À l’aide de sa caméra WATSON, le rover Perseverance Mars de la NASA a pris ce selfie au-dessus d’un rocher surnommé « Rochette », le 10 septembre 2021, le 198e jour martien, ou sol, de la mission. Deux trous peuvent être vus où le rover a utilisé son bras robotique pour forer des échantillons de carottes de roche. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS
Les scientifiques puisent dans une gamme d’imageurs à bord de l’explorateur à six roues pour obtenir une vue d’ensemble de la planète rouge.
NasaLe rover Perseverance explore le cratère de Jezero depuis plus de 217 jours terrestres (211 jours martiens, ou sols), et les roches poussiéreuses qui s’y trouvent commencent à raconter leur histoire – à propos d’un jeune volatile Mars coule avec de la lave et de l’eau.
Cette histoire, qui s’étend sur des milliards d’années dans le passé, se déroule en grande partie grâce aux sept puissantes caméras scientifiques à bord de Persévérance. Capables de repérer de petites caractéristiques à de grandes distances, d’observer de vastes étendues du paysage martien et d’agrandir de minuscules granules de roche, ces caméras spécialisées aident également l’équipe de rover à déterminer quels échantillons de roche offrent la meilleure chance de savoir si la vie microscopique a déjà existé sur le Planète rouge.
Au total, quelque 800 scientifiques et ingénieurs du monde entier composent la plus grande équipe de Persévérance. Cela comprend des équipes plus petites, de quelques dizaines à 100, pour chacune des caméras et instruments du rover. Et les équipes derrière les caméras doivent coordonner chaque décision sur ce qu’il faut imager.
“Les caméras d’imagerie sont un élément important de tout”, a déclaré Vivian Sun, co-responsable de la première campagne scientifique de Persévérance au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. « Nous en utilisons beaucoup chaque jour pour la science. Ils sont absolument essentiels à la mission.
Regardez Eva Scheller de Caltech, membre de l’équipe scientifique Persévérance, fournir un instantané de l’instrument scientifique SHERLOC du rover. Monté sur le bras robotique du rover, SHERLOC comprend des spectromètres, un laser et des caméras, dont WATSON, qui prend des images rapprochées des grains de roche et des textures de surface. Crédit : NASA/JPL-Caltech
La narration a commencé peu après l’atterrissage de Persévérance en février, et les images époustouflantes se sont accumulées au fur et à mesure que les multiples caméras mènent leurs enquêtes scientifiques. Voici comment ils fonctionnent, ainsi qu’un échantillon de ce que certains ont trouvé jusqu’à présent :
La grande image
Les deux caméras de navigation de Perseverance – parmi neuf caméras d’ingénierie – prennent en charge la capacité de conduite autonome du rover. Et à chaque arrêt, le rover utilise d’abord ces deux caméras pour obtenir la configuration du terrain avec une vue à 360 degrés.
Persévérance regarde en arrière avec l’une de ses caméras de navigation vers ses traces le 1er juillet 2021 (le 130e sol, ou jour martien, de sa mission), après avoir conduit de manière autonome 358 pieds (109 mètres) – son plus long trajet autonome à ce jour. L’image a été traitée pour améliorer le contraste. Crédit : NASA/JPL-Caltech
“Les données de la caméra de navigation sont vraiment utiles pour disposer de ces images afin d’effectuer un suivi scientifique ciblé avec des instruments à plus haute résolution tels que SuperCam et Mastcam-Z”, a déclaré Sun.
Les six caméras d’évitement des dangers de Perseverance, ou Hazcams, comprennent deux paires à l’avant (avec une seule paire utilisée à la fois) pour aider à éviter les points chauds et pour placer le bras robotique du rover sur les cibles ; les deux Hazcams arrière fournissent des images pour aider à placer le rover dans le contexte du paysage plus large.
La Mastcam-Z, une paire d’« yeux » sur le mât du rover, est conçue pour la grande image : des prises de vue panoramiques en couleur, y compris des images 3D, avec une capacité de zoom. Il peut également capturer des vidéos haute définition.
Le rover Perseverance Mars a utilisé son système de caméra Mastcam-Z pour créer ce panorama aux couleurs améliorées, que les scientifiques utilisaient pour rechercher des sites d’échantillonnage de roches. Le panorama est assemblé à partir de 70 images individuelles prises le 28 juillet 2021, le 155e jour martien, ou sol, de la mission. Crédit : NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Jim Bell de l’Arizona State University dirige l’équipe Mastcam-Z, qui a travaillé à grande vitesse pour produire des images pour le plus grand groupe. “Une partie de notre travail sur cette mission a été une sorte de triage”, a-t-il déclaré. «Nous pouvons parcourir de vastes étendues immobilières et faire une évaluation rapide de la géologie, de la couleur. Cela a aidé l’équipe à déterminer où cibler les instruments.
La couleur est la clé : les images Mastcam-Z permettent aux scientifiques d’établir des liens entre les caractéristiques vues depuis l’orbite par Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) et ce qu’ils voient au sol.
L’instrument fonctionne également comme un spectromètre basse résolution, divisant la lumière qu’il capte en 11 couleurs. Les scientifiques peuvent analyser les couleurs à la recherche d’indices sur la composition du matériau émettant la lumière, ce qui les aide à décider sur quelles caractéristiques zoomer avec les véritables spectromètres de la mission.
