Ce mois-ci marque le 20e anniversaire de l’atterrissage de Spirit and Opportunity sur Marsqui fait partie d’une mission dont l’héritage s’étendra loin dans le futur.
En janvier 2004, jumeau NASA Les rovers nommés Spirit et Opportunity ont atterri sur des côtés opposés de Mars, ouvrant ainsi une nouvelle ère d’exploration robotique interplanétaire. Ils sont arrivés de façon dramatique à trois semaines d’intervalle, chacun niché dans un groupe d’airbags qui ont rebondi sur la surface une trentaine de fois avant de s’arrêter et de se dégonfler. La mission des rovers de la taille d’une voiturette de golf : rechercher des preuves que l’eau coulait autrefois à la surface de la planète rouge.
Découvertes révolutionnaires : réécrire la science
Leurs découvertes allaient réécrire les manuels scientifiques, y compris la découverte par Opportunity peu après l’atterrissage des fameuses « myrtilles » – des cailloux sphériques d’hématite minérale qui s’étaient formés dans l’eau acide. Plusieurs années après le début de la mission, Spirit, intrépide mais traînant maintenant une roue endommagée, a découvert des signes d’anciennes sources chaudes qui auraient pu être des habitats idéaux pour la vie microbienne il y a des milliards d’années (s’il en existait jamais sur la planète rouge).
Les scientifiques soupçonnaient que Mars était depuis longtemps radicalement différente du désert glacial qu’elle est aujourd’hui : des images orbitales avaient montré ce qui ressemblait à des réseaux de canaux creusés par l’eau. Mais avant Spirit and Opportunity, il n’y avait aucune preuve que l’eau liquide avait formé ces caractéristiques.
« Nos rovers jumeaux ont été les premiers à prouver l’existence d’un Mars précoce et humide », a déclaré l’ancien scientifique du projet Matt Golombek du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui a géré la mission Mars Exploration Rover. « Ils ont ouvert la voie à des connaissances encore plus approfondies sur le passé de la planète rouge avec des rovers plus grands comme Curiosity et Perseverance. »
Un héritage durable
Grâce en partie aux données scientifiques recueillies par Spirit and Opportunity, la NASA a approuvé le développement du rover Curiosity de la taille d’un SUV pour déterminer si les ingrédients chimiques qui soutiennent la vie étaient présents il y a des milliards d’années sur ce qui était autrefois un monde aquatique. (Le rover a découvert peu après son atterrissage en 2012 que c’était le cas.)
Perseverance, qui est arrivé sur la planète rouge en 2021, s’appuie sur le succès de Curiosity en collectant des carottes de roche qui pourraient être amenées sur Terre pour vérifier les signes d’une vie microbienne ancienne grâce à la campagne Mars Sample Return, un effort conjoint de la NASA et de l’ESA (Agence spatiale européenne).
Tout en travaillant sur Spirit et Opportunity, les ingénieurs ont développé des pratiques d’exploration de la surface qui se poursuivent aujourd’hui, notamment l’utilisation de logiciels spécialisés et de lunettes 3D pour mieux naviguer dans l’environnement martien. Et après avoir perfectionné des années d’expertise au cours des voyages des deux rovers sur la surface rocheuse et sablonneuse de Mars, les ingénieurs sont en mesure de planifier des trajets plus sûrs et plus longs et d’élaborer rapidement les plans quotidiens beaucoup plus complexes nécessaires au fonctionnement de Curiosity et Perseverance.
Les membres de l’équipe scientifique sont également devenus plus experts dans leur rôle de géologues virtuels de terrain, s’appuyant sur des années de connaissances pour sélectionner les meilleurs moyens d’étudier le terrain martien à l’aide des « yeux » robotiques et des outils portés par leurs partenaires itinérants.
En utilisant des images filmées à JPL Lorsque Spirit a atterri le 3 janvier 2004, ainsi qu’une animation illustrant l’arrivée du rover sur la planète rouge, cette vidéo célèbre le 20e anniversaire des atterrissages du projet Mars Exploration Rover. Le jumeau de Spirit, Opportunity, est arrivé sur Mars trois semaines plus tard. Crédits : NASA/JPL-Caltech
Marathon martien
Conçu pour durer seulement 90 jours, Spirit a atterri le 3 janvier ; Opportunity le 24 janvier. Les Mars Exploration Rovers ont persévéré pendant des années – dans le cas d’Opportunity, près de 15 ans, pour finalement succomber à une tempête de poussière enveloppant la planète en 2018. Cette durabilité a dépassé les rêves les plus fous des scientifiques et des ingénieurs, qui avaient on ne s’attend qu’à une exploration localisée sur une distance ne dépassant pas un tiers de mile (600 mètres).
Au lieu de cela, grâce à leurs substituts robotiques de longue durée, l’équipe a eu la chance de parcourir une grande variété de terrains martiens. Opportunity, le premier rover à parcourir une distance d’un marathon sur une autre planète, parcourrait finalement près de 30 miles (45 kilomètres) au total – la distance la plus longue parcourue sur une autre planète.
« Il s’agissait d’un changement de paradigme auquel personne ne s’attendait », a déclaré l’ancien chef de projet John Callas du JPL. « La distance et l’échelle de temps que nous avons parcourues ont constitué un bond en avant véritablement historique. »
La possibilité de voir autant de choses a été cruciale pour révéler que non seulement Mars était autrefois un monde plus humide, mais également qu’elle abritait de nombreux types d’environnements aquatiques différents – eau douce, sources chaudes, piscines acides et salées – à des moments distincts de son histoire.
Inspiration continue
Les jumeaux itinérants inspireraient également une nouvelle génération de scientifiques. L’une d’elles était Abigail Fraeman, une lycéenne invitée au JPL la nuit de l’atterrissage d’Opportunity. Elle a pu observer l’excitation lorsque le premier signal est revenu, confirmant qu’Opportunity avait atterri en toute sécurité.
Elle poursuivra ensuite une carrière de géologue sur Mars, revenant au JPL des années plus tard pour aider à diriger l’équipe scientifique d’Opportunity. Aujourd’hui scientifique adjointe du projet Curiosity, Fraeman appelle la plupart des personnes qu’elle a rencontrées lors de la nuit de l’atterrissage d’Opportunity ses proches collègues.
« Les personnes qui ont permis à nos rovers jumeaux de fonctionner pendant toutes ces années constituent un groupe extraordinaire, et il est remarquable de voir combien d’entre elles ont fait de l’exploration de Mars leur carrière », a déclaré Fraeman. « Je me sens tellement chanceux de pouvoir travailler avec eux tous les jours pendant que nous continuons à nous aventurer dans des endroits qu’aucun humain n’a jamais vus dans notre tentative de répondre à certaines des plus grandes questions. »
En savoir plus sur la mission
JPL, une division de Caltech à Pasadena, en Californie, a géré le projet Mars Exploration Rover pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington.