

Toate aceste condiții și capacitățile lansatorului de succes au dus la selectarea a două ferestre de lansare de 24 de zile. Primul situat între22 octombrie si 14 noiembrieeste mai favorabil, deoarece permite o intrare la o viteză mai mică de 5,6  km / s, dar este totuși condiționată de respectarea programului de lansare a sondei Jovian Juno planificată înaugust 2011și care folosește aceleași facilități de lansare la baza Cape Canaveral din Florida; a doua fereastră de lansare, aleasă în cele din urmă, este situată între25 noiembrie si 18 decembrie 2011. În funcție de ziua lansării, lansatorul ar trebui să imprime o viteză de eliberare între 11,2 și 19,9 km / s . Pentru a respecta reglementările impuse pentru lansările care transportă material radioactiv, lansarea trebuie să aibă loc în timpul zilei. Fereastra de lansare rezultată este de aproximativ 2 ore pe zi.  

Lansarea are loc în două faze. A doua etapă Centaur a lansatorului plasează sonda MSL pe o orbită de pământ de 165  km × 271  km cu o înclinație de 29 °. Apoi, după ce a finalizat un număr variabil de orbite în jurul Pământului, când poziția ansamblului permite obținerea condițiilor optime de sosire pe Marte, al doilea stadiu Centaur este re-aprins și acesta injectează MSL pe o traiectorie interplanetară către Marte care ar trebui să-i permită să ajungă pe Marte prin inerția sa, descriind o orbită Hohmann . După stadiul Centaurului, acesta din urmă stabilește sonda în rotație lentă (2 rotații pe minut) pentru a-și stabiliza traiectoria, apoi se declanșează separarea sondei și a lansatorului.

Tranzit între Pământ și Marte

După separarea sa de lansator, sonda spațială începe faza de croazieră, cu o durată de aproximativ șapte luni, timp în care se apropie de Marte doar datorită vitezei dobândite. În această fază, rolul activ este jucat de etapa de croazieră:

  • sonda în timpul acestui tranzit este stabilizată prin rotirea în jurul axei sale cu o viteză de 2 rotații pe minut.
  • etapa de croazieră menține orientarea sondei astfel încât panourile sale solare și antena de telecomunicații să fie îndreptate spre Soare și Pământ.
  • etapa de croazieră efectuează mici corecții de atitudine, dacă este necesar, folosind căutătorul de stele pentru a detecta abaterile. În timpul tranzitului Pământ-Marte sunt programate șapte corecții ale traseului (corectarea traiectoriei pentru manevrarea TCM), dintre care două sunt opționale. Primele două, 15 zile și 120 de zile de la data lansării, fac posibilă corectarea erorilor de injecție pe traiectoria interplanetară și eliminarea prejudecății introduse în mod voluntar pentru a evita o scădere din stadiul Centaur de pe Marte care ar putea contamina planeta. A treia corecție TCM-3 ar trebui să permită sondei să aterizeze exact în punctul dorit pentru a începe o coborâre optimă pe solul marțian. În cele din urmă, sunt planificate 4 manevre corective în cele 8 zile care preced sosirea la orele D-8, D-2, D-1 și D-9. Toate aceste corecții se fac fie prin alinierea orientării pentru a optimiza consumul de combustibil, fie prin menținerea orientării.
  • etapa de croazieră controlează parametrii sondei și îi transmite echipelor de pe Pământ.

Data sosirii pe solul marțian, care depinde de data lansării, trebuie să fie între 6 august și 20 august 2012 . Sonda începe pregătirile pentru aterizare, care este cea mai delicată parte a misiunii, cu 45 de zile înainte de aceasta. Corecțiile finale ale cursului se fac după măsurători foarte precise de pe Pământ ale poziției și deplasării MSL. Ultimele instrucțiuni pentru faza de reintrare și succesiunea operațiunilor la sol pentru primele zile sunt actualizate.

Coborâre pe solul marțian și aterizare

Noi tehnici de coborâre

Să poată ateriza masa roverului de cinci ori mai mare decât a predecesorilor săi și să efectueze o aterizare de precizie care să permită roverului Curiosity să ajungă în zona de studiu aleasă de oamenii de știință fără a fi nevoie să facă un număr de kilometri mai mare decât ceea ce îi permite autonomie, MSL inaugurează noi tehnici de coborâre spre solul marțian:

Prima parte a coborârii are loc cu viteză hipersonică . În timp ce predecesorii săi au avut un comportament pasiv în această fază, MSL își adaptează în mod constant unghiul de atac folosind motoare rachete mici . Acest lucru îi permite, pe de o parte, să prelungească faza de coborâre: traiectoria sondei descrie S jucând pe înclinația laterală. Câștigul în timp obținut permite MSL să-și micșoreze viteza mai devreme și, prin urmare, să aterizeze la o altitudine mai mare. Pe de altă parte, motoarele de rachetă fac posibilă corectarea abaterilor de la traiectoria care duce la locul țintă prin ajustarea unghiului de atac. Această tehnică face posibilă restricționarea zonei probabile de aterizare la o elipsă de 10  km pe 5  km lățime față de 80  km pe 12  km pentru roverii MER. Situl selectat poate include o zonă de aterizare deschisă de dimensiuni mult mai mici și se află în raza de acțiune a rover-urilor de mare interes geologic, care ar fi inaccesibil cu o precizie mai mică.

Roverul inaugurează o nouă tehnică de aterizare finală:

  • pentru a ateriza pe solul lui Marte, utilizarea sistemului airbag implementat de roverii MER (Spirit și Opportunity) nu este adaptată la masa MSL de 5 ori mai grea: într-adevăr, această tehnică necesită un protector de plic care reprezenta aproape de două ori masa rover-ul MER (348  kg pentru un rover de 185  kg ). Transpuse la MSL, ajungem la o masă de aproximativ 1,7 tone, în timp ce soluția aleasă permite o etapă de coborâre de 1,2 tone.
  • nici soluția alternativă implementată de landerii Viking , care au folosit motoare rachete pentru a ateriza, nu este nici transpozabilă. Într-adevăr, rover-ul Curiosity, spre deosebire de landers-urile Viking fixe, trebuie să fie capabil să se desprindă de stadiul său de transport.

Soluția adoptată este o aterizare folosind rachete atașate la o treaptă de coborâre care se separă de rover în ultimii câțiva metri pentru a o lăsa deasupra solului înainte de a se ridica din nou pentru a se prăbuși la o distanță de securitate.

Compararea performanțelor diferiților landeri marțieni americani
Caracteristici Viking (1975) Mars Pathfinder (1996) SEA (2003) MSL (2011)
Masă la începutul reintrării atmosferice 992  kg 584  kg 827  kg 3.299  kg
Masa de aterizare 590  kg 360  kg 539  kg 1.541  kg
Masa roverului - 10,5  kg 185  kg 899  kg
Control în timpul reintrării atmosferice Numai orientare Nu Nu Unghiul de atac
Raport ridicare / tragere 0,18 0 0 0,22
Diametrul parașutei 16  m 12,5  m 14  m 21,5  m
Viteza de deschidere a parașutei Mach 1.1 Mach 1,57 Mach 1,77 Mach 2
Viteza de aterizare verticală și orizontală Vv < 2,4  m / s
Vh < 1  m / s 		Vv < 12,5  m / s
Vh < 20  m / s 		Vv < 8  m / s
Vh < 11,5  m / s 		Vv < 0,75  m / s
Vh < 0,5  m / s
Metoda de aterizare Rachete retro Perne gonflabile Perne gonflabile Macara
Precizie de aterizare 280 × 180  km 200 × 100  km 80 × 12  km 7 × 20  km

Aterizarea pe Marte se împarte în cinci faze:

  • faza de abordare,
  • reintrarea atmosferică controlată care scade viteza la Mach 2 în timp ce corectează activ abaterile de la traiectoria ideală,
  • coborârea sub parașută când viteza a scăzut sub Mach 2,
  • coborârea propulsată de la 1.500 de metri deasupra nivelului mării datorită motoarelor responsabile de anularea vitezei reziduale,
  • îndepărtarea prin etapa de coborâre care funcționează ca un elicopter cu rover macara pe sol marțian.
Faza de abordare

Obiectivul principal al fazei de abordare este ca sonda spațială să ajungă la punctul de intrare în atmosfera marțiană și la ora programată. În acest scop, se efectuează o corecție finală a traiectoriei (TSCM-6), dacă este necesar, cu 9 ore înainte de reintrarea atmosferică după analiza poziției și a vectorului de viteză al sondei. Echipa JPL estimează că eroarea de poziționare la intrarea în atmosferă ar trebui să fie de cel mult 2  km și deviația reală a vitezei față de cea așteptată de 1,5  m / s . Se efectuează apoi mai multe manevre:

