L'atterrisseur InSight de la NASA a déployé son premier instrument à la surface de Mars. Le 19 décembre, l'atterrisseur stationnaire a utilisé son bras robotique pour déployer le SEIS (expérience sismique pour la structure intérieure), marquant la première fois qu'un sismomètre a été placé à la surface d'une autre planète. Il s'agit d'une étape importante pour la mission et qui arrive bien en avance sur le calendrier.
InSight a atterri sur Mars à Elysium Planitia le 26 novembre. Depuis, il vérifie son environnement immédiat avec ses caméras pour trouver l'endroit idéal pour déployer le sismomètre et son autre instrument déployable, le HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package). c'est donc bien en avance sur le calendrier.
«Le calendrier des activités d'InSight sur Mars s'est mieux déroulé que nous l'espérions», a déclaré Tom Hoffman, chef de projet InSight, qui est basé au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie. "Obtenir le sismomètre en toute sécurité sur le sol est un cadeau de Noël génial."
Après la descente et l'atterrissage angoissants d'InSight, le placement des instruments est la prochaine étape critique. Pour bien faire les choses, l'équipe d'ingénierie s'est appuyée sur une installation de test unique ici sur Terre, au JPL. Ils ont construit un banc d'essai comme une maquette de l'emplacement d'InSight sur Mars et ont pratiqué le placement du sismomètre avec le jumeau d'InSight, ForeSight.
Le pré-test du placement de l'instrument ici sur Terre avant d'émettre des commandes à InSight était crucial. L'équipe a créé ce qu'elle appelle une rocaille martienne, ratissant et ramassant du gravier dans une réplique exacte du point d'atterrissage d'InSight. L'équipe l'a appelé Marsforming.
Les ingénieurs ont utilisé une technologie sophistiquée pour faire avancer les choses au banc d'essai. À l'aide de casques de réalité augmentée, l'équipe a projeté des modèles numériques de terrain (DTM) sur le banc d'essai, et des caméras de précision ont mesuré chaque fonctionnalité qu'elles ont reproduite. Il leur a fallu quatre heures pour créer le banc d'essai, jusque dans les moindres détails d'environ un demi-pouce.
Le banc d'essai contient également un modèle de travail à grande échelle de l'atterrisseur InSight, appelé ForeSight. Après avoir recréé les conditions réelles de l'atterrisseur sur Mars au banc d'essai, les ingénieurs ont pratiqué le placement du sismomètre avec le bras robotique de Foresight. Les ingénieurs disent qu’ils ont de la chance que le point d’atterrissage d’InSight soit agréable et plat et exempt de grosses roches, ce qui pourrait endommager les câbles reliant les instruments à l’atterrisseur.
"C'est le parking plat que l'équipe de débarquement nous a promis." - Marleen Sundgaard, JPL.
"C'est formidable pour la science que nous voulons faire", a déclaré Marleen Sundgaard, de JPL, qui guide le travail sur banc d'essai. «C'est le parking plat que l'équipe de débarquement nous a promis. Vous calculez la probabilité de roches dans la région et espérez que les chances sont en votre faveur. »
«Tout autour de nous, il y a des roches qui ont été éjectées des cratères voisins. Ceux-ci peuvent être lancés à des kilomètres à travers le paysage, en fonction de la taille de l'impact », a déclaré Nate Williams, un chercheur post-doctoral JPL travaillant avec la mission. "Heureusement, il n'y a tout simplement pas beaucoup de rochers juste devant nous."
L'équipe a passé plusieurs jours à pratiquer le placement des instruments sur le banc d'essai. Portant des casques Microsoft HoloLens, l'équipe a vu une surface martienne rougeoyante avec les lignes de contour bleues du modèle de terrain numérique du terrain réel devant InSight sur Mars. Ce n'est pas la première fois que la NASA utilise le HoloLens pour des opérations d'atterrissage. Au cours des dernières années, les scientifiques du rover Curiosity de la NASA ont utilisé le HoloLens conjointement avec un logiciel personnalisé appelé OnSight. Il leur permet de «marcher» sur Mars et de décider quoi étudier ensuite.
Dans la matinée du lundi 17 décembre, l'équipe d'ingénieurs du jardin de rocaille était convaincue qu'ils pouvaient obtenir SEIS exactement là où l'équipe scientifique le voulait. Ils avaient pratiqué tous les mouvements du bras de placement de l'instrument et étaient convaincus qu'ils pouvaient placer l'instrument tout en gardant l'attache de l'instrument à l'écart des roches. Ils ont également confirmé que la sonde de flux de chaleur peut être placée à l'emplacement souhaité, à environ 1,2 mètre (4 pi) à gauche du sismomètre.
Le mardi 18 décembre, les ordres ont été donnés à Insight pour placer SEIS sur la surface martienne. Le 19 décembre, InSight a utilisé son bras robotique pour placer SEIS à l'emplacement choisi, à 1 636 mètres ou 5 367 pieds. C'est à peu près le plus loin que le bras puisse atteindre.
Selon l'équipe InSight, le placement de SEIS était essentiel au succès de la mission. InSight possède d'autres instruments, mais un placement échoué aurait considérablement entravé la mission. Il reste encore du travail à faire pour niveler le sismomètre. Il est assis sur un sol incliné d'environ 2 ou 3 degrés. Une fois nivelées, les données devraient commencer à circuler.
Il faudra plusieurs semaines supplémentaires après le placement de l'instrument pour que les scientifiques et les ingénieurs s'assurent que les données sont aussi claires que possible. Ils devront peut-être ajuster la sangle du SEIS pour minimiser le bruit et, début janvier, ils placeront la couverture thermique et éolienne sur le sismomètre. Fin janvier, l'équipe InSight prévoit de placer le package Heat Flow and Physical Properties.
«Avoir le sismomètre au sol, c'est comme porter un téléphone à l'oreille», - Philippe Lognonné, chercheur principal du SEIS de l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) et de l'Université Paris Diderot.
SEIS nous donnera un aperçu de Mars. L'instrument écoutera les tremblements de Mars et analysera les ondes sismiques lors de leur passage à travers la planète. Les données brosseront un tableau de la structure intérieure. «Avoir le sismomètre au sol, c'est comme porter un téléphone à l'oreille», a expliqué Philippe Lognonné, chercheur principal du SEIS à l'Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) et à l'Université Paris Diderot. «Nous sommes ravis d’être désormais les mieux placés pour écouter toutes les ondes sismiques de la surface de Mars et de son intérieur profond.»
Avec SEIS en position et prêt à travailler, et avec un site pour le HP3 sélectionné, InSight est bien parti pour atteindre ses objectifs scientifiques. Une autre expérience, RISE (Rotation and Interior Structure Experiment) est déjà en cours. RISE n'utilise pas d'instrument déployable. Il s'agit d'une expérience radio-scientifique qui utilise la radio en bande X de l'atterrisseur pour fournir des mesures précises de la rotation planétaire. Les données de RISE seront combinées avec les données d'autres atterrisseurs et orbites de Mars pour calculer la taille et la densité du cœur et du manteau de Mars.
La durée prévue de la mission d'InSight est de 709 sols, soit 728 jours. Une fois la mission terminée, nous aurons une connaissance beaucoup plus détaillée de l'intérieur profond de Mars. Espérons que nous en apprendrons également beaucoup sur la formation des autres planètes rocheuses.
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