Naast de 23 (!) Camera's aan boord van de Mars2020-missie en de kleine Ingenuity-helikopter , heeft Perseverance acht wetenschappelijke instrumenten en genoeg om bodemmonsters te nemen. Een echt laboratorium om de Jezero-krater tot in detail te ontdekken!
Om het wetenschappelijke aspect van deze missie te bespreken, spraken we met docent-onderzoeker Erwin Dehouck, van het Lyon Geology Laboratory (Earth, Planets, Environment), die dagelijks werkt met data van de Curiosity rover, en binnenkort ook Volharding.
Aan de teamkant veel enthousiasme!
“Het is een fantastische kans”, legt Erwin Dehouck uit. Een deel van het wetenschappelijke team dat vandaag met de Curiosity-rover werkt, zal de leiding hebben over de eerste operaties met zijn neef, Perseverance. “Er is een duidelijke continuïteit tussen de twee missies, zowel op technisch als op menselijk vlak. We zullen een nieuwe plek op Mars ontdekken, en we zullen helpen bij het kiezen van de eerste Mars-monsters die naar de aarde zullen terugkeren! Tegelijkertijd is het ook een uitdaging: aangezien Curiosity goed blijft functioneren, zullen velen van ons moeten "jongleren" tussen de twee projecten ".
Maar zowel in Frankrijk als in de Verenigde Staten is het hele team in de opwinding van het vertrek … En dit zelfs als de rovers worden bestuurd vanuit de JPL in Californië (Pasadena), wat inhoudt dat ze 's avonds moeten werken, zelfs tot 02:00 uur, Toulouse-tijd!
Lees ook:Op het oppervlak van Mars boort de Curiosity-rover met succes een geologisch grensgebied
Doorzettingsvermogen wacht op het opstijgen. ULA-tegoeden
NASA organiseert al regelmatig trainingen, zodat alle betrokkenen in februari klaar zijn. "Ik ben docent-onderzoeker, dus ik deel mijn tijd tussen lesgeven aan de universiteit en wetenschappelijk onderzoek", legt Dehouck uit. Mijn rol zal met Doorzettingsvermogen sterk lijken op wat het vandaag is met Curiosity: ik zal deelnemen aan de planning van de activiteiten van de rover op Mars (die we 'operaties' noemen), in het bijzonder met het SuperCam-instrument, maar ook op wetenschappelijke discussies over data ”.
Bij een andere organisatie geeft de planetoloog echter aan, omdat het Amerikaanse bureau heeft besloten de tijd te verkorten tussen het moment waarop de gegevens van de afgelopen dag op aarde zullen worden ontvangen en die of een nieuwe lijst met orders naar Mars zal worden verzonden. Dit is perfect om de activiteiten van de rover te optimaliseren, maar vereist nog meer interactie tussen collega's!
Twee missies zoals nieuwsgierigheid en doorzettingsvermogen tegelijkertijd actief hebben, is een kans. Acht jaar na elkaar hebben de twee robots veel gemeen. “Maar er zijn bepaalde analyses mogelijk met Curiosity die niet mogelijk zullen zijn met Perseverance, en vice versa. Belangrijk is dat de twee missies zich op twee verschillende locaties bevinden. Het zou niet bij een egyptoloog opkomen om slechts één stuk in een piramide te bestuderen en alle andere achterwege te laten. Op Mars is het een beetje hetzelfde: we hebben een totaalbeeld van de planeet nodig om zijn geologische en klimatologische evolutie nauwkeurig te reconstrueren ”, legt Erwin Dehouck uit.
Hoe zullen de Jezero-krater en het landschap eruit zien? Het zal ongetwijfeld anders zijn dan die van Curiosity. NASA / JPL-Caltech-credits
Welke tools voor doorzettingsvermogen?
