Opportunity

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Opportunity (MER-B)
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Vue d'artiste d'un engin de la mission Mars Exploration Rover (MER)

Caractéristiques
Organisation NASA
Constructeur JPL
Type de mission rover géologue
Statut En activité
Masse 185 kg
Lancement 7 juillet 2003
Lanceur Fusée Delta II Heavy
Durée de vie 90 jours martiens
Source d'énergie 1,3 m² de panneaux solaires
Puissance électrique 200 W
Atterrissage 25 janvier 2004
Programme Mars Exploration Rover
Index NSSDC 2003-032A
Principaux instruments
PanCam caméra panoramique
NavCam deux caméras de navigation
infrarouge spectromètre
Mössbauer spectromètre
APXR spectromètre [1]
? caméra microscope
HGA antenne grand gain
LGA antenne faible gain omnidirectionnelle
UHF antenne omnidirectionnelle

Opportunity (« opportunité, occasion » en anglais) est le deuxième rover de la mission Mars Exploration Rover de la NASA. Il a atterri sur la planète Mars le (05:05 UTC) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, soit 21 jours après son jumeau Spirit de l'autre côté de la planète. Conçu pour analyser géologiquement le sol martien, le robot était programmé pour ne fonctionner que pendant 90 sols. Or, le 15 juillet 2015, onze ans et demi après son atterrissage, il est toujours opérationnel, ayant parcouru 42,45 km en 4079 sols[2],[N 1].

On doit à Opportunity la première découverte extra-terrestre d'une météorite, Heat Shield Rock (Meridiani Planum), et l'étude, de 2006 à 2008, du spectaculaire cratère Victoria. Il a découvert sur le rocher baptisé Espérance, les conditions les plus favorables au développement de la vie jamais mises au jour sur le sol martien[3].

Ses déplacements sont pilotés par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) qui est une division du California Institute of Technology situé à Pasadena, lequel gère l'ensemble du programme Mars Exploration Rover pour la NASA.

Objectifs de la mission[modifier | modifier le code]

Opportunity : un « rover géologue » (vue d'artiste).

L'eau est souvent synonyme de vie, la compréhension de l'activité passée de l'eau sur Mars et son évolution au cours du temps est un sujet fondamental. Les observations n'indiquent pas de présence d'eau liquide sur la planète mais l'analyse directe des roches et de la surface martienne peuvent apporter des solutions. L'utilisation de rovers spécialisés permet d'accomplir cette tâche. Dans cette perspective la mission Mars Exploration Rover comprend plusieurs objectifs importants[4].

Un premier objectif consiste à rechercher une grande variété de roches et de sols avec des indices de l'activité passée de l'eau et la caractérisation de leurs textures. Les échantillons recherchés doivent révéler la présence de minéraux déposés par des procédés liés à l'eau comme les précipitations, l'évaporation, la cimentation sédimentaire ou l'activité hydrothermale. Le programme inclut également la recherche de minéraux contenant du fer, d'identifier et d'évaluer la quantité de types de minéraux spécifiques qui contiennent de l'eau ou se sont formés dans l'eau, tels que les carbonates ferrifères. Les rovers doivent aussi déterminer la répartition et la composition des minéraux, des roches et des sols entourant les sites d'atterrissage.

Vue d'artiste du rover Opportunity.

La mission doit également permettre, grâce à l'étude de terrain, d'étalonner et de valider les instruments d'observations des orbiteurs autour de Mars, afin d'offrir plus de précision et d'efficacité aux instruments qui équipent les sondes en orbite martienne. Les observations et analyses du terrain donneront des indications sur les processus géologiques qui ont façonné le relief de ces régions et influencé leur chimie. Ces processus peuvent inclure l'eau, l'érosion éolienne, la sédimentation, des mécanismes hydrothermaux, le volcanisme et la formation de cratères. Les rovers rechercheront des indices géologiques sur les conditions environnementales qui existaient lorsque l'eau liquide était présente sur la planète afin d'évaluer si elles ont été propices à la vie.

Caractéristiques de la sonde[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mars Exploration Rover.

Voyage vers Mars[modifier | modifier le code]

Fusée Delta II Heavy transportant le rover Opportunity.

Le rover Opportunity est lancé avec succès le 8 juillet 2003 par une fusée Delta II (7925H)[5] et atterrit le 25 janvier 2004 (5:05 UTC, (MSD 46236 14:35 AMT, 18 Scorpius 209 Darien) dans la région équatoriale de Terra Meridiani, une plaine de Mars. À la différence des missions précédentes, la sonde n'a pas dévié de son orbite et a conservé sa trajectoire de vol vers la planète, variant de seulement quelques kilomètres.