  • motoarele de control al orientării vehiculului de reintrare sunt preîncălzite și circuitul de reglare termică este curățat în timp ce sonda își reglează orientarea cu ajutorul căutătorului său de stele .
  • vehiculul de reintrare care încapsulează restul sondei eliberează etapa de croazieră cu 10 minute înainte de începerea reintrării atmosferice.
  • viteza de rotație a sondei pe axa sa este anulată: acum sonda este stabilizată cu 3 axe.
  • apoi sonda își modifică orientarea care a favorizat telecomunicațiile cu Pământul și iluminarea panourilor solare pentru a adopta poziția pe care o va menține în timpul reintrării atmosferice cu scutul său termic orientat în față.
  • cu cinci minute înainte de reintrarea atmosferică, sunt scoase două greutăți de 75  kg pentru a deplasa baricentrul situat până atunci în axa sondei: dezechilibrul generat ulterior face posibilă menținerea unui unghi de atac diferit de zero generând o ridicare care prelungește coborârea și acordați traductorului timp pentru a-și reduce suficient viteza înainte de a ajunge la sol.
O reintrare atmosferică pilotată

Coborârea către Marte începe când sonda spațială se apropie de straturile superioare ale atmosferei marțiene a căror altitudine este setată în mod arbitrar la 226  km deasupra solului. MSL începe apoi o coborâre care va dura aproximativ 7 minute. Când începe reintrarea atmosferică , viteza MSL este apoi între 5,5 și 6  km / s ( Mach 24). Vehiculul de reintrare format din două scuturi alăturate joacă două roluri: în timp ce frânarea atmosferică aduce temperatura scutului frontal la o temperatură care atinge un vârf de 1.450  ° C , menține o temperatură normală în corpul sondei. În plus, bara spate are 4 motoare de rachetă mici care emit jeturi de gaz, care permit sondei să-și regleze continuu unghiul de atac  ; aceasta, menținută în mod normal la 18 °, este ajustată pentru a compensa abaterile de la traiectoria țintă cauzate de perturbări atmosferice și comportamentul aerodinamic al vehiculului de reintrare. Când viteza mașinii a scăzut sub 900 de metri pe secundă, unghiul de atac este redus la 0 prin ejectarea a 6 greutăți de 25  kg, ceea ce plasează baricentrul în axa sondei. Aceasta este pentru a limita oscilațiile create de desfășurarea parașutei. Ieșirea este declanșată atunci când viteza a scăzut sub 450 de metri pe secundă (aproape Mach 2).

Coborârea sub parașută

Parașuta cu diametrul de 21,5 metri este, până la un factor de scară, o moștenire a parașutei dezvoltată pentru programul Viking . În timpul coborârii sale sub o parașută care durează între 50 și 90 de secunde, viteza MSL este redusă la 100  m / s (360 km / h) și aproximativ 95% din energia cinetică care a rămas înainte de deschiderea sa este disipată. Ecranul termic este evacuat de îndată ce viteza scade sub Mach 0,8, care eliberează antena radar Doppler de la etapa de coborâre, ceea ce poate oferi o primă estimare a altitudinii și a vitezei utilizând reflexiile emisiilor sale pe solul marțian. În această fază, sonda trebuie să limiteze rotația capsulei sub parașută, un fenomen dificil de modelat și periculos care rezultă din oscilații la viteza supersonică; motoarele de control al orientării barei de protecție spate sunt utilizate pentru a contracara aceste mișcări. Camera MARDI începe să facă fotografii cu solul marțian sub rover cu o rată de 5 imagini pe secundă imediat ce scutul termic frontal nu mai obstrucționează câmpul optic până la aterizare aproximativ 2 minute mai târziu: imaginile vor fi folosite de către oamenii de știință pentru a localiza viitoarea zonă de debarcare și a identifica formațiuni geologice interesante de explorat situate la mai puțin de 2  km de aceasta; de asemenea, fac posibilă verificarea performanței unității de inerție a roverului. La o altitudine cuprinsă între 1500 și 2000 de metri, scutul din spate și parașuta sunt eliberate pentru a începe coborârea electrică. Chiar înainte de această lansare, cele 8 motoare din etapa de coborâre sunt pornite la 1% din tracțiunea lor nominală.

Coborârea electrică

Coborârea electrică are două obiective: aducerea sondei la o altitudine de 18,6  m cu o viteză verticală reziduală de 0,75  m / s și o viteză orizontală zero, modificând în același timp traiectoria sondei, astfel încât roverul să nu aterizeze în în același loc cu bara spate sau parașuta. La începutul acestei faze, scutul din spate și parașuta atașată acestuia sunt eliberate prin declanșarea încărcărilor pirotehnice. Etapa de coborâre cade o secundă în cădere liberă pentru a se îndepărta suficient, apoi cele 8 motoare își măresc forța pentru a ajunge, la o altitudine de 100 de metri, pentru a reduce viteza verticală la 20  m / s și pentru a anula viteza orizontală. În același timp, sonda este separată cu 300 de metri de calea urmată de scut și parașută. Coborârea continuă vertical pentru a avea o măsurare precisă a altitudinii și pentru a corecta o estimare anterioară care poate fi eronată cu 50 de metri datorită reliefului și a deplasării parțial orizontale a sondei. De la o altitudine de 50 de metri, viteza verticală este redusă la 0,75  m / s când se atinge altitudinea de 21 de metri. Apoi, sonda planează practic.

Așezându-l pe pământ

Ultima fază a coborârii folosește o tehnică complet nouă. În timp ce sonda se află la 21 de metri deasupra solului cu o viteză orizontală zero și o viteză verticală constantă descendentă limitată la 0,75 m / s, rover-ul a coborât după trei cabluri lungi de 7,5 metri. Prin desfășurarea roților, este eliberat imediat ce sistemul care controlează coborârea detectează că forțele de tracțiune exercitate asupra cablurilor s-au slăbit, ca o consecință a îndepărtării efective a roverului. Acest lucru permite roverului să contacteze la viteză redusă, care este plasat pe sol pe roțile sale în configurație operațională. Amortizoarele vehiculului sunt utilizate pentru a amortiza contactul.

Un sistem pirotehnic separă roverul de etapa de coborâre în timp ce altitudinea este de 17,6 metri. Roverul coboară suspendat la capătul celor 3 cabluri care își exercită tracțiunea în apropierea baricentrului etapei de coborâre pentru a evita deranjarea echilibrului acestuia. În același timp, roțile roverului sunt desfășurate. Un cordon ombilical conectează, de asemenea, roverul, al cărui computer controlează progresul operației și etapa de coborâre. La șapte secunde după începerea acestei secvențe, cablurile sunt complet desfăcute. În următoarele 2 secunde, sistemul își propune să amortizeze mișcările cauzate de întreruperea derulării cablurilor. Sistemul este apoi gata pentru contactul cu solul. Acest lucru este detectat atunci când tracțiunea pe cabluri scade, necesitând o reducere semnificativă a forței exercitate de motoare pentru a menține o viteză constantă de coborâre. Computerul de bord studiază pe o perioadă de o secundă evoluția comportamentului etapei de coborâre (valoarea forței motorului și variația acestuia) și deduce că rover-ul este așezat corect pe sol. Când se confirmă contactul cu solul, este dat ordinul de a tăia liniile la rover. Apoi, etapa de coborâre, acum controlată de propriul procesor, începe o manevră care trebuie să o îndepărteze de zona de aterizare: forța motorului este crescută pentru o anumită perioadă de timp, astfel încât etapa de coborâre să reia din altitudine, apoi își schimbă orientarea cu 45 ° și apoi crește tracțiunea motoarelor sale până la 100% și menține acest mod de funcționare până când combustibilul se epuizează. Este de așteptat ca în toate cazurile etapa de coborâre să se prăbușească la cel puțin 150 de metri de locul de aterizare al roverului.

Mars Geolocation.jpg Locația orașului 3 martie Locația orașului Viking 1 Locația orașului Viking 2 Locația orașului Marte Pathfinder Locația orașului Spirit Locația orașului Oportunitate Locația orașului Phoenix Locația orașului Curiozitate Locația orașului Perseverenţă Locația orașului Beagle 2 Locația orașului Schiaparelli Locația orașului InSight Locația orașului 6 martie Locația orașului 2 martie

Poziția Curiozității în raport cu alte sonde spațiale care au aterizat pe Marte.

Operațiuni la sol

Activarea roverului

Datorită sistemului său de cădere a solului, Curiosity este practic operațională imediat ce ajunge pe solul marțian: roțile sale sunt desfășurate și nu trebuie să debarce de pe o platformă precum rover-urile MER care au precedat-o. Cu toate acestea, imediat după sosirea la sol, inginerii de la sol trebuie să se asigure, folosind senzorii de la bordul roverului, că nu se află într-o poziție periculoasă înainte de orice mișcare. Deși garda la sol este de 60  cm și poate urca pante de 50 °, primele manevre pot fi dificile dacă zona de aterizare nu este foarte favorabilă. Roverul începe o secvență de sarcini automate: catargul și antena cu câștig mare sunt plasate într-o poziție verticală, telecomunicațiile cu Pământul sunt testate, imaginile sunt trimise pentru a permite controlorilor de la sol să identifice cu precizie locul de aterizare și poziția roverului. Prima deplasare a roverului are loc numai după o săptămână.