NASA heeft zichzelf vier zeer langetermijndoelen gesteld voor de planeet Mars: om te bepalen of daar leven heeft bestaan, om het klimaat en de geologie nauwkeurig te karakteriseren en om zich voor te bereiden op toekomstige bemande verkenningsmissies. We moeten toegeven dat de instrumenten aan boord van Perseverance heel goed aansluiten bij deze doelstellingen! Op de carrosserie van de rover bevindt zich eerst een zeer interessante grondradar aan de achterkant, genaamd RIMFAX (geleverd door Noorwegen) en een experimentele MOXIE-box die de productie van zuurstof en methaan uit atmosferische CO 2 . Dit is een allereerste test van de zogenaamde "ISRU" -technologie voor In-Situ Resource Utilization.dat wil zeggen, de productie van nuttige bronnen voor een toekomstig bewoond avontuur met de elementen op hun plaats.
Zowel op het lichaam als op de Perseverance-mast geplaatst, vinden we de Spaanse MEDA-ervaring, die als een "weerstation" bestaat en windsnelheid, atmosferische druk, temperatuur, vochtigheid en zonnestraling. Ook op de mast, net onder de "kop" van de rover, bevinden zich de twee Mastcam-Z stereoscopische camera's, die in staat zijn om in 2D en 3D in te zoomen en native kleurenbeelden van de planeet Mars vast te leggen.
Waar zijn de belangrijkste instrumenten voor doorzettingsvermogen? NASA / JPL-Caltech-credits
Doorzettingsvermogen heeft, net als zijn voorganger, ook een robotarm van 2 meter lang, met aan het einde een wetenschappelijke 'toolbox' met de PIXL röntgenspectrometer en het SHERLOCK-instrument dat zal proberen de aard van de mineralen met een zeer hoge resolutie.
Bovenal zullen we ook de roterende boor van de rover vinden, indrukwekkender dan die van Curiosity. Het zal in staat moeten zijn om enkele grammen materiaal te nemen en ze vervolgens voorzichtig in een van de 43 buizen te deponeren die door de missie voor het "caching-systeem" worden gedragen. Dit apparaat alleen vertegenwoordigt een bijna onafhankelijke robot die opereert in en onder de drempel van Doorzettingsvermogen. Het verzamelt, bewaart, sorteert en verzegelt bodemmonsters, met zijn eigen robotarm die in de rover blijft.
Frankrijk is aan boord!
De grote witte kast, de "kop van de rover" die bijna 2 meter hoog wordt, is SuperCam, een meervoudig instrument dat Franse expertise met zich meebrengt. Er is een laser die het gesteente kan verpulveren om het te bestuderen met de LIBS-techniek (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) en Raman-spectrometrie, een microfoon die kan luisteren naar schokken (maar ook de mechanische geluiden van volharding), een camera hoge resolutie kleur voor de achtergrond, en een passieve zichtbaar-infrarood spectrometer (VISIR) die het licht analyseert dat wordt gereflecteerd vanaf de grond van Mars. Opgemerkt moet worden dat de doos alleen de zichtbare gevel is van SuperCam, waarvan de analyse-instrumenten zich in de rover bevinden en zijn verbonden door optische vezels.
“Supercam neemt de functionaliteit over van ChemCam, die een infraroodlaser gebruikt om op afstand de chemische samenstelling van gesteenten te meten”, bevestigt Erwin Dehouck. Maar hij voegt er nog meer aan toe! Infrarood- en Raman-technieken worden gebruikt om de mineralen te identificeren waaruit het gesteente bestaat, en mogelijk de organische moleculen die het bevat. Met andere woorden, naast de hoeveelheid van de verschillende chemische elementen die aanwezig zijn, zullen we nu kunnen weten hoe deze elementen met elkaar worden geassembleerd, wat cruciaal is om de omstandigheden te begrijpen waaronder het gesteente werd gevormd, als het 'is tegengekomen "veel vloeibaar water sinds zijn vorming, enz. ".
De teams zullen kunnen profiteren van de ervaring die is opgedaan met ChemCam om sneller operationeel en efficiënter te zijn op Mars met het gebruik van het nieuwe instrument.
