Cette image de la coque arrière de Perseverance posée à la verticale sur la surface du cratère Jezero a été prise à une altitude de 8 mètres par l'hélicoptère Ingenuity de la NASA lors de son 26e vol sur Mars le 19 avril 2022. Crédit : NASA/JPL-Caltech
En combinant des images de l'orbite avec des images de la surface, un JPL-L'outil développé permet aux chercheurs de zoomer pour voir les rochers individuellement et de dézoomer pour voir tous les Mars.
Les rovers martiens ne peuvent faire de nouvelles découvertes passionnantes que grâce aux scientifiques humains qui prennent des décisions prudentes quant à leur prochaine étape. La mission Mars 2020 vise à explorer la géologie du cratère Jezero et à rechercher des signes de vie microbienne ancienne sur Mars à l'aide du rover Perseverance. NASALe Jet Propulsion Laboratory (JPL) de Californie du Sud a utilisé de nouvelles techniques de cartographie pour diriger à la fois le rover et les vols de l'hélicoptère Ingenuity, qui s'est rendu sur Mars à bord de Perseverance – et ils ont fait tout cela avec des outils open source.
Les spécialistes en cartographie du JPL, le Dr Fred Calef III et le Dr Nathan Williams, ont utilisé l'analyse géospatiale pour aider la communauté scientifique et les responsables scientifiques de la NASA à sélectionner le cratère Jezero comme site d'atterrissage de Perseverance et d'Ingenuity. Avant l'arrivée des véhicules sur Mars, ils ont contribué à créer des cartes du terrain à l'aide de données provenant de satellites en orbite.
Une photo aérienne montre les vestiges d'un delta où une source d'eau alimentait autrefois un ancien lac dans le cratère Jezero sur Mars. Crédit : NASA/JPL-Caltech/ASU
Exploration unifiée : cartographie et coordination des missions
« Les cartes et les images constituent un langage commun entre différentes personnes – scientifiques, ingénieurs et dirigeants », a déclaré M. Williams. « Elles permettent de s’assurer que tout le monde est sur la même longueur d’onde pour aller de l’avant, dans un front uni pour réaliser la meilleure science possible. »
Après l'atterrissage de la mission sur Mars en février 2021, l'hélicoptère Ingenuity a opportunément effectué une reconnaissance pour prendre des photos. L'équipe a ensuite généré des cartes plus détaillées à partir des données d'images du rover et de l'hélicoptère pour aider à planifier le trajet du rover Perseverance et les recherches scientifiques.
Pour réaliser cette cartographie à grande échelle de Mars, Calef a créé le système d'information géographique multimission (MMGIS), une interface de cartographie en ligne open source. Des démonstrations en ligne du logiciel, préchargé avec des images de Mars prises depuis l'orbite, permettent aux visiteurs d'explorer les trajectoires de Perseverance, d'Ingenuity et du rover Curiosity, une mission sœur sur Mars qui a atterri en 2012.
Le rover martien Perseverance de la NASA observe l'hélicoptère Ingenuity sur Mars. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS
Améliorer la collaboration mondiale grâce aux outils open source
Le caractère ouvert du logiciel a été la clé du succès de la mission. « Nous avons des gens qui travaillent sur la mission dans le monde entier et nous devons pouvoir leur donner un accès rapide et efficace au logiciel et aux données », a déclaré M. Calef.
Le MMGIS a pour objectif d'aider les gens à comprendre l'étendue de la géographie martienne. En combinant des images prises en orbite et en les complétant avec des images de Perseverance et d'Ingenuity, l'équipe du JPL permet aux chercheurs de zoomer pour voir les rochers individuellement et de dézoomer pour voir l'ensemble de Mars. Cette variété de points de vue donne à l'équipe une idée de l'échelle et du contexte pour bien comprendre le paysage autour du rover Perseverance et comment atteindre de manière optimale ses objectifs scientifiques dans le terrain disponible.
L’impact des outils développés par l’équipe du JPL ne s’est pas limité à la mission Mars 2020. L’équipe souhaitait que son logiciel aide d’autres chercheurs à visualiser facilement leurs données sans avoir besoin d’être eux-mêmes des experts en visualisation de données. Grâce à cette approche open source, d’autres équipes ont désormais utilisé MMGIS pour cartographier la Terre et d’autres corps planétaires.
Conformément à cette philosophie ouverte, les images prises par Perseverance et Ingenuity au cours de la mission Mars 2020 sont librement accessibles au public. En partageant ces données avec le reste du monde, les résultats de la mission peuvent être utilisés pour éduquer, inspirer et permettre de nouvelles recherches.
L'avenir de l'exploration martienne et de la science ouverte
Alors que les scientifiques de Mars se tournent vers l’avenir, l’équipe du rover Perseverance déploie des outils encore plus avancés alimentés par l’IA, la science ouverte ouvrira la voie à de nouvelles explorations. Le JPL travaille actuellement sur des conceptions d’éventuels futurs hélicoptères martiens bien plus performants et complexes qu’Ingenuity. La masse de la charge utile, la portée de vol et le prix abordable sont au premier plan de leurs préoccupations.
Les outils open source existants contribueront à répondre à ces préoccupations. Non seulement les applications open source sont gratuites, mais le niveau élevé de collaboration dans leur création et leur test signifie qu'elles sont souvent très fiables.
En fin de compte, l’équipe du JPL considère son travail comme faisant partie du cycle de la science ouverte, utilisant des outils ouverts pour faciliter son travail tout en développant de nouvelles fonctionnalités dans les outils que d’autres pourront utiliser à l’avenir. « Chaque mission contribue aux autres missions et aux missions futures en termes de nouveaux outils et techniques à développer », a déclaré Calef. « Il ne s’agit pas seulement de travailler sur quelque chose. Il s’agit de pouvoir partager des données entre les gens… d’obtenir un niveau scientifique supérieur. »