Planificare

După aproximativ o săptămână, Curiosity își începe misiunea operațională. Durata inițială a acestuia este de un an marțian, adică 687 de zile pe Pământ sau 669 de zile marțiene (sol). În această perioadă, roverul va avea o activitate redusă timp de aproximativ douăzeci de zile în timpul conjuncției solare a18 aprilie 2013(telecomunicațiile au fost întrerupte deoarece Soarele intervine între Marte și Pământ) și aproximativ 10 zile pentru a permite actualizări de software . Roverul ar trebui să călătorească în aceste 22 de luni terestre de la 5 la 20  km . În timpul călătoriilor sale, este de așteptat să colecteze și să analizeze în jur de 70 de eșantioane de roci și de sol marțian.

Cursul primelor zile ale misiunii pe sol marțian
Datat Ziua misiunii Activitate
6 august 2012 5:24 UTC Etajul 0 Începutul reintrării atmosferice . Viteza MSL este de 5,9  km / s (~ Mach 17).
6 august 2012 5:31 UTC Etajul 0 Aterizând în craterul Gale după o coborâre de 7 minute. Pentru rover, este ora 15:00 (ora solară locală)
6 august Etajul 0 Transmiterea informațiilor privind starea roverului. Primele fotografii în format miniatură realizate de camerele HazCam.
7 august Etajul 1 Utilizarea antenei cu câștig ridicat , colectarea de date științifice despre meteorologie (instrument REMS) și nivelul radiației (RAD), fotografii suplimentare realizate. Verificarea funcționării sistemelor și instrumentelor. Controlul comportamentului termic.
8 august Etajul 2 Desfășurarea catargului, panoramă 360 ° cu camera NavCam, Foto a obiectivului de calibrare cu camera MastCam, a doua încercare de legătură directă cu Pământul.
9 august Etajul 3 Pregătirea actualizării software-ului încorporat, testarea mai multor instrumente științifice precum APXS, CheMin, DAN și SAM, realizarea unei panorame color cu MastCam
10 august Etajul 4 Pregătirea actualizării software-ului de la bord (continuare), utilizarea instrumentelor RAD și DAN în modul pasiv.
11 la ~14 august Sol 5 până la ~ Sol 8 Actualizarea software-ului de la bord. Versiunea 9 proiectată pentru faza de zbor este înlocuită de versiunea 10. Aceasta a fost preîncărcată în timpul zborului, dar trebuie testată înainte de implementare.
22 august Etajul 16 Primele mișcări ale roverului (3 metri înainte, rotație la 90 ° apoi 2 metri înapoi)
20 august - Folosirea brațului sculei pentru prima dată
29 august Sol 22 Roverul se îndreaptă spre primul loc de inspecție Glenelg, la 400  m de punctul de aterizare.
24 iunie 2014 Sol 669 Sfârșitul misiunii după un an marțian (687 zile pe Pământ, 669 zile marțiene)
Organizarea echipelor pe Pământ

Organizarea echipelor de pe Pământ evoluează pe măsură ce misiunea progresează. Reproduce ceea ce fusese pregătit pentru roverii MER. În primele 90 de zile, echipele lucrează 24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână la ora marțiană, adică avansând timpul cu 40 de minute pe zi. Pregătirea și monitorizarea operațiunilor zilei sunt efectuate în 16 ore de către două echipe care se alternează. În această perioadă, majoritatea tehnicienilor și oamenilor de știință implicați sunt adunați pe un singur site. Echipele au ca obiectiv să pătrundă în organizație, să controleze utilizarea roverului pentru a reduce treptat durata sarcinilor de pregătire a operațiunilor din zi și de urmărire la 8 ore. Această fază ar trebui să conducă la un mod de operare descentralizat în care oamenii de știință și tehnicienii să poată lucra din sediul instituției lor (laborator de cercetare, universitate, companie, centru NASA). În faza următoare, cu o durată de 90 de zile, echipele lucrează 7 zile pe săptămână, 16 ore pe zi, de la 6 a.m. la 8 p.m. (ora Pacificului ), deci nu mai sunt blocate pe ora marțiană. Ulterior, programele de lucru ale echipei de monitorizare sunt standardizate: 5 zile pe săptămână și 8 ore pe zi.

Pentru a îndeplini toate sarcinile de pregătire, gestionare și operare asociate misiunii, sunt înființate mai multe echipe: managementul misiunii, planificare, proiectare și navigație, operațiuni în timp real, operațiuni de inginerie (adică legate de funcționarea roverului), științific operațiuni. Operațiunile științifice și inginerești au două componente: pe termen scurt, adică în ceea ce privește ziua următoare sau cel mult câteva zile) și strategice (pe termen lung).

Activitățile roverului

Explorarea craterului Gale

Caracteristicile craterului Gale

Roverul va fi amplasat în interiorul craterului Gale la 4,6 ° latitudine sudică și 137,4 ° longitudine estică. Acest crater cu diametrul de 154  km are în centrul său Aeolis Mons , un vârf care se ridică la 5 km deasupra etajului său. Pârtiile acestui munte sunt suficient de blând pentru ca roverul să urce, dar Curiozitatea ar trebui să urce la poalele sale numai în timpul misiunii sale nominale, a cărei durată este stabilită la doi ani (adică un an marțian). Mai multe indicii, furnizate de instrumentele sateliților care orbitează Marte sugerează că apa a circulat odată în crater:

  • altitudinea redusă a pardoselii craterului (4,45  km sub nivelul mediu): dacă apa circula pe suprafața lui Marte, aceasta era concentrată în părțile inferioare.
  • prezența sulfaților și argilelor în părțile inferioare ale vârfului central,
  • în zonele superioare existența terenurilor fracturate umplute cu apă saturată cu minerale.

Straturile vizibile pe muntele central sugerează că este un martor al istoriei geologice a planetei de la impactul care a creat craterul cu aproximativ 3 miliarde de ani în urmă. Depozitele lăsate de fiecare perioadă ar trebui să fie găsite suprapuse acolo: cele mai vechi straturi ar trebui să fie situate la baza muntelui. Procesele care au condus la diversele formațiuni observate nu sunt, totuși, identificate cu certitudine.

  • Zona de aterizare din craterul Gale este o elipsă (20 × 8  km ) situată într-o zonă de câmpie numită Aeolis Palus, la poalele vârfului central Aeolis Mons, care se ridică la 5  km deasupra etajului craterului.

  • Vedere detaliată cu elemente geologice identificate și în linii punctate portocalii o posibilă traiectorie pentru rover. Cercul alb este conturul zonei de aterizare preconizate inițial și ovalul în linie albă groasă, zona de aterizare redusă rezultând dintr-o optimizare a tehnicii de aterizare dezvoltată ulterior.

Proces

Zonele craterului care sunt de interes primordial pentru oamenii de știință sunt situate pe flancurile muntelui central în afara zonei de aterizare a roverului; acesta nu a putut ateriza direct acolo, deoarece panta este prea importantă. Dar Curiozitatea are, nominal, o rază de acțiune de 20  km suficientă pentru a-i permite să ajungă în aceste locuri. În plus, au fost identificate și situri geologice interesante în interiorul zonei de debarcare. Echipa științifică a planificat explorarea detaliată a următoarelor formațiuni (a se vedea harta de mai sus):

  • delta aluvională situată în zona de aterizare și care se extinde între pereții craterului și nordul zonei. Ar trebui să existe material din părțile laterale ale craterului transportat în acel moment de apa de suprafață.
  • o zonă înclinată, situată la sud de delta aluvială și compusă din roci dure cu tonuri deschise. Ar putea fi roci sedimentare create de acțiunea apelor de suprafață, cum ar fi sărurile depuse de un lac în timpul uscării sale.
  • părțile inferioare ale muntelui central care au straturi care conțin argile, sulfați sau un amestec al celor două. Variațiile observate între diferitele straturi vor oferi informații despre schimbările care au avut loc în mediul marțian în acest timp umed și cald. Analizele efectuate de instrumentele rover-ului ar trebui, de asemenea, să ajute la validarea interpretării observațiilor făcute de orbitari cu privire la distribuția și abundența mineralelor. Sărurile de sulfat conțin urme de apă în structura minerală și o parte din această apă este eliberată în atmosferă în cele mai fierbinți ore ale zilei și apoi este absorbită în cele mai reci ore; măsurătorile pe care le va face roverul ar trebui să furnizeze informații despre ciclul curent al apei planetei.
  • în canioanele care taie în flancul nordic al rezultatului muntos central din fluxul trecut a apelor de suprafață prin straturile inferioare. Aceste canioane constituie un mediu locuibil distinct și posterior celor asociate cu timpul formării argilelor și sulfatilor. Analiza depozitelor la ieșirea din canioane ne va informa despre condițiile care domneau pe Marte în acel moment.
  • rețeaua de fracturi situate în partea superioară a straturilor bogate în sulfați este umplută cu materiale minerale rezultate din acțiunea apei de suprafață. Acestea sunt rămășițele unui al treilea mediu distinct de cele două precedente. Roverul va căuta componente organice în aceste depozite.

Viteza de progres a rover-ului va depinde de descoperirile făcute la fiecare site. Dacă roverul este încă operațional după ce a explorat aceste diferite formațiuni, este planificat să-l trimită pentru a studia straturile superioare (situate mai sus pe vârful central) corespunzătoare epocilor mai recente din istoria lui Marte.

