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L’atterrisseur InSight Mars de la NASA pourrait «  entendre  » l’atterrissage du rover Perseverance le mois prochain

Le débarquement de la NASA Persévérance Mars rover le mois prochain, il y aura de sérieuses vagues, dont certaines pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre la structure de la planète rouge.

La persévérance, la pièce maîtresse de la mission Mars 2020 de chasse à la vie et de mise en cache d’échantillons de 2,7 milliards de dollars de la NASA, doit atterrir à l’intérieur du cratère Jezero de 45 km de large le 18 février. L’atterrissage épique générera des signaux sismiques qui l’un des cousins ​​du rover, la NASA Atterrisseur InSight Mars, tentera de détecter à plus de 2 000 miles (3 200 kilomètres) de distance, selon une nouvelle étude.

Si cela se produit, ce sera d’abord un vol spatial: aucun vaisseau spatial n’a jamais « entendu » un tel atterrissage sur une autre planète de cette manière, ont déclaré les membres de l’équipe InSight.

En photos: la mission du rover Mars Perseverance de la NASA sur la planète rouge

La suite de sismomètres supersensibles d’InSight a repris des centaines de tremblements de terre depuis que l’atterrisseur a atterri en novembre 2018 dans une plaine martienne connue sous le nom d’Elysium Planitia. Les membres de l’équipe InSight utilisent ces mesures pour cartographier l’intérieur de la planète rouge avec des détails sans précédent, l’objectif principal de la mission.

Un tel travail d’interprétation peut cependant être délicat.

« Contrairement à sur Terre, où vous pouvez déterminer indépendamment quand et où [seismic] la source s’est produite, et bien sûr sa taille, sur Mars, nous avons une seule station, et nous essayons tous les deux d’identifier les mécanismes de la source et la structure de la planète à travers laquelle les ondes se sont propagées », explique Ben Fernando, auteur principal de l’étude et membre de l’équipe InSight, un Ph.D. étudiant à l’Université d’Oxford en Angleterre, a déclaré 45secondes.fr.

« Dissocier ces deux éléments l’un de l’autre n’est pas nécessairement anodin », a-t-il ajouté. « Dans l’explication la plus simple, si vous étiez dans une pièce et que vous ne pouviez pas voir, il est difficile de dire si quelqu’un parle fort loin ou tranquillement près de vous. Et en plus de cela, si vous ne saviez pas quelle forme de la pièce était, ce serait encore plus difficile. « 

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L’atterrissage de Perseverance représente donc une excellente opportunité pour les scientifiques d’InSight – une chance de collecter des données sismiques générées par un impact, dont les détails sont connus à l’avance, ont écrit Fernando et ses collègues dans la nouvelle étude.

Une chance décente

Mars 2020 utilisera la même stratégie d’entrée, de descente et d’atterrissage (EDL) que celle de son prédécesseur, le Curiosité Mars rover, descendu en toute sécurité en août 2012.

Mars 2020 va frapper la mince Ambiance martienne dur, être considérablement ralenti par le frottement puis déployer un parachute supersonique pour décélérer davantage. Environ sept minutes après l’entrée atmosphérique, un grue de ciel propulsée par fusée abaissera la Persévérance au sol de Jezero doucement sur des câbles, puis s’envolera pour s’écraser intentionnellement à une distance de sécurité.

Cette dernière étape ne générera pas d’ondes sismiques d’une force appréciable. Mais deux autres points de la séquence EDL sont susceptibles de produire des signaux relativement puissants, selon Fernando et son équipe.

Un de ces signaux sera engendré par un boom sonique, qui se produira après que Mars 2020 se trouve à environ 60 miles (100 km) de la surface martienne, une altitude à laquelle l’atmosphère est suffisamment dense « pour qu’une compression substantielle se produise », selon les chercheurs. écrit dans la nouvelle étude.

Une partie de l’énergie de ce boom – qui s’éteindra lorsque le vaisseau spatial deviendra subsonique, environ trois minutes avant le toucher des roues – atteindra la surface martienne et sera convertie en ondes sismiques. Mais ce signal ne sera pas assez fort pour être capté par InSight, qui se trouve à environ 2145 miles (3452 km) du site d’atterrissage de Perseverance, ont calculé Fernando et son équipe, citant l’effet dissipateur des vents martiens comme facteur clé.

