Des scientifiques s'efforcent de rendre l'accès à Mars moins cher

Quant à la NASA, à l’Agence spatiale européenne (ESA) et à la Chine, qui prévoient des missions coûteuses pour prélever des échantillons sur Mars, de plus en plus de chercheurs cherchent des moyens nouveaux et moins coûteux d’explorer la planète verte.

Que ce soit au moyen d’hélicoptères stables ou plus, ils disent qu’il est temps de créer une gamme de nouvelles façons de collecter davantage de données à partir de divers endroits existants sur Mars.

Les scientifiques veulent réduire l’accès à notre vermelho vizinho. Image : Dima Zel — Shutterstock

Bethany Ehlmann, planétologue au California Institute of Technology, à Pasadena, aux États-Unis, a partagé de l’intérieur. « Mars, tout comme la Terre, est diversifiée. Différents lieux capturent différents signes environnementaux », a-t-elle déclaré dans un entretien avec le site Space. « Il y a beaucoup d’exploration en face », a ajouté, citant la possibilité de visiter des lieux incroyables et exotiques que les espaces photographiés depuis l’orbitale, tels que le système de cânions Valles Marineris et les criques polaires martiennes.

« Un système aussi complexe que Mars nécessite de l’amplitude et de la profondeur », a déclaré Ehlmann. « Cela signifie trouver de nouvelles façons d’explorer différents sites, en réduisant le prix par mission grâce à la technologie ou à de nouveaux paradigmes programmatiques et collaborations. Imaginez un demi-couple d’explorateurs mobiles de Mars, opérés par des universités de tout le pays. Isso Deixaria les étudiants enthousiastes à l’idée de faire carrière dans les sciences et l’ingénierie », accrédite le chercheur.

Beaucoup d’argent investi dans l’exploration de Mars par la NASA

Après des décennies d’exploration de la planète, « nombre des questions importantes qui restent ne peuvent être résolues qu’avec des bottes, pas seulement, ce sont des bottes robotiques ou humaines », a déclaré Ehlmann.

Selon Robert Lillis, directeur associé de la science planétaire et de l’astrobiologie du laboratoire des sciences spatiales de l’université de Californie, la NASA a toujours été une agence sans risque. « C’est tout à fait compréhensible, une fois que l’argent des contribuables sera dépensé », a-t-il dit.

Lillis désigne le programme de Small Innovative Missions for Planetary Exploration (SimpleX) de l’agence comme un « effort utilisé » pour faciliter la science planétaire de première ligne pour une fraction du coût d’une mission de découverte typique.

Le

programme Discovery de la Nasa soutient des efforts d’exploration ambitieux, à un coût relativement faible. La limite de coût actuelle d’une mission Discovery est d’environ 500 millions de dollars américains.

« SimPlex est également un projet pionnier dans l’étude de la compensation entre le coût et le risque », explique Lillis. « Par exemple, la mission Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers (Escapade) est une entreprise , le principal chercheur d’Escapade. Le coût total de cette mission vers Mars, prévue pour atteindre l’orbite de la planète verte en 2026, est estimé à moins de 80 millions de dollars américains.

Selon Lillis, les sondes gémiques Escapade fourniront une perspective stéréo unique au système hautement complexe de la haute atmosphère de Mars. « Nos deux espaces — Azul et Ouro — nous fourniront deux paires d’yeux, ce qui nous permettra, pour la première fois, de comprendre la réponse en temps réel des schémas de perte atmosphérique de Mars aux fissures et aux vents électromagnétiques du vent solaire de la planète », a-t-il déclaré.

En accord avec le scientifique, l’adoption d’approches « NewSpace » pour le développement d’engins spatiaux permettra à des constellations de petits satellites d’explorer et de surveiller l’atmosphère martienne avec une fidélité et une couverture sans précédent. « Nous pourrons voir toutes les parties de la planète à tout moment de la journée, de la surface jusqu’à la haute atmosphère. »

Lillis a ajouté que ce type de « conscience situationnelle » sera crucial pour protéger les futurs explorateurs humains, de deux manières principales.

Tout d’abord, une meilleure caractérisation de la pression de la surface proche et du vent permet une entrée, une descente et un atterrissage plus sûrs. Deuxièmement, la surveillance du temps permettra des prévisions météorologiques précises grâce à l’assimilation des données.

Le JPL étudie un dispositif pour une consommation d’énergie à fort impact sur Mars

« Lorsque nous parlons des prévisions météorologiques sur Mars comme étant importantes pour la sécurité des explorateurs, nous parlons de poeira, de tempêtes régionales ou mondiales », a déclaré Lillis. « Les tempêtes d’électricité réduisent la production d’énergie solaire et la visibilité ».

Une nouvelle technologie à utiliser à moindre coût et en toute sécurité sur Mars est le concept du dispositif de poussage à énergie d’impact élevé (SHIELD), actuellement à l’étude au Laboratoire de propulsion de Jato (JPL) de la NASA, dans le sud de la Californie. « SHIELD est essentiellement un module de pouso et un amortisseur », a déclaré Louis Giersch, chercheur principal du SHIELD.