La sonde protégée par son bouclier thermique arrive directement dans l'atmosphère de Mars sans se mettre en orbite et commence à décélérer principalement grâce aux forces de traînée. Lorsque la sonde atteint une vitesse se rapprochant de celle du son un parachute est déployé, le bouclier thermique est largué, l'atterrisseur quitte ensuite le module de descente en venant pendre au bout d'un câble. Des coussins gonflables ou « airbags » se mettent en place autour de l'atterrisseur et des rétrofusées se déclenchent ensuite pour réduire davantage la vitesse avant l'impact au sol[6]. Les coussins amortissent grandement le choc, faisant rebondir l'atterrisseur et le robot Opportunity (~544 kg à eux deux) de nombreuses fois avant de s'immobiliser. La structure de l'atterrisseur met plusieurs dizaines de minutes à se déployer, écarte les coussins gonflables, développe ses panneaux solaires et met en place son appareil photographique[7].

Activités de la sonde[modifier | modifier le code]

Site d'atterrissage d'Opportunity (photographié par Mars Global Surveyor.
Parcours d’Opportunity de l'atterrissage à novembre 2009 (sol 2055).

Le site Unmanned Spaceflight[8] actualise régulièrement le tracé de son itinéraire depuis son arrivée sur Mars[9].

2004[modifier | modifier le code]

Opportunity atterrit au milieu d'une large plaine située sur l'équateur de Mars, Meridiani Planum, très exactement dans un cratère d'impact de 22 m de diamètre, le cratère Eagle. De cet endroit, il examine de nombreux échantillons et prend des photos panoramiques. Ces premières analyses permettent aux scientifiques de faire des hypothèses concernant la présence d'hématite et la présence passée d'eau à la surface de Mars. L'engin est ensuite dirigé vers l'est, en direction d'un cratère plus grand, Endurance, large de 170 mètres et profond de 20 mètres. Il l'explore entre juin et décembre mais il est décidé de ne pas l'engager près du centre en raison du risque d'enlisement lié aux dunes. En revanche, le rover s'approche de la falaise Burns d'aussi près qu'il lui est possible.

2005[modifier | modifier le code]

Sorti du cratère, Opportunity est ensuite dirigé vers le sud. L'équipe du JPL caresse en effet l'espoir de le faire parvenir jusqu'au cratère Victoria, situé à près de 8 kilomètres de là. En janvier, à quelques centaines de mètres d'Endurance, il examine les restes de son bouclier thermique, l'impact au sol provoqué par celui-ci ainsi qu'une météorite baptisée Heat Shield Rock en raison de sa proximité avec le bouclier thermique.

Le 20 mars, le robot accomplit son plus long trajet en une seule journée, (220 mètres) mais la suite du voyage est mouvementée car, du 25 avril au 4 juin, il s'enlise dans une dune de 30 cm, plusieurs de ses roues étant ensablées. Plus de six semaines de simulations sur Terre sont nécessaires afin de déterminer la meilleure manœuvre à effectuer pour le libérer. En le déplaçant centimètre par centimètre, le JPL réussit à dégager le robot qui reprend ses déplacements.

En octobre, Opportunity étudie le cratère Erebus, d'un diamètre de 350 m, peu profond et partiellement enterré.

2006[modifier | modifier le code]

Image du cratère Victoria, 951e sol, 26 septembre 2006.

Le robot quitte Erebus en mars. Continuant sa route, et malgré quelques problèmes mécaniques affectant son bras robotisé, il atteint Victoria fin septembre (sol 951) et commence par en explorer les bords[10]. Les images qu'il envoie de ses différentes « baies » sont les plus spectaculaires jamais envoyées depuis la planète. Elles constituent par ailleurs une mine d'or pour les géologues qui découvrent les différentes strates du sol.

2007[modifier | modifier le code]

En juin, après avoir exploré différents « caps » et « baies » de Victoria, dans sa partie nord, Opportunity revient à Duck Bay, l'endroit où il était arrivé. Il pénètre très légèrement dans le cratère en septembre pour une étude détaillée de ses parois qui l'occupe pendant près d'un an.

2008[modifier | modifier le code]

Opportunity ressort de Victoria le 28 août (sol 1634). Après avoir exploré d'autres abords du cratère, au sud-est, le rover s'en éloigne définitivement au sol 1679. Son objectif est le lointain cratère Endeavour, situé au sud-est et d'un diamètre de 21 km. Pour l'équipe du JPL, en raison de la distance et de l'âge du rover, il s'agit d'un nouveau pari. Afin de le gagner, elle prend le risque de ne pas lui faire emprunter le chemin le plus court, le jugeant trop sablonneux, et l'engage vers le sud-ouest.