Par exemple, il y a une série d’images bien connue du 17 mars. Elle montre un large escarpement, alias le “Delta Scarp”, qui fait partie d’un delta de rivière en forme d’éventail qui s’est formé dans le cratère il y a longtemps. Après que Mastcam-Z ait fourni une vue d’ensemble, la mission s’est tournée vers SuperCam pour un examen plus approfondi.
La longue vue
Les scientifiques utilisent SuperCam pour étudier la minéralogie et la chimie, et pour rechercher des preuves de la vie microbienne ancienne. Perché près de la Mastcam-Z sur le mât de Perseverance, il comprend le micro-imageur à distance, ou RMI, qui peut zoomer sur des caractéristiques de la taille d’une balle molle à plus d’un kilomètre et demi.
Une fois que Mastcam-Z a fourni des images de l’escarpement, la SuperCam RMI s’est focalisée sur un coin de celle-ci, fournissant des gros plans qui ont ensuite été cousus ensemble pour une vue plus révélatrice.
Composée de cinq images, cette mosaïque du « Delta Scarp » du cratère Jezero a été prise le 17 mars 2021 par la caméra Remote Microscopic Imager (RMI) de Perseverance à 1,4 miles (2,25 kilomètres) de distance. Crédit : RMI : NASA / JPL-Caltech / LANL / CNES / CNRS / ASU / MSSSMastcam-Z : NASA / JPL-Caltech / ASU / MSSS
Pour Roger Wiens, chercheur principal de SuperCam au Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique, ces images en disaient long sur le passé ancien de Mars, lorsque l’atmosphère était suffisamment épaisse et chaude pour permettre à l’eau de s’écouler à la surface.
“Cela montre d’énormes rochers”, a-t-il déclaré. “Cela signifie qu’il a dû y avoir d’énormes inondations soudaines qui ont entraîné des rochers dans le lit de la rivière dans cette formation de delta.”
Les couches calées lui en disaient encore plus.
“Ces gros rochers sont à mi-chemin de la formation du delta”, a déclaré Wiens. « Si le lit du lac était plein, vous les trouveriez tout en haut. Le lac n’était donc pas plein au moment de la crue éclair. Dans l’ensemble, cela peut indiquer un climat instable. Peut-être n’avons-nous pas toujours eu cet endroit très placide, calme, habitable que nous aurions aimé pour élever quelques micro-organismes.
De plus, les scientifiques ont détecté des signes de roche ignée qui s’est formée à partir de lave ou de magma sur le fond du cratère au cours de cette première période. Cela pourrait signifier non seulement de l’eau qui coule, mais de la lave qui coule, avant, pendant ou après la formation du lac lui-même.
Ces indices sont cruciaux pour la mission de recherche de signes de vie martienne ancienne et d’environnements potentiellement habitables. À cette fin, le rover prélève des échantillons de roche et de sédiments martiens que les futures missions pourraient renvoyer sur Terre pour une étude approfondie.
Le (vraiment) gros plan
Une variété de caméras de Perseverance aident à la sélection de ces échantillons, y compris WATSON (le capteur topographique grand angle pour les opérations et l’ingénierie).
Situé à l’extrémité du bras robotique du rover, WATSON fournit des plans rapprochés extrêmes de roches et de sédiments, se concentrant sur la variété, la taille, la forme et la couleur de minuscules grains – ainsi que le “ciment” entre eux – dans ces matériaux. De telles informations peuvent donner un aperçu de l’histoire de Mars ainsi que du contexte géologique des échantillons potentiels.
Persévérance a réalisé ce gros plan d’une cible rocheuse surnommée « Foux » à l’aide de sa caméra WATSON le 11 juillet 2021, le 139e jour martien, r sol, de la mission. La zone à l’intérieur de la caméra est d’environ 1,4 pouces sur 1 pouce (3,5 centimètres sur 2,6 centimètres). Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS
WATSON aide également les ingénieurs à positionner la foreuse du rover pour extraire des échantillons de carottes rocheuses et produit des images de l’origine de l’échantillon.
L’imageur s’associe à SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals), qui comprend un Autofocus and Contextual Imager (ACI), la caméra la plus haute résolution du rover. SHERLOC utilise un laser ultraviolet pour identifier certains minéraux dans la roche et les sédiments, tandis que PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), également sur le bras robotique, utilise les rayons X pour déterminer la composition chimique. Ces caméras, travaillant de concert avec WATSON, ont permis de capturer des données géologiques – y compris des signes de cette roche ignée au fond du cratère – avec une précision qui a surpris les scientifiques.
« Nous obtenons des spectres vraiment cool de matériaux formés dans [watery] environnements – par exemple le sulfate et le carbonate », a déclaré Luther Beegle, chercheur principal de SHERLOC au JPL.
Les ingénieurs utilisent également WATSON pour vérifier les systèmes et le train d’atterrissage du rover – et pour prendre des selfies Persévérance (voici comment).
Beegle dit que non seulement les solides performances des instruments d’imagerie, mais leur capacité à supporter l’environnement hostile de la surface martienne, lui donnent confiance dans les chances de Persévérance de faire des découvertes majeures.
“Une fois que nous nous approchons du delta, où il devrait y avoir un très bon potentiel de préservation des signes de vie, nous avons de très bonnes chances de voir quelque chose s’il est là”, a-t-il déclaré.