Hélicoptère Rover Perseverance et Ingenuity : partenariat dans l’exploration de Mars. (Image : divulgation/NASA)

« Il ne sera pas en mesure de placer un espace comme le rover Perseverance en surface, mais il peut permettre aux scientifiques d’étudier davantage la surface martienne tout en voyageant avec des missions majeures de la NASA », a ajouté Giersch. « Nous sommes toujours en train d’évaluer quels types d’instruments scientifiques ont du sens, mais les capteurs météorologiques, les caméras et les spectromètres de masse sont tous dans le prancheta ».

Deuxièmement Giersch, l’objectif du SHIELD est de réduire les coûts d’atterrissage de Mars d’un ordre de grandeur, rendant ainsi un large éventail de missions potentiellement viables. Par exemple, la technologie , pontilhando la planète avec des sondes.

Giersch a également déclaré que le SHIELD imposera davantage de limites aux charges utiles scientifiques par rapport aux plates-formes d’exploration martienne conventionnelles. « Les charges utiles scientifiques devront être encore plus compactes et robustes », a-t-il dit, « mais avec l’avantage attendu d’un accès plus fréquent à la surface martienne en raison de la réduction des coûts de mission ».

Nathan Barber, ingénieur système SHIELD chez JPL, estime que l’opportunité d’un accès fréquent et peu coûteux à Mars est là. « Ce portail a été ouvert lorsque les cubes A et B de Mars Cube One (MarCO), surnommés d’après EVE et WALL-E, ont effectué un survol réussi sur Mars en novembre 2018. Le duo, qui n’a coûté que 18,5 millions de dollars américains pour construire et exploiter le JPL, est entré en promenade avec la sonde InSight Mars da Nasa.

« SHIELD peut être livré en un seul module de pouso ou plusieurs en une seule version. Un module à faible coût tel que SHIELD peut permettre des mesures pour la première fois ou l’exploration de pionniers, telles que des informations terroristes qui sont essentielles pour des missions plus importantes et plus coûteuses », a expliqué Barber.

« Augmenter l’accès à l’espace est empolgante, car cela signifie davantage de possibilités pour la science sur Mars. Si une nouvelle classe de missions interplanétaires à faible coût devait être réalisée, cela favoriserait un ensemble de recherche encore plus diversifié et offrirait une opportunité à de nombreux nouveaux scientifiques et ingénieurs en début de carrière », a ajouté.

Barber a également déclaré que « les missions d’espaces mineurs et à moindre coût pourraient fournir une science de classe décennale en parallèle à la campagne de retour d’échantillons sur Mars ».

Pour le scientifique, le changement de paradigme de capacité et de coût peut être attribué à de nombreux facteurs, « d’une réduction d’un ordre de grandeur du coût de lancement, rendue possible par le covoiturage et les petits lanceurs émergents, à la fabrication d’instruments scientifiques capables de haute précision et/ou fondamentalement nouvelles mesures ».

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Entre-temps, une autre idée de recherche future sur Mars a déjà été renforcée par plusieurs vols d’hélicoptères Ingenuity de la Nasa. Et qu’allons-nous suivre ? « L’ingéniosité était au-delà de ce que nous aurions pu imaginer », a déclaré Shannah Withrow-Maser, responsable des systèmes de véhicules hélicoptères chez Mars Science au centre de recherche Ames de la Nasa, dans la Silicio Valley. « Chaque voo nous apprend de plus en plus et ouvre des portes à de futurs concepts de mission », a-t-elle dit.

Une idée qui s’infiltre est celle d’un hélicoptère de survol de Mars plus avancé, « un appareil hexacoptère capable de transporter des charges utiles plus importantes et de parcourir de plus longues distances qu’Ingenuity », selon Withrow-Maser. Elle a précisé que cette approche de Mars Science Helicopter prend forme grâce au le souffle à chaque fois que l’ingéniosité passe », a déclaré Withrow-Maser. « Nous faisons un vol à la fois. Il dépasse de loin les limites de ce qui a été conçu et testé ici sur Terre ».

« Nous sommes en mesure de faire des choses très légales avec des hélicoptères », a déclaré Withrow-Maser, « en décolant de n’importe où et en nous arrêtant sur des objets d’intérêt ».

Maintenant, une future implémentation dans l’ar d’un hexacoptère est en cours d’évaluation, qui serait publiée au milieu du processus d’entrée, de dessiccation et d’utilisation. Il est possible de rechercher diverses caractéristiques de Mars qui sont difficiles, voire impossibles à explorer par des rovers, comme les criques polaires, les panaches verticaux et les volcans enflammés.

Le

navire peut également passer au-dessus des intrigantes listes martiennes sombres connues sous le nom de lignes de déclin, qui peuvent être des signes d’une activité d’eau liquide. Un hexacoptère peut également aider à cartographier les profils verticaux de l’atmosphère ou même à se fondre dans les ouvertures des tubes de lave.

« La communauté commence tout juste à avoir une idée de ce qui peut être vrai dans le domaine de l’exploration aérospatiale », a déclaré Withrow-Maser. « Un hélicoptère nous permet d’aller beaucoup plus longtemps et plus vite. Les nouvelles plateformes de véhicules peuvent être un catalyseur pour tous les types de science. Je pense que nous sommes bien placés pour pouvoir profiter de toutes les opportunités qui se présentent à notre manière ».

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