L’autre signal viendra via un impact de surface réel – des impacts jumeaux, en fait. Peu de temps après que Mars 2020 ait atteint l’atmosphère, le vaisseau spatial éjectera deux «Cruise Mass Balance Devices» (CMBD) pour modifier son centre de masse. Les CMBD, dont chacun pèse 170 livres. (77 kilogrammes), sera largué de très haut, à une altitude d’environ 900 miles (1450 km), et heurtera le sol à une vitesse estimée de 8700 mph (14000 km / h), a déclaré Fernando.

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Mars InSight en photos: mission de la NASA pour sonder le noyau martien

On ne sait pas quelle sera la force des ondes sismiques des impacts du CMBD; InSight n’a encore détecté aucun impact confirmé sur Mars, les prévisions sont donc difficiles. Mais Fernando et son équipe ont généré des estimations basées sur des données recueillies ici sur Terre et sur la lune, et ces chiffres suggèrent qu’InSight a une chance décente de mesurer les vagues.

« Dans le meilleur des cas réalistes (et en supposant des spectres météorologiques et sonores identiques à ceux de la même période un an martien plus tôt), le rapport signal / bruit requis serait suffisant pour une détection positive 40% du temps », ont écrit les chercheurs. dans la nouvelle étude, qui a été soumise (mais pas encore acceptée) à la revue Earth and Space Sciences. Vous pouvez en lire une pré-impression gratuite ici.

Il y a de la chance dans ce chiffre relativement optimiste: les vagues générées par CMBD arriveront à l’emplacement d’InSight en début de soirée, heure d’Elysium Planitia, la partie la plus calme de la journée, a déclaré Fernando.

Une détection serait un gros problème pour les membres de l’équipe InSight. Ils sauraient précisément jusqu’où et à quelle vitesse les ondes sismiques ont voyagé.

« Si vous savez à quelle vitesse ils sont allés, vous pouvez commencer à déterminer quelles étaient les structures par lesquelles ils se sont propagés », a déclaré Fernando.

La persévérance visera d’ailleurs à documenter son propre atterrissage d’une manière sans précédent, soit dit en passant. Mars 2020 comporte deux microphones, dont l’un tentera de capturer les sons dramatiques de l’EDL le 18 février. (L’autre fait partie du système SuperCam rock-zapping de Perseverance.) Aucun vaisseau spatial de Mars n’a jamais enregistré avec succès les sons bruts de la planète rouge auparavant.

D’autres atterrissages?

La persévérance n’est pas le seul vaisseau spatial à atterrir sur Mars cette année. De la Chine La mission Tianwen-1 arrivera en orbite le 10 février et déposez un atterrisseur et un rover sur la planète rouge environ deux mois plus tard, si tout se passe comme prévu.

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L’équipe InSight adorerait écouter l’atterrissage du Tianwen-1, a déclaré Fernando. Mais les détails sur la mission – en particulier, son heure et son lieu d’atterrissage exacts – sont difficiles à trouver, donc « faire des prédictions sur la détectabilité de ce signal n’est pas possible » pour le moment, ont écrit les chercheurs dans l’article.

Le programme européen-russe ExoMars lance un duo lander-rover sur Mars en 2022. InSight ne pourra presque certainement pas détecter les signaux sismiques de cette séquence d’atterrissage, étant donné que le duo ExoMars atterrira de l’autre côté de la planète depuis InSight, a déclaré Fernando.

SpaceX a pour objectif de commencer bientôt à faire voler son vaisseau spatial Starship de nouvelle génération vers Mars – peut-être dès 2024, a déclaré Elon Musk, fondateur et PDG de la société. Si InSight vit assez longtemps, il pourrait être en mesure de documenter le toucher des roues d’un ou plusieurs de ces vaisseaux spatiaux en acier inoxydable de 165 pieds de haut (50 mètres).

« Ce n’est pas hors de question », a déclaré Fernando. « Cela dépend juste de l’endroit où ils décident d’atterrir. »

Mike Wall est l’auteur de « Là-bas« (Grand Central Publishing, 2018; illustré par Karl Tate), un livre sur la recherche de la vie extraterrestre. Suivez-le sur Twitter @michaeldwall. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom ou Facebook.

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