Constrângeri

Operațiunile de pe solul lui Marte trebuie să ia în considerare mai multe constrângeri:

Energia disponibilă și constrângerea asupra volumului de date științifice generate

Roverul poate dedica doar 250 de wați de energie echipamentelor științifice. În timpul iernii marțiene, când temperatura scade, puterea disponibilă este chiar mai mică, deoarece trebuie alocată mai multă energie pentru a menține echipamentele sensibile la o temperatură suficientă. Cu toate acestea latitudinea sitului selectat (craterul Gale ), aproape de ecuator , permite roverul să beneficieze de o temperatură relativ ușoară între -100 și 0  ° C . În timpul unei zile marțiene, timpul de activitate al roverului este limitat la 6 ore. Cantitatea de date științifice care poate fi transmisă a fost limitată la o medie de 250 megabiți pe zi marțiană pentru a ține seama de disponibilitatea sateliților responsabili de legăturile cu Pământul.

Autonomie

Roverul nu este în general capabil să lanseze operațiuni și trebuie să primească instrucțiuni de la operatorii de pe Pământ pentru a începe o nouă sarcină:

  • activitățile științifice care urmează să fie desfășurate sunt condiționate de mai multe observații preliminare efectuate folosind diferite instrumente (de exemplu, camera de navigație apoi camera științifică apoi ChemCam) între care este inserată o analiză de către oamenii de știință de pe Pământ pentru a identifica țintele interesante și a defini în consecință următorul pas .
  • atunci când rover-ul este în drum spre un alt site, are un software care îi permite să progreseze independent interpretând imaginile furnizate de camerele sale de navigație. Dar progresul acesteia trebuie să fie foarte atent, deoarece capacitatea de a identifica obstacolele este limitată și în caz de stagnare, răsturnare sau deteriorare a impactului unuia dintre mecanisme sau instrumente, nu este posibilă repararea. Cu toate acestea, terenul marțian este neregulat și zonele geologice interesante sunt adesea situate în locuri abrupte.
Timpul de răspuns al echipelor de pe Pământ

Prin urmare, roverul depinde puternic de schimburile cu echipele de la sol pentru a-și desfășura activitățile. Cu toate acestea, mai mulți factori încetinesc aceste schimburi:

  • comunicațiile radio durează între 8 și 42 de minute pentru a ajunge la destinație, în funcție de poziția respectivă a celor două planete.
  • doar două apeluri radio pe zi marțiană sunt planificate între rover și controlerele de pe Pământ din mai multe motive: roverul are o cantitate limitată de energie de dedicat telecomunicațiilor, aceste schimburi folosesc ca relee unul dintre orbitarii marțieni care trebuie să zboare peste rover site-ul și rețeaua de antene de recepție de pe Pământ au disponibilitate limitată.
  • pozițiile respective ale Pământului, Marte și Soare nu sunt întotdeauna favorabile acestor schimburi.
  • dincolo de primele 180 de zile ale misiunii, reactivitatea operatorilor și a oamenilor de știință de pe Pământ este limitată, deoarece echipele nu mai sunt disponibile 24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână, ci revin la orele normale.

Tipuri de activitate

Constrângerile enumerate mai sus impun un progres destul de lent al activităților. Sarcinile care vor fi legate în timpul unei zile marțiene sunt definite pe baza elementelor transmise de rover cu o zi înainte, ceea ce duce la definirea unei zile tipice dedicate unui obiectiv principal: tranzit între două locuri, recunoaștere, abordare a unui țintă, studiu in situ , analiza unui eșantion în mini-laborator.

Călătoriți între două site-uri de studiu

Roverul petrece un număr semnificativ de zile mutându-se de la un site selectat de echipa științifică la următorul. Conform scenariului dezvoltat de echipa de proiect, distanța medie între două situri studiate în profunzime de către rover este de 1,5  km . Pentru a ajunge la un loc, roverul se deplasează cu o viteză medie estimată la 50 de metri pe sol (ziua marțiană). Această distanță depinde de natura terenului întâlnit. În timpul zilelor dedicate mișcării, roverul începe examinând rocile învecinate cu instrumentul ChemCam, apoi face imagini în relief a anumitor probe cu camera microscop MAHLI, care necesită desfășurarea brațului roverului și, prin urmare, să fi făcut imagini cu o zi înainte. cu camerele de navigație pentru a vă asigura că nu există obstacole în calea brațului. Apoi panoramele sunt realizate cu camere de navigație și camere MastCam. Restul perioadei de activitate este dedicată călătoriilor.

Recunoașterea unui site

Activitatea de recunoaștere a unui site selectat este o zi dedicată sarcinilor de pregătire. Scopul este de a obține informații care să permită echipei științifice să planifice următorii pași. Roverul examinează țintele desemnate cu ChemCam, apoi, după desfășurarea roverului, face imagini în relief cu camera microscopului MAHLI, care necesită desfășurarea brațului roverului și, prin urmare, a luat imagini cu o zi înainte cu camerele de navigație pentru a se asigura că nu există obstacole în calea brațului. Apoi, panoramele sunt realizate cu camere de navigație și camere MASTACM. Instrumentul APXS este implementat și analizează un eșantion peste noapte.

Poziționarea în apropierea unei probe de sol

În timpul unei zile dedicate poziționării în apropierea unui eșantion de pământ sau de o piatră, roverul se mișcă astfel încât brațul său să fie, la sfârșitul zilei, în poziția de a aplica un instrument sau instrument științific pe această țintă. Acest lucru trebuie să fi fost identificat cu o zi înainte și să se afle la 10 metri de rover. Aceasta începe ziua folosind succesiv ChemCam, APXS pentru o perioadă scurtă de timp și MAHLI pentru o imagine tridimensională înainte de a porni în mișcare. La sfârșitul mișcării sale, camerele de navigație și MastCam realizează imagini care sunt transmise pe Pământ. Instrumentul DAN efectuează măsurători active în timpul mișcării și în poziția finală.

Studiul unui eșantion în contact

O zi de analiză a unui eșantion de sol sau rocă în contact constă în efectuarea de observații cu instrumentele brațului pe ținta roverului (APSX și MAHLI) care trebuie să fie în raza de acțiune din ziua precedentă. Roca este apoi periată pentru a îndepărta stratul de suprafață, apoi măsurătorile sunt din nou efectuate cu instrumentele științifice ale brațului, dar de data aceasta cu un timp de expunere mai mare de APSX. ChemCam și MastCam realizează imagini ale spectrului electromagnetic pentru a clarifica contextul în care se află ținta în timp ce camerele de navigație documentează aceste activități.

Colectarea și analiza unei probe de sol

O zi dedicată analizei unei probe de sol reunește toate sarcinile care duc la inserarea acestei probe în mini laboratoarele roverului CheMin și SAM. Pentru a evita contaminarea unei analize prin analiza anterioară, o primă probă este prelevată dintr-o piatră apropiată de țintă de către burghiu și condiționată. Eșantionul pe care vrem să-l analizăm este preluat, condiționat și apoi pus la dispoziția instrumentelor CheMin și SAM. Partea eșantionului care nu este utilizată este aruncată pe platforma de observare situată în partea din față a roverului și examinată de instrumentele MAHLI și APXS. Această activitate durează 3 până la 5 zile pentru a avea o cantitate suficientă de energie pentru echipamentul științific și luând în considerare volumul de date științifice care trebuie transferate și timpul necesar pentru analize.

Pregătiri pentru misiune

MSL, din cauza complexității sale și a costului său, face parte din misiunea pilot ( Flagship Mission ) NASA: acesta este cel mai ambițios dintre proiectele robotice ale NASA până în anii 2010 și se compară în acest sens cu sonda Cassini Huygens . Faza de proiectare a proiectului a fost lansată în 2003 și s-a încheiat în 2007.

O dezvoltare dificilă (2004-2009)

În Aprilie 2004, abia la trei luni de la aterizarea primului rover MER, NASA lansează o cerere de propuneri pentru instrumentele științifice de la bordul roverului. Opt luni mai târziu, au fost selectate opt instrumente, la care s-au adăugat cele două furnizate de Rusia și Spania. startiunie 2007faza de proiectare ( Critical Design Review CDR) se apropie de sfârșit și evaluarea efectuată arată deja un exces de 75 de milioane de dolari comparativ cu bugetul total stabilit la acea dată la 1,7  miliarde de dolari . Direcția Misiunii Științifice a NASA decide eliminarea anumitor echipamente care nu joacă un rol esențial în atingerea obiectivelor: camera de pe etapa de coborâre MARDI și funcția de zoom a camerelor de catarg sunt abandonate. În timp ce roata de rectificat situată la sfârșitul brațul este înlocuit cu o perie simplă. Faza de dezvoltare care urmează este marcată de multe probleme care duc uneori la schimbări semnificative în proiectarea sondei și a roverului. Echipa de dezvoltare a renunțat foarte târziu în 2008, din lipsa rezultatelor convingătoare, a noului sistem de lubrifiere uscată a actuatoarelor și a motoarelor electrice: acestea, prin rezistența la temperaturi mai scăzute, trebuiau să permită roverului să exploreze zonele mai la nord de Marte, așa cum a solicitat oamenii de știință. Ca urmare a acestei modificări, toate aceste componente (51 de actuatoare și 54 de motoare electrice) sunt fabricate în grabă, conform specificațiilor revizuite, de către producătorul care nu respectă termenele limită. Încălcând toate procedurile sale, JPL trebuie să asambleze în paralel modelul de inginerie și modelul de zbor al roverului. Cealaltă sursă majoră de întârzieri este dezvoltarea software-ului sondei. Computerul de bord al rover-ului MSL, spre deosebire de cel al rover-urilor MER, este complet redundant, ceea ce duce la o complexitate care este sporită și mai mult de sofisticarea vehiculului. Deoarece, în plus, rover-ul include un număr mare de circuite logice programabile, iar computerul rover-ului suportă fazele de tranzit Pământ-Marte și coborârea pe solul marțian, dezvoltarea și calificarea software-ului de la bord este deosebit de importantă. nu este respectat.