Geen SAM op doorzettingsvermogen …
Ten slotte herinnert u zich misschien dat Frankrijk en zijn laboratoria hebben bijgedragen aan de Curiosity-missie met het SAM-instrument, dat de monsters analyseert die door de arm van de rover zijn gegraven. Een systeem dat niet werd behouden voor Doorzettingsvermogen, dat zijn buizen achterlaat om terug naar de aarde te worden gebracht. Een teleurstelling voor Franse wetenschappers?
“Ik kan me voorstellen dat mijn collega's van het SAM-team graag een tweede exemplaar op Mars hadden gehad! Maar dat is niet echt de filosofie van deze missie, en er zijn twee dingen om in gedachten te houden, zegt Erwin Dehouck. Allereerst is het werk met Curiosity nog lang niet voorbij: de teams staan op het punt om een nieuw monster voor SAM te verzamelen! En bovenal is er de missie van de Europese rover Rosalind Franklin met zijn MOMA-instrument, die bepaalde analyses zal uitvoeren vergelijkbaar met die van SAM op de bodem van Mars ”. Op dat laatste zal echter tot 2023 moeten worden gewacht …
De bodem van de Gale-krater, bestudeerd door de Curiosity-rover, is allesbehalve uniform… Stel je voor dat we monsters van elk van deze sites kunnen terugbrengen! NASA / JPL-Caltech / MSSS / USGS-tegoeden
Zoeken naar "sporen van leven", een wetenschappelijke uitdaging
Als alles goed gaat bij het opstijgen op donderdag 30 juli en de aankomst van de rover op Mars op 18 februari (en tussen de twee), kan Perseverance beginnen met zijn verkenning van de Jezero-site, gekozen na een aantal jaren van studie, volgens voorstellen van een wetenschappelijk consortium. Voor het publiek is het echter niet altijd gemakkelijk te begrijpen waarom Jezero (dat op het zichtbare niveau net zo verlaten zal zijn als de andere Mars-plaatsen die vóór hem zijn bezocht) van groot belang is.
Curiosity evolueert tenslotte ook binnen een krater (Gale) en er is daar veel bewijs gevonden voor de aanwezigheid van water … “Het is waar, net als Gale is Jezero een inslagkrater, maar zijn diameter is ongeveer drie keer kleiner. Net als Gale werd het binnenland van Jezero ooit bezet door een meer - dit is te zien aan de zeer mooie delta in het westelijke deel (waar Volharding in de buurt zal landen), die eruitziet als die in de mondingen van rivieren op aarde. Een van de verschillen tussen de twee sites is dat Jezero een uitlaat heeft, dwz een vallei waardoor water de krater kon verlaten, terwijl Gale een hydrologisch "eindpunt" was. Een ander belangrijk verschil is de aanwezigheid van carbonaatrijke gebieden in Jezero:deze mineralen zijn heel gewoon op aarde, maar zeldzaam op Mars (nieuwsgierigheid vond slechts een paar sporen in Gale); Carbonaten zijn echter goede indicatoren voor omgevingsfactoren uit het verleden en kunnen mogelijke biosignaturen behouden. Deze gebieden zijn prioritaire doelstellingen voor Doorzettingsvermogen ”, legt Erwin Dehouck uit.
De planeet Mars wordt vaak omschreven als "bevroren in het verleden", omdat de omstandigheden op het oppervlak nauwelijks zijn veranderd sinds ze meer dan 3 miljard jaar geleden verlaten is. In zekere zin is het een buitengewone kans om deze beschermde omgeving te kunnen observeren (de aarde heeft een geologie en een veel actiever klimaat, de primaire condities op het oppervlak zijn allang verdwenen).
