Test d’une roche semblable à un ‘Roubion’ : Les ingénieurs travaillant avec le rover martien Persévérance de la NASA ont installé cette zone d’essai au JPL pour s’entraîner à percer des roches friables à l’aide d’un double de la foreuse du rover. Le premier échantillon de Persévérance s’est effondré en poudre au lieu de rester intact, ce qui a donné lieu à une campagne de tests. Crédit : NASA/JPL-Caltech
En utilisant des roches terrestres soigneusement sélectionnées, les ingénieurs tentent de comprendre comment travailler avec des roches friables comme celle que le rover a rencontrée lors de sa première tentative d’échantillonnage.
Création d’un trou de forage dans une roche d’essai : Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont effectué des tests sur des roches telles que celle-ci afin de comprendre pourquoi la première tentative du rover Perseverance de l’agence s’est soldée par un échantillon pulvérulent. Une réplique de la foreuse du rover a tenté de créer des carottes à partir de roches friables. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Quand ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s Perseverance Mars rover tried to collect its first rock core sample last August, the outcome presented a puzzle for the mission team: The rover’s sample tube came up empty. But why?
Not long after, Perseverance successfully gathered a sample the size of a piece of chalk from a different rock. The team concluded that the first rock they had chosen was so crumbly that the rover’s percussive drill likely pulverized it.
But engineers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California, which manages the mission, want to understand why that first sample, nicknamed “Roubion,” turned to dust. The mission’s scientists and engineers had run extensive test campaigns on dozens of rock types prior to launch, but they hadn’t seen any react exactly like Roubion.
So a new test campaign was started – one that would include a field trip, a duplicate of Perseverance’s drill, and JPL’s unique Extraterrestrial Materials Simulation Lab. Answers remain elusive, but here’s a closer look at the process.
Comment les vaisseaux spatiaux gèrent-ils les tempêtes de poussière sur Mars ? Obtenez les dernières informations sur le reste de la flotte martienne de la NASA avec le Mars Report. Ce nouvel épisode est consacré à la récente tempête de poussière sur la planète rouge. Regardez comment les orbiteurs de l’agence ont soutenu l’atterrisseur InSight alors que sa puissance chutait pendant l’événement de janvier. Crédits : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
En souvenir de Roubion
Recréer les propriétés physiques uniques de Roubion serait la clé de la campagne de test.
“De toutes les roches que nous avons vues, Roubion était celle qui présentait le plus de signes d’interaction avec l’eau”, a déclaré Ken Farley de Caltech, le scientifique du projet Persévérance. “C’est pourquoi elle s’est effondrée”.
Les roches altérées par l’eau peuvent être plus susceptibles de s’effondrer ; elles sont également très précieuses pour les scientifiques de Persévérance. L’eau est l’une des clés de la vie – du moins sur Terre – c’est pourquoi Persévérance explore le cratère Jezero. Il y a des milliards d’années, Jezero contenait un lac alimenté par une rivière, ce qui en fait un endroit idéal pour rechercher des signes de vie microscopique ancienne. Perseverance recueille des échantillons que les futures missions pourraient ramener sur Terre pour les étudier dans des laboratoires dotés d’équipements trop puissants pour être envoyés sur Mars.
Vue aérienne de la réserve écologique de Santa Margarita : Un drone aérien a capturé cette vue des membres de l’équipe du rover martien Persévérance de la NASA dans la réserve écologique de Santa Margarita, en Californie du Sud, alors qu’ils recherchent des roches friables pour une campagne de test. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Voyage d’étude
Pour trouver des substituts de Roubion, une poignée de membres de l’équipe du rover ont été autorisés à chasser des roches dans la réserve écologique de Santa Margarita, à deux heures de route du JPL. L’équipe était à la recherche de roches qui remplissaient une condition géologique idéale : suffisamment altérées pour ressembler au Roubion, mais pas si fragiles qu’elles s’effondreraient au moindre contact. Ils ont finalement sélectionné une demi-douzaine de roches.
“C’était un travail très physique”, a déclaré Louise Jandura du JPL, ingénieur en chef pour l’échantillonnage et la mise en cache, qui a dirigé la campagne d’essai. “Nous avons dû utiliser des marteaux-piqueurs et des barres à mine. Quelques rochers étaient assez gros pour que nous devions tous les cinq nous tenir à une toile tendue pour les mettre dans le lit de notre camion.”