La vehiculul de reintrare, inginerii realizează, în timp ce proiectul este deja foarte avansat, că materialul ablativ utilizat pentru sondele spațiale MER, care a fost utilizat pentru scutul termic MSL, nu va avea o capacitate suficientă de disipare a căldurii. NASA trebuie să o înlocuiască cu PICA . Dar acest material a fost utilizat doar la o scară mai mică pentru capsula de returnare a probei Stardust (81  cm în diametru) și este mai dificil de prelucrat. În cele din urmă, proiectarea sistemului de prelevare și condiționare a probelor de sol marțian situate la capătul brațului de control de la distanță al rover-ului a fost modificată de mai multe ori din 2006 și revizuită ultima dată în urma eșecurilor întâlnite de un sistem similar implementat de sonda Marte Phoenix în 2008. Calificarea brațului roverului, deja handicapată de problema actuatorilor, a fost deosebit de târzie și continuă în 2011.

Depășiri bugetare și amânarea lansării (2009-2011)

În 2008, depășirea bugetului rezultată din dificultățile întâmpinate în faza de dezvoltare a fost oficializată: anunțată la 24% în 2008 Aprilie 2008, ajunge la 30% în octombrie. 4 decembrie 2008, NASA decide oficial să amâne lansarea planificată pentru 2009 noiembrie 2011care este următoarea fereastră de lansare care permite trimiterea unei sonde pe Marte. Motivul dat este că testele nu vor fi finalizate la timp. Bugetul suplimentar făcut necesar atât de depășiri, cât și de prelungirea perioadei de dezvoltare se găsește prin amânarea altor proiecte de sonde interplanetare, în special cele către destinațiile Marte.

În 2009, NASA a lansat un concurs public pentru a numi rover-ul pentru misiunea MSL. După selectarea a nouă finaliști ( Journey , Wonder , Perception , Adventure , Sunrise , Curiosity , Amelia , Poursuit și Vision ) din mai mult de 9.000 de propuneri, votul utilizatorilor de internet a păstrat în cele din urmă numele de Curiosity ,27 mai 2009.

  • Principalele componente ale sondei MSL asamblate pentru testare.

  • Roverul la sfârșitul asamblării (iunie 2011).

  • Puntea superioară a roverului fotografiată de camera situată în catarg.

În iunie 2011, costul total al misiunii este reevaluat la 2,5 miliarde de dolari SUA, sub rezerva lansării efectuate în 2011. Bugetul depășit ajunge acum la 56% la nivelul general al proiectului și la 86% pentru faza de dezvoltare. Calificarea mai multor componente importante nu a fost încă finalizată: componentele în cauză sunt avionica , funcționarea în modul degradat a roverului și sistemul de colectare a probelor. Există, de asemenea, îngrijorări cu privire la performanța sistemului de generare a energiei electrice. O amânare suplimentară de doi ani ar duce la un cost suplimentar estimat la 570 milioane dolari. Ultimele surse de întârziere par să fi fost eliminate și componentele sondei care au fost transferate de la JPL la Centrul Spațial Kennedy imediat ceiunie 2011sunt reasamblate pe acest site și sunt supuse unei baterii finale de teste. A doua fereastră de lansare în jurul lunii martie 2011, care începe pe25 noiembrie 2011 și aproape 18 decembrie, a fost reținut. Această perioadă este mai puțin favorabilă decât deschiderea ferestrei din octombrie, deoarece sonda intră în atmosfera lui Marte cu o viteză crescută cu aproximativ 0,4  km / s . 10 noiembriesonda și capacul care o acoperă sunt ridicate în vârful lansatorului Atlas V pe punctul de tragere 41 al bazei de lansare Cape Canaveral . Generatorul termoelectric cu radioizotopi (RTG) a fost instalat câteva zile mai târziu.

Conduita misiunii

Lansarea și tranzitul către Marte (26 noiembrie 2011 - 6 august 2012)

26 noiembrie 2011La 03:02 UTC, la o zi după fereastra deschisă , sonda a fost lansat de un Atlas V racheta . După tragerea etapei Centaur , aceasta este plasată direct în drumul său spre Marte. Lansatorul plasează sonda într-o direcție „decalată”, astfel încât a doua etapă să nu se prăbușească pe Marte și să contamineze planeta cu microorganisme terestre. Acesta este motivul pentru care11 ianuarie 2012, are loc o primă corecție a traiectoriei reprezentând o schimbare a vitezei de 5,5  m / s pentru a se poziționa în direcția pe care Marte o va ocupa la sosire la o distanță de 5.000  km . Astfel, micile rachete ale sondei funcționează timp de 59 de minute. 26 martie, o a doua corecție de 0,9  m / s plasează sonda exact în direcția Marte. A treia corecție făcută pe26 iuniepermite sondei să se apropie de atmosfera marțiană în același timp la locul potrivit și la momentul potrivit: datorită unui scurt impuls al motoarelor de 40 de secunde, punctul de intrare în atmosfera marțiană este corectat cu aproximativ 200  km și timpul de reintrare atmosferică este avansat cu aproximativ 70 de secunde. A patra corecție a traiectoriei (schimbarea vitezei de 1 cm / s) se efectuează pe29 iulieși corectează punctul de intrare în atmosfera marțiană de 21  km . A cincea și a șasea corecție de curs, planificate pe 3 și5 august, sunt anulate deoarece în cele din urmă sunt considerate inutile.

Coborâre și aterizare (6 august 2012)

6 august, sonda își începe intrarea în atmosfera lui Marte. În timpul trecerii acestuia, acesta transmite constant informații despre funcționarea sa, pentru a permite un diagnostic ulterior în caz de eșec. Coborârea a fost programată astfel încât orbiterii Mars Odyssey și Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) din 2001 să o poată observa și retransmite imagini ale acesteia. Mars Odyssey transmite imediat datele primite către stațiile terestre în timp ce MRO ascultă pe o bandă de undă mai largă, în cazul în care semnalul transmis este perturbat. Datele transmise de sondă sunt limitate de debitul foarte scăzut. European Mars Express Orbiter este de asemenea folosit pentru a transmite emisiile sale. În cele din urmă,6 august 2012La ora 05:31 UTC, Curiosity a aterizat așa cum era de așteptat în interiorul elipsei la 2,25  km est de centrul său. Locul de aterizare este la 6  km de Muntele Sharp ( Aeolis Mons ) și la 28  km de jantele craterului (coordonatele sale sunt -4.5895 S, 137.4417 E). Pământul pe care a aterizat este liber de orice obstacol, înclinat cu câteva grade, iar partea din față a rover-ului este întoarsă la est / sud-est (112,7 ° plus sau minus 5 °).

  • Poziția celor 17 camere instalate pe rover.

  • Scutul termic (frontal) fotografiat de camera MARDI a roverului la trei secunde după eliberarea sa în timpul coborârii pe solul marțian.

  • MRO a fotografiat cu succes sonda MSL în timpul coborârii sale cu parașuta.

  • Cele trei componente ale etapei de coborâre au căzut toate pe solul marțian la mică distanță de Curiosity.

  • Autoportret al Curiozității realizat cu una dintre camerele NavCam.

  • Această fotografie, făcută cu camera teleobiectivă MastCam-100, prezintă relieful Muntelui Sharp situat la aproximativ 10  km distanță .

Explorarea lui Marte (august 2012 -)

Principalele etape ale explorării lui Marte prin curiozitate sunt:

  • desfășurarea și verificarea echipamentului după aterizare (August 2012);
  • mutarea la situl Glenelg la aproximativ 700 de metri distanță;
  • descoperirea la fața locului și apoi studiul pe 6 luni al sitului din Golful Yellowknife , ale cărui indicații sugerează că este un lac vechi sau o deltă veche cu ape neacide;
  • roverul începe în iulie 2013 un tranzit rapid spre Muntele Sharp;
  • Sfârșit Decembrie 2013 Inginerii JPL descoperă că roțile rover-ului au suferit perforări neprevăzute pe terenul foarte stâncos și decid să adapteze traseul urmat de rover în consecință;
  • în iunie 2014roverul, care a parcurs 7  km, se îndreaptă repede spre Muntele Sharp  ;
  • Roverul a călătorit 18.01  de km pe suprafata planetei Marte , la 1930 sa - lea la sol. (10 ianuarie 2018);
  • Roverul a călătorit 22.65  de km pe suprafata planetei Marte , la ei 2422 nd la sol (30 mai 2019);
  • Roverul a călătorit 24,40  km pe suprafata planetei Marte , la ei 3033 - lea etaj (16 februarie 2021).

