L’atterrissage de Curiosity sur Mars : une série d’exploits sans précédent

9 août 2012 (Nouvelle Solidarité) – La première série de données et de photos qui ont atteint la Terre depuis Mars au cours des derniers jours a donné raison aux scientifiques et ingénieurs qui ont sans cesse combattu en faveur d’une approche audacieuse pour faire atterrir le Laboratoire scientifique sur Mars (MSL embarqué par le rover martien Curiosity) en douceur sur la planète rouge.

Ceci montre encore une fois qu’il est nécessaire, pour franchir de nouveaux pas dans la connaissance, de repousser sans cesse les frontières de la technologie, ce que le président américain Barack Obama, parmi bien d’autres, a nié avec véhémence pour justifier les nombreuses coupes qu’il a ordonnées dans le budget de la NASA au cours des dernières années.

La combinaison très complexe de divers techniques, qui n’a jamais été utilisée dans le passé, a parfaitement fonctionné, permettant à Curiosity de se poser en douceur, sans endommager ses instruments. Ceci a été confirmé par les « bips » récurrents qui ont été envoyés à chaque étape clé du processus d’atterrissage, indiquant les paramètres de base lors de son entrée dans l’atmosphère martienne, sa descente à travers cette atmosphère et son atterrissage.

Les missions précédentes n’avaient pas été dotées des mêmes moyens, et il était par conséquent impossible de déterminer les causes précises de celles qui n’ont pas réussi. Curiosity pouvait quant à lui compter sur une infrastructure de communication efficace, composée de deux satellites relais de longue durée qui avaient été placés en orbite lors de missions précédentes. Ceux-ci furent en mesure de relayer les signaux du laboratoire volant vers la Terre pendant sa descente et au point d’atterrissage.

Les scientifiques de la NASA rapportent que Curiosity s’est posé exactement là où ils souhaitaient, à une distance idéale du Mont Sharp, au centre du cratère Gale. Pour la première fois, il furent en mesure de définir une procédure d’atterrissage plus précise, grâce à une série de manœuvres automatisées faites par le laboratoire lui-même. Ceci inclut la première descente guidée à travers l’atmosphère martienne, utilisant des moteurs de fusée plutôt que de se contenter d’une simple trajectoire balistique en chute libre. Grâce à une série de roulis, selon l’expérience acquise lors du retour des mission Apollo et de la Navette spatiale dans l’atmosphère terrestre, et de grandes courbes en « S » pour réduire la vitesse de chute, Curiosity a pu contrôler sa vitesse tout au long de sa descente, de même que sa trajectoire.

Les ingénieurs craignaient que des moteurs de fusée suffisamment puissants pour ralentir ce lourd véhicule au dernier moment avant l’atterrissage puissent provoquer la levée d’une grande quantité de poussière, endommageant les instruments du laboratoire mobile. Il fut par conséquent décidé, pour la première fois, d’utiliser une grue « volante », capable de se stabiliser à 8 mètres du sol et de déployer des câbles de nylon pour faire descendre le rover — qui, rappelons-le, est de la taille d’une voiture — jusqu’à la surface. Cette technique fut donc utilisée pour la première fois et constitue un test pour l’éventuel atterrissage d’une capsule habitée sur Mars.

Bien sûr, la présence d’un instrument capable de transformer la matière en un plasma de 10 000 degrés Celsius à 7 mètres de distance et d’en analyser l’émission lumineuse (par spectroscopie) pour déterminer sa composition est une première, requérant un puissant laser, capable d’émettre une énergie de 30 mJ (l’énergie émise par 30 lasers de poche de classe 2 pendant 1 seconde), mais dans ce cas ci en 7 milliardièmes de seconde.

Précisons que cette technologie, appelée Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) a été développée en France dans le contexte de l’analyse des matériaux dans le domaine du nucléaire, car il était nécessaire dans plusieurs cas de pouvoir contrôler et analyser des zones non accessibles directement par l’homme, soit parce que cela représente un danger potentiel, soit parce que l’étude nécessite une analyse in situ. La France a toujours été, grâce aux initiatives de Jean Robieux, à la fine pointe des travaux sur les lasers, que ce soit dans le domaine des très hautes énergies, ou celui d’émissions sur de très courtes durées.

Cette vidéo, produite par enjoyspace.com, décrit le principe de fonctionnement des principaux instruments scientifiques se trouvant à bord de Curiosity, à partir d’une maquette en grandeur réelle du véhicule faite par les étudiants de 16 lycées de la région Midi-Pyrénées :

Pour une réflexion plus approfondie sur la présence de l’homme dans l’espace, lire notre dossier Krafft Ehricke : Il n’y a pas de limite à la créativité humaine.

Et pour plus de détails sur le rôle de pionnier de Jean Robieux dans le domaine des lasers de grande puissance : rendez-vous ici.