Prochaine étape : les tests au JPL. L’un des endroits où cela se passe est le laboratoire de simulation des matériaux extraterrestres, une sorte de centre de service qui prépare les matériaux pour les tester ailleurs au JPL.
Les chasseurs de pierres du JPL : Les membres de l’équipe du JPL qui sont partis à la recherche de roches ressemblant à Mars dans la réserve écologique de Santa Margarita posent pour un selfie. De gauche à droite : Errin Dalshaug, Iona Brockie, Louise Jandura, Ken Farley et Sarah Yearicks. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Un supermarché du rock
Le bâtiment, de faible hauteur, est situé sur une colline au-dessus du chantier naval de Mars. Les barils à l’avant contiennent de la poussière rougeâtre appelée Mojave Mars Simulant, une recette spéciale pour recréer les conditions difficiles dans lesquelles les rovers voyagent.Des piles de roches – dont certaines sont parsemées de trous de forage – sont éparpillées dans une scie industrielle imposante près de l’entrée. À l’arrière se trouve un bunker en béton avec des bacs à roches étiquetés avec des noms qui ressemblent à des jeux de mots pour géologues : Old Dutch Pumice, China Ranch Gypsum, Bishop Tuff.
“J’aime dire que nous sélectionnons et préparons les matériaux de manière artisanale”, explique Sarah Yearicks, ingénieur en mécanique qui dirige le laboratoire. “Les tester est une partie de la fabrication et une partie de la science folle”.
Yearicks est l’une des personnes qui ont choisi les roches lors de l’excursion dans la réserve écologique de Santa Margarita. Pour les tests sur les roches ressemblant au Roubion, l’équipe de Yearicks a travaillé avec une foreuse de construction – et non une foreuse de carottage – ainsi qu’avec d’autres outils, tandis que l’équipe de Jandura a utilisé une copie “semblable à un vol” de la foreuse de Persévérance.
Gros plan d’une foreuse semblable à la Persévérance : Cette foreuse est une réplique de celle qui se trouve à bord du rover martien Persévérance de la NASA. Elle a été utilisée dans le cadre d’une campagne d’essais visant à déterminer comment les roches friables réagissent à la foreuse. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Mise à l’épreuve
L’équipe de Jandura a fait fonctionner sa foreuse de type volante de quelques millimètres à la fois, en s’arrêtant pour vérifier qu’un noyau était toujours en formation ; s’il s’était effrité, ils ont examiné les variables qui pouvaient en être la cause. Par exemple, les ingénieurs ont modifié la vitesse de percussion de la foreuse et le poids placé sur son trépan. Ils ont également essayé de forer dans la roche horizontalement plutôt que verticalement, au cas où l’accumulation de débris serait un facteur.
Pour chaque ajustement effectué, il semblait qu’une nouvelle difficulté apparaissait. L’un d’eux était que les échantillons fragiles peuvent encore résister à la perceuse à percussion. Lorsque l’équipe de Jandura a réduit la force de la percussion pour éviter de poudrer l’échantillon, la mèche n’a pas pu pénétrer la surface. Mais choisir un endroit qui résiste à une percussion plus forte signifie choisir un endroit qui a probablement moins interagi avec l’eau.
Persévérance a jusqu’à présent capturé six échantillons de roches très altérées par l’eau, et l’équipe sait qu’il est capable d’en capturer beaucoup plus. Mais l’expérience acquise avec Roubion les a préparés à certaines des situations extrêmes que Mars réserve à Persévérance à l’avenir. S’ils trouvent d’autres roches comme Roubion, le laboratoire de simulation des matériaux extraterrestres sera prêt avec sa ménagerie de matériaux dignes de Mars.
Plus d’informations sur la mission
Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l’astrobiologie, y compris la recherche de signes de vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à mettre en cache de la roche et du régolithe martiens (roche brisée et poussière).
Des missions ultérieures de la NASA, en coopération avec l’ESA (Agence spatiale européenne), enverraient des engins spatiaux vers Mars pour collecter ces échantillons scellés à la surface et les ramener sur Terre pour une analyse approfondie.
La mission Mars 2020 Perseverance fait partie de l’approche d’exploration de la Lune vers Mars de la NASA, qui comprend des missions Artemis vers la Lune qui aideront à préparer l’exploration humaine de la planète rouge.
Le JPL, qui est géré pour la NASA par Caltech à Pasadena, en Californie, a construit et gère les opérations du rover Perseverance.