Videoclipuri

  • MSL a fost lansat de la Cape Canaveral.

  • Coborârea MSL către suprafața craterului Gale filmat de camera de marți MARȚI.

  • Prima panoramă color cu rezoluție redusă filmată de camera MastCam (8 august 2012).

  • Animație care arată aterizarea roverului și progresul misiunii la suprafață.

  • Animație și raport despre aterizare.

Note și referințe

Note

  1. O misiune pilotată pe Marte ar dura cel puțin 500 de zile. Pentru a obține o revenire științifică la înălțimea investiției făcute, ar fi de fapt necesar să se numere 900 de zile (doi ani și jumătate din care un an și jumătate la fața locului). Potrivit scenariului studiat de NASA, un astfel de proiect ar necesita plasarea a peste 1000 de tone pe orbită joasă, unde programul Apollo a necesitat doar o sută de tone. Din punct de vedere tehnic, nu știm cum să protejăm un echipaj uman de radiațiile mortale pe care le-ar suferi în timpul tranzitului său între Pământ și Marte sau să aterizeze o mașină care depășește o tonă pe solul marțian.
  2. În octombrie 2013, roverul Opportunity a parcurs 38,5  km (Spirit 7,7  km ) și este încă operațional.
  3. Pe 21 octombrie 2013, roverul Opportunity era încă operațional la 3.460 de zile după aterizare (Spirit: 2.210 zile).
  4. Acest cost a inclus un MRO- tip Orbiter responsabil pentru localizarea zonelor geologice interesante, un rover responsabil pentru luarea de probe și o mașină responsabil pentru aducerea solului probă înapoi pe pământ.
  5. Costul proiectului de returnare a eșantionului estimat inițial la 650 de milioane de dolari este reevaluat la peste 2 miliarde de dolari.
  6. Cea mai recentă versiune a acestui proiect este NetLander lansată în 2007 de CNES și ESA, dar abandonată în 2009 din motive bugetare.
  7. Misiunea anterioară a programului Flagship a fost Cassini-Huygens ( 1997 ), iar următoarea misiune programată în jurul anului 2020 ar putea fi Misiunea sistemului Europa Jupiter, dar astăzi este suspendată din lipsă de buget.
  8. Deși de patru ori mai greu decât sondele MER, etapa de croazieră MSL transportă doar o dată și jumătate cantitatea de combustibil MER, deoarece lansatorul Atlas V injectează sonda cu o precizie mai bună decât Delta II .
  9. Carenajul lansatorului Atlas V permite lansarea unei mașini cu diametrul de 5 m ,  dar facilitățile de lansare de la Cape Canaveral restricționează această valoare la 4,5  m .
  10. Cu un rover de peste o tonă, sonda ar suferi o frânare mai puțin eficientă și ar ajunge prea repede pe solul marțian.
  11. impulsul specific al motoarelor etapă de coborâre este de 210 secunde.
  12. Eficiența electrică a unui GTR este foarte scăzută și aproape 95% din energie este disipată sub formă termică (2000 W termică pentru 110  W electrică).
  13. Odiseea, mai veche decât MRO, poate să nu mai fie operațională până la momentul misiunii MSL.
  14. Lansatorul Atlas V 541 atinge o viteză de eliberare < 20,1 km / s cu o sarcină utilă cântărind 4,05 tone. 
  15. Durează cel puțin 78 de zile după lansarea Juno pentru a se pregăti pentru lansarea MSL.
  16. Această abilitate nu este exploatată deoarece craterul Gale este situat la o altitudine negativă. Dar această alegere nu a fost fixată în proiectarea sondei.
  17. generat Finețea (ridicare la raportul tragere ) este de 0,24 față de 0 pentru vehiculul de reintrare al rovers MEC.
  18. La această viteză nu mai există riscul ca scutul datorită rezistenței sale să intre în contact după ejectarea cu sonda. Ejectia este declanșată de arcuri.
  19. 7:31 în Belgia, Franța și Elveția, 1:31 în Quebec.
  20. Roverul aterizează la nord de vârful central într-o câmpie mărginită de zidurile craterului care a fost numit Aeolis Palus .
  21. Piesele sunt dezvoltate în titan care înlocuiește oțelul fără staniu.
  22. Modelul de inginerie este o copie a sondei pentru validarea componentelor asamblate, în timp ce modulul de zbor este copia sondei care urmează să fie lansată.
  23. Scutul nu mai este dintr-o singură bucată, ci este format dintr-o multitudine de plăci ca pe naveta spațială americană.
  24. Acest nume a fost propus de o fată de 12 ani, Clara Ma, iată eseul care justifică această alegere:

    „Curiozitatea este o flacără eternă care arde în mintea tuturor. Mă împinge din pat dimineața și mă întreabă despre surprizele pe care viața le va arunca asupra mea în această zi. Curiozitatea este o forță atât de puternică. Fără ea, nu am fi ceea ce suntem astăzi. Când eram mai tânăr, mă întrebam „De ce este cerul albastru?” "," De ce sclipesc stelele? "," De ce sunt eu? », Și încă mă întreb. Am atâtea întrebări, iar America vreau să-mi găsesc răspunsurile. Curiozitatea este pasiunea care ne conduce în viața noastră de zi cu zi. Această nevoie de a pune întrebări, de a fi uimiți, ne-a făcut exploratori și oameni de știință. Desigur, există o mulțime de riscuri și pericole, dar în ciuda acestui fapt continuăm să ne punem întrebări și să visăm, să creăm și să sperăm. Am descoperit deja atât de multe despre lume, dar de fapt știm atât de puțin. Nu vom ști niciodată tot ce trebuie să știm, dar datorită flăcării noastre de curiozitate, am învățat atât de multe ”

    .
  25. Generatorul RTG este instalat cu puțin timp înainte de lansare, deoarece produce multă căldură care este mai dificil de evacuat atunci când sonda este plasată sub carenaj (când sonda este în drum spre Marte, această căldură este evacuată prin radiatoarele croazierii podea). RTG este instalat în partea de sus a rachetei trecând prin două deschideri; unul realizat în carenaj și al doilea în scutul posterior al sondei.
  26. În timpul coborârii sale, deoarece nu poate îndrepta spre Pământ o antenă cu câștig ridicat care ar permite transmiterea datelor la o rată ridicată.