Zoom in op het monster- en buisbeheersysteem van de Perseverance rover. Een echte robot helemaal alleen! NASA / JPL-Caltech-credits
Maar we beseffen niet noodzakelijkerwijs hoe moeilijk het is om sporen van leven te vinden. "De periode in de geschiedenis van Mars waarin we denken dat de oppervlakte-omgeving mogelijk 'bewoonbaar' was, dat wil zeggen bevorderlijk was voor het ontstaan en de ontwikkeling van leven, is in een tijd waarin Op aarde waren er alleen eencellige en microscopisch kleine organismen. We zoeken dus niet naar versteende skeletten op Mars ”, herinnert Erwin Dehouck zich.
Het antwoord ligt in scheikunde en geologie. Het is daarom eerder een kwestie van het zoeken naar elementen die, door op een dag samen te zijn, het ontstaan van gunstige omstandigheden voor de ontwikkeling van het leven mogelijk zouden maken.
"Dit zijn veel discretere markeringen", zegt de planetoloog. Dit kunnen minerale structuren zijn die niet verklaard kunnen worden door puur abiotische processen, of zelfs anomalieën in de overvloed van bepaalde organische moleculen. Om dergelijke markeringen te markeren en aan te tonen dat ze inderdaad verband houden met het leven, zijn zeer diepgaande analyses nodig, die moeilijk zijn uit te voeren met een rover. Vandaar het idee om Marsmonsters naar de aarde te brengen! ".
We begrijpen daarom dat het niet gemakkelijk is om een consensus te vinden over de resultaten van de sensoren die naar Mars zijn gestuurd, omdat wat ze waarnemen meer lijkt op een speurtocht, op een bundel vermoedens dat we vormt dan met onze aardse kennis van de levenden.
Een speurtocht die geen ruimte mag laten voor speculatie, dus de teruggave van monsters moet zeer grondige analyses mogelijk maken, gedurende lange perioden, door laboratoria die voorop lopen in het onderzoek over de hele wereld. Het voordeel van een platform als Perseverance is dat het ontworpen is om enkele tientallen kilometers af te leggen en dat het naar een gebied wordt gestuurd dat rijk is aan zijn geologische diversiteit.
Als alles goed gaat, hebben onderzoekers mogelijk binnen tien jaar een indrukwekkende verscheidenheid aan bodemmonsters van de planeet Mars bij de hand. En als we weten dat slechts een paar korrels materie veel kunnen onthullen over het verleden van de planeten, begrijpen we beter het ongeduld voor de komende Mars Sample Return-missie!
Zal doorzettingsvermogen fotogenieker zijn dan nieuwsgierigheid? NASA / JPL-Caltech-credits
Deze oriëntatie voor toekomstige verzameling en studie wordt weerspiegeld in de conceptie van de missie van Perseverance. “De rover is inderdaad zeer goed uitgerust voor in situ analyses, maar de" filosofie "van zijn nuttige lading is anders dan die van Curiosity. Waar de laatste was ontworpen als een autonoom laboratorium (vandaar de naam van de missie: Mars Science Laboratory), in staat om lange en complexe analyses ter plaatse uit te voeren (röntgendiffractie, gaschromatografie), is Perseverance s ' geregistreerd in het perspectief van de teruggave van monsters: als een veldgeoloog zal zijn prioriteit niet zijn om alle belangrijke vragen die we ons stellen onmiddellijk op te lossen, maar eerder om te identificeren,om de beste gesteentemonsters te documenteren en te nemen om deze vragen te kunnen beantwoorden na meer diepgaande analyses op aarde. Dat gezegd hebbende, zelfs als de monsters nooit zouden terugkeren, zullen we dankzij de gegevens van Perseverance veel over Jezero en Mars leren ”, besluit Erwin Dehouck.
In ieder geval zullen we in februari onze vingers kruisen en hopen dat de rover al zijn mogelijkheden op Mars kan inzetten voor een succesvolle missie, zowel nu als op de lange termijn!
Ik zou graag lid willen worden van het The-HiTech.net-team om Erwin Dehouck van het Lyon Geology Laboratory (Earth, Planets, Environment) te bedanken voor het geven van dit interview.
