Tempête de poussière et cratère Jezero : Les images acquises le 9 janvier 2022 par l’instrument Mars Color Imager de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA ont été combinées pour créer cette vue montrant la présence d’une tempête de poussière régionale qui masque l’emplacement du rover Persévérance et de l’hélicoptère martien Ingenuity (cercle blanc). Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS
Le vol 19 de <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="
“> ’Ingenuity de la NASA devrait avoir lieu au plus tôt le dimanche 23 janvier 2022.
L’atmosphère de <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="
“> Mars est beaucoup moins dense que celle de la Terre. Cependant, le climat de Mars présente de nombreuses similitudes avec celui de la Terre : saisons, vents changeants, nuages de glace et tempêtes de poussière, entre autres. La prévision des événements météorologiques, comme c’est le cas sur Terre, est toujours une entreprise incertaine. En préparant le vol 19, nous avons découvert que des conditions météorologiques martiennes inattendues peuvent entraîner un scénario familier et malheureux ici sur Terre : un vol retardé. Heureusement, Ingenuity ne transporte aucun passager et tous ses bagages sont des bagages à main, de sorte que la conséquence n’est guère plus que l’attente d’un meilleur temps.
Avec 18 vols effectués à ce jour, les prévisions météorologiques sont devenues une partie intégrante de la planification des vols martiens. Depuis le premier vol du 19 avril 2021, le cratère Jezero a progressé au printemps et en été. Nous approchons actuellement de la fin de l’été et du début de l’automne, qui commence le 24 février. Avec le changement de saison viennent de nouveaux défis, notamment une diminution de la densité de l’air qui a nécessité des modifications dans notre façon de voler.
En tant que météorologues, notre travail consiste à fournir une évaluation des conditions météorologiques actuelles par rapport aux exigences de vol. Quelles sont ces exigences pour un vol acceptable et sûr ? Les conditions favorables dépendent de deux propriétés clés : la densité de l’air et la vitesse du vent. Bien que nous n’ayons pas l’avantage d’un grand nombre de stations météorologiques ou de satellites météorologiques en orbite sur Mars, comme c’est le cas sur Terre, nous disposons d’un certain nombre d’outils pour déterminer si les conditions sont acceptables pour le vol. La ressource de prévision la plus utile est l’analyseur de dynamique environnementale de Mars (MEDA), une station météorologique en service à bord du rover Persévérance. Grâce à cette puissante série d’instruments, nous pouvons calculer la densité de l’air, mesurer les vents tout au long de la journée et suivre leur évolution en fonction des saisons, tout en préparant les vols futurs. Nous ne sommes pas non plus sans l’aide des moyens orbitaux : l’imageur de couleur de Mars (MARCI) et le sondeur climatique de Mars (MCS) à bord du Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) fournissent des mises à jour quotidiennes de l’état de l’atmosphère, ce qui est utile pour comprendre l’activité à l’extérieur du cratère Jezero qui pourrait avoir un impact sur les conditions météorologiques futures.
Alors que Mars passe à l’automne, nous nous attendons à une augmentation de la quantité de poussière dans l’atmosphère au niveau mondial ; les niveaux resteront élevés tout au long de l’hiver (cette période de l’année est appelée la ” saison de la poussière “). La poussière joue un rôle majeur dans le climat de Mars&rsquo ; et sa caractérisation est particulièrement importante pour les actifs de surface alimentés par énergie solaire comme Ingenuity. La poussière atmosphérique réduira la quantité de lumière solaire qui atteint les panneaux solaires d’Ingenuity, lesquels chargent les batteries nécessaires au vol. En outre, la poussière dans l’atmosphère est chauffée par la lumière du soleil et réchauffe l’atmosphère environnante, ce qui entraîne une réduction de l’air déjà peu dense dans lequel Ingenuity doit voler. Les membres de l’équipe d’exploitation ont activement discuté de la saison poussiéreuse à venir et de la manière de répondre aux effets de cet environnement changeant.
Une forte tempête de poussière régionale est apparue le premier jour de la nouvelle année, englobant le cratère Jezero juste au moment où nous programmions le vol 19. La présence de cette tempête est survenue assez tôt &ndash ; avant même que la saison poussiéreuse ne commence traditionnellement ! En fait, nous n’avons jamais vu une tempête de cette force aussi tôt dans l’année martienne. Les premiers signes de l’approche de la tempête de poussière ont été repérés par Persévérance, qui a observé un soulèvement accru de la poussière dans le cratère Jezero. En orbite, MRO a capturé des images de cette tempête de poussière régionale en expansion, qui montre des signes d’expansion de l’hémisphère sud vers l’hémisphère nord &ndash ; potentiellement vers le cratère Jezero. Notre équipe de prévisions météorologiques a dû prendre la décision de poursuivre ou non le vol. Les données que nous analysons à partir de MEDA et des ressources orbitales peuvent avoir un décalage de quelques heures à quelques jours, et nous avons donc dû faire une prévision pour le vol 19 quelques jours à l’avance. Il s’agit deIl était clair qu’une incertitude considérable se profilait à l’horizon. L’équipe météo a recommandé de retarder le vol 19, ce qui a finalement été adopté par l’équipe d’Ingenuity (le vol 19 était initialement prévu pour le 5 janvier 2022, ou sol 313 de la mission Persévérance).
L’immobilisation d’Ingenuity s’est avérée être la bonne décision. Dans les jours qui ont suivi le retard du vol, la tempête de poussière s’est déplacée au-dessus du cratère Jezero, et nous avons pu clairement observer ses effets à la fois dans les données MEDA et depuis l’orbite (figure 1). La plus notable a été une forte baisse de la densité de l’air, environ 7 % de moins que ce qui avait été observé avant la tempête de poussière. Cette baisse observée aurait placé la densité en dessous du seuil inférieur de sécurité du vol et aurait fait courir un risque excessif au vaisseau spatial. Nous avons également observé l’effet de la poussière sur la quantité de lumière solaire absorbée par le panneau solaire d’Ingenuity’qui est tombée bien en dessous des niveaux normaux de “ciel clair”, soit une baisse d’environ 18 %.
La tempête de poussière s’est dissipée et, pour l’instant, il semble que nous ne ferons pas voler Ingenuity avant ce dimanche 23 janvier. La tempête de poussière et son impact sur la planification constituent une expérience d’apprentissage importante pour toute l’équipe. On s’attend à ce que d’autres événements se produisent plus tard dans la saison poussiéreuse et ils ont le potentiel de se transformer en tempêtes d’envergure mondiale comme celles observées récemment en 2018, 2007 et 2001. Nous resterons diligents dans nos efforts pour faire voler Ingenuity en toute sécurité dans un avenir prévisible.
Rédigé par Jonathan Bapst et Michael Mischna (équipe Météo/Environnement d’Ingenuity, NASA- <span aria-describedby="tt" class="glossaryLink" data-cmtooltip="
“> JPL ).