Referințe

  1. Frédéric W. Taylor op. cit. p.  133 .
  2. http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/SEMGKA808BE_0.html .
  3. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  56-58 .
  4. (în) R. Braun și R Manning, provocări privind intrarea, coborârea și aterizarea explorării pe Marte ,2009( citiți online ) , p.  16.
  5. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  36 .
  6. Frédéric W. Taylor op. cit. p.  259-262 .
  7. Frédéric W. Taylor op. cit. p.  262 .
  8. Frédéric W. Taylor op. cit. p.  263-266 .
  9. (în) Grupul de sinteză al programului științific Marte, „  Strategia de explorare a planetei Marte 2009-2020 WHITE PAPER  ” , 28 aprilie 2001 .
  10. (în) "  Mars Science Laboratory Mission  " , NASA / JPL (accesat la 12 martie 2010 ) .
  11. (în) „  Science Objectives of the MSL  ” ( Arhivă • Wikiwix • Archive.is • Google • Ce să faci? ) , JPL , NASA (accesat la 27 mai 2009 ) .
  12. (în) Profilul misiunii Laboratorului științific Mars .
  13. (în) MSL - Atelier de site-uri de aterizare .
  14. "  Survivor: Mars - Seven Possible MSL Landing Landings  ", Jet Propulsion Laboratory , NASA, 18 septembrie 2008( citit online , consultat la 21 octombrie 2008 ).
  15. (în) „  MSL Workshop Summary  ” [PDF] , 27 aprilie 2007(accesat la 29 mai 2007 ) .
  16. (în) „  MSL Landing Site Selection Ghidul utilizatorului pentru constrângeri inginerești  ” [PDF] , 12 iunie 2006(accesat la 29 mai 2007 ) .
  17. (în) „  Al doilea atelier MSL Landing Site  ” .
  18. (în) „  Rezultatele celui de-al doilea atelier MSL Landing Site  ” .
  19. (în) „  Atelierul de vot cu diagrama MSL  ” [PDF] , 18 septembrie 2008.
  20. (în) GuyMac, „  Recunoașterea site-urilor MSL  ” , HiBlog, 4 ianuarie 2008(accesat la 21 octombrie 2008 ) .
  21. (în) „  Mars Exploration Science Monthly Newsletter  ” [PDF] , 1 st august 2008.
  22. (în) „  Site List Narrows For NASA’s Next Landing Landing  ” , MarsToday.com, 19 noiembrie 2008(accesat la 21 aprilie 2009 ) .
  23. (în) "  Final_Quad_Charts_for_5th_MSL_Workshop_5-26-11  " NASA (accesat la 9 iunie 2011 ) .
  24. (în) „  Privind site-urile de aterizare pentru laboratorul de știință Marte  ” , YouTube , NASA / JPL 27 mai 2009(accesat la 28 mai 2009 ) .
  25. (în) site-uri de aterizare suplimentare pentru cercetarea Mars Science Laboratory .
  26. (în) Programul întâlnirilor de lucru ale MEPAG , inclusiv cele ale misiunii Mars Science Laboratory .
  27. (în) „  Mars Rover Site Selection Down to Two Finalists  ” , NASA,6 iulie 2011.
  28. (în) „  Următorul Rover de pe Marte al NASA la Land at Gale Crater  ” , NASA,22 iulie 2011.
  29. (în) „  MSL Science Corner Instruments  ” , NASA / JPL (accesat la 27 iunie 2011 ) .
  30. (în) "  Mars Science Laboratory (MSL) March Hand Lens Imager (MAHLI) Instrument Description  " , MALIN SPACE Science Systems (accesat la 21 iunie 2011 ) .
  31. (în) „  MSL Science Corner: March Hand Lens Imager (MAHLI)  ” , NASA / JPL (accesat la 26 iunie 2011 ) .
  32. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  11-12 .
  33. (în) „  Mars Science Laboratory (MSL) Mast Camera (MastCam) Instrument Description  ” , MALIN SPACE Science Systems (accesat la 21 iunie 2011 ) .
  34. (în) „  MSL Science Corner Mast Camera (MastCam)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  35. (în) „  Mars Science Laboratory (MSL) March Descent Imager (MARDI) Instrument Description  ” , MALIN SPACE Science Systems (accesat la 21 iunie 2011 ) .
  36. (în) „  MSL Science Corner: March Descent Imager (MARDI)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  37. Robotul Curiosity poartă două instrumente franceze: ChemCam se bazează pe un laser, dezvoltat de compania Thales Laser , Le figaro, noiembrie 2011.
  38. (în) „  MSL Science Corner: Chemistry & Camera (ChemCam)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  39. (în) „  MSL Science Corner: Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  40. (în) „  MSL Science Corner: Chemistry & Mineralogy (CheMin)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  41. (în) „  MSL Science Corner: Sample Analysis at Mars (SAM)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  42. „  Suita instrumentală și știri SAM  ” ( Arhivă • Wikiwix • Archive.is • Google • Ce să faci? ) (Accesat la 30 martie 2013 ) pe SAM GC. consultat la 19.09.11.
  43. [1] pe NASA. consultat la 19.09.11.
  44. (în) „  MSL Science Corner: Radiation Assessment Detector (RAD)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  45. (în) DM Hassler și colab., "  Detectorul de evaluare a radiațiilor (RAD) pe laboratorul de știință Marte  " (accesat în 2009 ) .
  46. (în) „  MSL Science Corner: Dynamic Albedo of Neutrons (DAN)  ” , NASA / JPL (accesat la 24 iunie 2011 ) .
  47. (în) „  MSL Science Corner: Rover Environmental Monitoring Station (REMS)  ” , NASA / JPL (accesat la 22 iunie 2011 ) .
  48. (în) „  MSL EDL Instrument  ” , NASA / JPL (accesat la 21 iunie 2011 ) .
  49. NASA lansează trusa de presă, op. cit. p.  44-45 .
  50. Proiectarea și ingineria curiozității Cum își îndeplinește sarcina Mars Rover , p.  2.2.1.
  51. Proiectarea și ingineria curiozității Cum își îndeplinește sarcina Mars Rover , p.  2.3.2.
  52. Proiectarea și ingineria curiozității Cum își îndeplinește sarcina Mars Rover , p.  2.3.6.
  53. NASA lansează trusa de presă, op. cit. p.  6 .
  54. (în) „  Configurare croazieră  ” , NASA / JPL (accesat la 20 iunie 2011 ) .
  55. (în) Nancy Atkinson, „  Cum va naviga MSL pe Marte? Foarte precis  ” (accesat la 23 noiembrie 2011 ) .
  56. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  37-38 .
  57. NASA lansează trusa de presă, op. cit. p.  38-39 .
  58. R. Braun și R Manning, op. cit. p.  6-7 .
  59. (în) „  Sistem de propulsie a navelor Aerojet pentru misiunea de laborator a științei Marte  ” pe Marsdayly , 11 iunie 2008 .
  60. (ro) Miguel San Martin (NASA / PL), „  MSL SkyCrane Landing Architecture: A GN&C Perspective  ” , 14-18 iunie 2010 .
  61. (în) Adam D. Steltzner și toți (NASA / PL), „  Prezentare generală a sistemului de intrare, coborâre și aterizare a laboratorului științific Mars  ” , 14 mai 2010 .
  62. (în) „  Mission: Rover - Wheels and Legacy  ” , pe NASA JPL - Programul martie (accesat la 26 iunie 2011 ) .
  63. (ro) Departamentul de Energie al SUA - ianuarie 2008 "  Sisteme de energie radioizotopice spațiale - Generator termoelectric cu radioizotop multi-misiune . ".
  64. (în) a 4-a Conferință și expoziție internațională pentru ingineria conversiei energetice (IECEC) - 26-29 iunie 2006 Ajay K. Misra, "  Prezentare generală a programului NASA privind dezvoltarea sistemelor de energie radioizotopice cu putere specifică mare . ".
  65. (în) BAE Systems - 2008 "  Microprocesor PowerPC întărit la radiații RAD750® . ".
  66. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  44 .
  67. (în) „  MSL Science Corner: Sampling system  ” , NASA / JPL (accesat la 21 iunie 2011 ) .
  68. (în) Louise Jandura, „  Mars Science Laboratory Sample Acquisition Sample Procesarea și manipularea eșantioanelor: provocări de proiectare și testare a subsistemelor  ” (accesat la 12 mai 2011 ) .
  69. (în) NASA, „  MSL Science Corner: sampling system  ” (accesat la 24 iulie 2011 ) .
  70. Andre Makovsky și colab., Op. cit. p.  81-82 .
  71. Andre Makovsky și colab., Op. cit. p.  62-65 .
  72. Andre Makovsky și toți, op. cit. p.  117-121 .
  73. (in) "  Nave spațiale - ochi și alte simțuri  " , NASA / JPS (accesat 1 st iulie 2011 ) .
  74. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  38 .
  75. (în) Laboratorul de propulsie cu jet NASA Caltech - 20 mai 2010 "  Geometry Drives Selection Date for 2011 March Lansare . ".
  76. F. Abilleira, op. cit. p.  3-11 .
  77. F. Abilleira, op. cit. p.  3 .
  78. (în) „  MSL - Mission: Cruise  ” pe NASA / JPL (accesat la 5 iunie 2011 ) .
  79. F. Abilleira, op. cit. p.  13-15 .
  80. (în) „  MSL - Mission: Approach  ” pe NASA / JPL (accesat la 5 iunie 2011 ) .
  81. (în) Emily Lakdawalla, „  Cum va ateriza curiozitatea pe Marte, Partea 1: Intrarea  ” în societatea planetară , 22 iunie 2012 .
  82. (în) Emily Lakdawalla, „  Cum va ateriza curiozitatea pe Marte, Partea 3: Skycrane and landing  ” în societatea planetară , 6 iulie 2012 .
  83. (în) Brian Kent Birge III, „  A Computational Intelligence Approach to the Problem March Precision Landing  ” ( Arhivă • Wikiwix • Archive.is • Google • Ce să faci? ) .
  84. F. Abilleira, op. cit. p.  14 .
  85. Adam D. Steltzner și colab., Op. cit. p.  4-5 .
  86. Adam D. Steltzner și colab., Op. cit. p.  5-7 .
  87. Adam D. Steltzner și colab., Op. cit. p.  7-9 .
  88. Adam D. Steltzner și toți, op. cit. p.  9-10 .
  89. Adam D. Steltzner și colab., Op. cit. p.  10-12 .
  90. (în) „  MSL - Mission: First Drive  ” pe NASA / JPL (accesat la 5 iunie 2011 ) .
  91. (în) „  MSL - Mission: Operations Area  ” pe NASA / JPL (accesat la 5 iunie 2011 ) .
  92. (ro) „  MSL Science corner: Science Planning  ” , NASA / JPL (accesat la 21 iunie 2011 ) .
  93. Trusa de presă de aterizare NASA, op. cit. p.  30-33 .
  94. (în) „  Actualizarea zilnică a curiozității: curiozitatea în siguranță pe Marte! Încep controalele de sănătate  ” ,8 iunie 2012.
  95. (în) Emily Lakdawalla, „  Curiosity: Notes from the two day-after-landing press briefings  ” ,6 august 2012.
  96. (ro) Emily Lakdawalla, „  Curiosity sol 1 și activități planificate pentru următorii sols  ” , 7 august 2012.
  97. (în) „  MSL Science Corner: Science Operations  ” , NASA / JPL (accesat la 28 iunie 2011 ) .
  98. NASA lansează trusa de presă, op. cit. p.  48 .
  99. NASA RB Anderson și colab. (2010), op. cit. p.  76-77 .
  100. NASA lansează trusa de presă, op. cit. p.  49-50 .
  101. (în) Jeffrey J. Biesiadecki, P. Leger și Chris MarkW. Maimone (NASA / JPL), „  compromisuri între conducerea direcționată și autonomă pe exploratorii de pe Marte  ” ,2007.
  102. Trusa de presă lansată de NASA, op. cit. p.  10-11 .
  103. (în) „  Schimbările proiectului Laboratorului științific Marte răspund la creșteri de costuri, mențineți programul din martie pe drumul cel bun  ” de pe NASA / JPL , 17 septembrie 2007.
  104. (ro) „  Laboratorul științific Mars: motivele tehnice din spatele întârzierii sale  ” , The Space Review ,2 martie 2009(accesat la 26 ianuarie 2010 ) .
  105. (în) Frank Morring și Jefferson Morris, "  Mars Science Lab In Doubt  " , Săptămâna aviației ,3 octombrie 2008( citiți online [ arhiva de21 mai 2011] , accesat la 27 mai 2009 ).
  106. (în) "  Mars Science Laboratory: the bugetary Reasons behind icts delay  " , The Space Review ,2 martie 2009(accesat la 26 ianuarie 2010 ) .
  107. (în) Comunicat de presă, „  NASA selectează intrarea studenților ca noul nume al lui Mars Rover  ” pe nasa.gov ,27 mai 2009(accesat la 1 st august 2010 ) .
  108. (în) Clara Ma, „  CURIOSITATE  ” pe nasa.gov ,27 mai 2009(accesat la 1 st august 2010 ) .
  109. (în) Biroul de audit al NASA, „  Managementul NASA al proiectului de laborator al științei Marte (audit Q1 2011)  ” , 8 iunie 2011.
  110. (în) NASA / JPL, „  NASA Mars Rover ajunge în Florida după un zbor de fond  ” , 23 iunie 2011.
  111. (în) . (ro) NASA / JPL, „  Curiosity: Expendable Launch Vehicle Status Report  ” ,10 noiembrie 2011.
  112. (în) NASA / JPL, „  Raport de stare a vehiculului de lansare care poate fi consumat  ” , 18 noiembrie 2011.
  113. (în) Emily Lakdawalla, „  Curiozitatea stivuită pentru lansare, încă așteptând sistemul de sursă de alimentare cu plutoniu  ” , 4 noiembrie 2011.
  114. (în) „  NASA lansează cel mai capabil și robust Rover pe Marte  ”, NASA / JPL 26 noiembrie 2011.
  115. Trusa de aterizare NASA, op. cit. p.  26-27 .
  116. (în) „  Actualizarea zilnică a curiozității: manevră de curs reușită; MSL începe abordarea finală  ” , NASA / JPL,29 iulie 2012.
  117. (în) „  Actualizarea zilnică a curiozității: MSL direct pe curs - TCM-5 anulat  ” , NASA / JPL3 august 2012.
  118. (în) „  Curiosity Rover la doar câteva ore de la aterizarea pe Marte  ” , NASA / JPL5 august 2012.
  119. (în) Emily Lakdawalla, „  Curiosity: Landing minus 11 hours  ” ,5 august 2012.
  120. (în) Emily Lakdawalla, „  Curiosity: Notes from the two day-after-landing press briefings  ” ,6 august 2012.
  121. mars.nasa.gov , „  Curiosity’s Traverse Map Through Sol 1930 - Mars Science Laboratory  ” , la mars.nasa.gov ,10 ianuarie 2018(accesat la 3 martie 2018 ) .

Surse

NASA
  • (ro) NASA, Land Science Laboratory Landing ,Iulie 2012( citește online )Document de prezentare către presă a misiunii pregătite pentru aterizarea sondei spațiale.
  • (ro) NASA, Mars Science Laboratory lansează trusa de presă ,noiembrie 2011( citește online )Document de prezentare la presă a misiunii pregătite pentru lansarea sondei spațiale.
  • (ro) Adam D. Steltzner și colab., Mars Science Laboratory Intry , Descent, and Landing System Overview ,14 mai 2010( citește online )Descrierea scenariului de aterizare MSL pe Marte.
  • (ro) Andre Makovsky, Peter Ilott și Jim Taylor (NASA / JPL), Mars Science Laboratory Telecommunications Systems Design ,noiembrie 2009( citește online )Caracteristicile sistemelor de telecomunicații MSL.
  • (en) NASA / JPL, MSL Landing Site Selection Guide de utilizare pentru constrângeri inginerești ,august 2007( citește online )Constrângeri tehnice pe care trebuie să le îndeplinească locul de aterizare MSL.
  • (ro) Louise Jandura (NASA / JPL), Mars Science Laboratory Preluarea probelor, prelucrarea și manipularea probelor: provocări de proiectare și testare a subsistemelor ,12 mai 2011( citește online )Proiectarea sistemului de colectare a probelor MSL.
  • (ro) R. Braun și R Manning, provocări privind intrarea, coborârea și aterizarea explorării pe Marte ,2009( citește online )Descrierea tehnică a problemei ridicate de aterizarea pe Marte (EDL) și posibile soluții tehnice.
  • (ro) NASA Biroul de audit, de management al NASA Science Laboratory Project Mars (audit 1 st trim. 2011) ,8 iunie 2011( citește online )Audit intern (NASA) al proiectului MSL publicat în iunie 2011.
  • (ro) F. Abilleira (NASA / JPL), 2011 Prezentare generală a proiectului misiunii Mars Science Laboratory ,9 septembrie 2010( citește online )Descrierea constrângerilor care afectează lansarea și scenariul zborului Pământ-Marte.
Misiunea științifică și descrierea instrumentelor
  • (ro) John P. Grotzinger și colab. , „  Misiune Marte Laborator Științe și investigații științifice  ” , Recenzii știință spațială ,25 iulie 2012( DOI  0.1007 / s11214-012-9892-2 , citiți online )Prezentarea misiunii științifice a MSL.
  • (ro) J. Gómez-Elvira și colab. , „  REMS: The Environmental Sensor Suite for the Mars Science Laboratory Rover  ” , Space Science Reviews ,4 august 2012( DOI  10.2307 / 2118559 , citiți online )Descrierea instrumentului REMS.
  • ( fr ) Paul R. Mahaffy și colab. , „  Analiza eșantionului la Mars Investigation and Instrument Suite Rover  ” , Space Science Reviews ,27 aprilie 2012( DOI  DOI 10.1007 / s11214-012-9879-z , citiți online )Descrierea instrumentului SAM.
  • ( fr ) Kenneth S. Edgett și colab. , "  Investigația Curiosity's Mars Hand Lens Imager (MAHLI)  " , Space Science Reviews ,5 iulie 2012( DOI  10.1007 / s11214-012-9910-4 , citiți online )Descrierea instrumentului MAHLI.
  • (ro) S. Maurice și colab. , „  The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Science Objectives and Mast Unit Description  ” , Space Science Reviews ,4 iulie 2012( DOI  10.1007 / s11214-012-9910-4 )Descrierea părții optice a instrumentului ChemCam.
  • ( fr ) Roger C. Wiens și colab. , „  The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Body Unit and Combined System Tests  ” , Space Science Reviews , vol.  170,21 iunie 2012, p.  167-227 ( DOI  10.1007 / s11214-012-9902-4v , citiți online )Descrierea întregului instrument ChemCam.
  • (fr) David Blake și colab. , „  Caracterizarea și calibrarea instrumentului mineralogic CheMin pe laboratorul științific de pe Marte  ” , Space Science Reviews , vol.  170,23 iunie 2012, p.  341-399 ( DOI  DOI 10.1007 / s11214-012-9905-1 , citiți online )Descrierea instrumentului CheMin.
Geologia lui Marte
  • (ro) Ryan B. Anderson și James F. Bell III , „  Cartografierea și caracterizarea geologică a craterului Gale și implicațiile pentru potențialul său ca sit de aterizare al Laboratorului științific Mars  ” , The International Journal of Mars Science and Exploration ,2010, p.  53 ( citește online )Studiu geologic al craterului Gale și al lui Mons Aeolis (2010).

Bibliografie

  • (ro) Roger Wiens, Red Rover , Basic Books ,2013, 256  p. ( ISBN  978-0-465-05598-2 ).
  • (ro) Rob Manning și William L. Simon, Mars Rover Curiosity: an Inside account from Curiosity's Chief Engineer , Smithsonian Books,2014, 240  p. ( ISBN  978-1-58834-474-8 , citit online ).
  • (ro) Emily Lakdawalla, Proiectarea și ingineria curiozității: cum își îndeplinește roverul Marte , Cham / Chichester, Springer-PRAXIS,2018( ISBN  978-3-319-68144-3 ).
  • (ro) Frédéric W. Taylor, The Scientific Exploration of Mars , Cambridge, Cambridge University Press ,2007, 348  p. ( ISBN  978-0-521-82956-4 , 0-521-82956-9 și 0-521-82956-9 ).
  • Francis Rocard, Planète Rouge Ultimele știri de pe Marte ( 2 doua ediție) , Paris, Dunod - Quai des Sciences, 2003-2006, 257  p. ( ISBN  978-2-10-049940-3 și 2-10-049940-8 ).
  • (ro) Paolo Ulivi și David M. Harland , Explorarea robotică a sistemului solar: Partea 4: Era modernă 2004-2013 , Springer Praxis,2014, 567  p. ( ISBN  978-1-4614-4811-2 ).

Anexe

Articole similare

Despre Marte  :

Despre explorarea lui Marte  :

linkuri externe