2009[modifier | modifier le code]

En juillet (sol 1390), le rover est dirigé vers l'ouest, c'est-à-dire dans la direction opposée d'Endeavour, le sol étant jugé beaucoup trop risqué pour sa progression. Un peu plus tard, son trajet est dévié vers une nouvelle météorite, Block Island, qu'il photographie sous tous les angles. En octobre (sol 2042), nouveau changement de trajectoire, cette fois vers le sud-est.

2010[modifier | modifier le code]

Le 24 mars (Sol 2191), grâce à l'expérience acquise et à la cartographie détaillée obtenue par le satellite Mars Reconnaissance Orbiter, Opportunity a parcouru 20 kilomètres[11], malgré de nombreux mais fructueux arrêts[12] auprès des divers rochers, cratères et formations géologiques rencontrés.

Le 19 mai (sol 2245), nouvelle correction de trajectoire majeure, cette fois vers le sud-ouest, en direction du cratère Endeavour.

Le 15 décembre (sol 2452), Opportunity atteint le cratère Santa Maria, large de 80 à 90 mètres.

2011[modifier | modifier le code]

Le 3 février, l'examen de Santa Maria est interrompu par la conjonction solaire : Mars se trouve diamétralement opposé à la Terre par rapport au Soleil. Le 25 mars (sol 2542), après l'avoir contourné par le sud, Opportunity quitte les abords de Santa Maria.

En mai, le rover commence à parcourir son trentième kilomètre et, le 11 août, il atteint Endeavour[13]. La mission qui lui est confiée est d'explorer Cape York, un monticule d'un kilomètre de long constitué lors de l'impact météoritique qui a provoqué le cratère (il s'agit donc d'un fragment du « rempart » de ce cratère). Rapidement, Opportunity analyse des échantillons qui se révèlent plus anciens que tous ceux découverts jusque là[14].

Après s'être attardé au sud de Cape York, le rover gagne le nord en suivant la partie occidentale de la colline. Le 27 décembre, il est parqué dans un endroit baptisé « Greeley Haven » (en hommage au géologue planétaire décédé deux mois plus tôt, Ronald Greeley) pour y être immobilisé pendant cinq mois, le temps que s'écoule l'hiver martien. Cette interruption d'activité est d'autant plus nécessaire qu'avec le temps, de la poussière s'est accumulée sur les panneaux solaires du robot, ce qui réduit d'autant ses ressources énergétiques.

2012[modifier | modifier le code]

Le rover reprend ses déplacements le 9 mai. Le 12 juillet, il parvient à l'extrême Nord de Cape York et le 28 août, alors qu'il redescend vers le sud (cette fois par son flanc oriental), il s'engage vers le milieu de la colline. Baptisé Matjevic Hill, l'endroit est riche en découvertes. Le 14 septembre, Opportunity repère un type de sphérules jusqu'alors inconnues des scientifiques[15].

2013[modifier | modifier le code]

En février, le rover amorce sa dixième année de fonctionnement. Du 26 mars au 8 mai, une nouvelle conjonction (le fait que le soleil se trouve entre Mars et la Terre) le contraint à l'inactivité. Après quoi, il quitte le site de Matijevic Hill, qu'il étudiait depuis plusieurs mois, et reprend sa route vers le sud. Le 21 mai, affichant 35,76 km à son compteur, il bat le record de distance parcourue par un véhicule de la NASA sur un astre autre que la Terre [N 2] puis, le lendemain, quitte définitivement Cape York. Les responsables de la mission lui assignent un nouvel objectif : Solander Point, un endroit situé au pied d'une autre colline, Cape Tribulation. Située à 2 km au sud, celle-ci est plus élevée que Cape York et, comme elle, fait partie du rempart bordant le cratère Endeavour. Il est prévu que le rover soit parqué pour l'hiver sur le flanc ouest de la colline, afin que ses panneaux solaires soient parfaitement exposés au soleil, ce qui permettra d'économiser au mieux son énergie avant la reprise de ses activités, fin février 2014. Du 6 au 20 juin, il contourne le promontoire de Nobby's Head puis fait route vers le sud. Le 12 juillet (sol 3364), alors qu'il n'est plus qu'à 250 m de Solander Point, il oblique vers l'est : profitant de l'avance prise dans le programme, les responsables de la mission ont en effet décidé de lui faire faire une petite incursion vers les contreforts d'Endeavour. Le 2 août, il est ramené vers son objectif, franchissant à l'occasion son 38e kilomètre. La base de Solander Point est atteinte deux jours plus tard et, le 17 septembre (sol 3441), après avoir longuement étudié le périmètre nord de la colline, Opportunity s'engage vers les hauteurs, obliquant vers le sud le 24 octobre (sol 3467). Le 9 décembre, alors qu'il a franchi 38,73 km, il est stabilisé pour affronter un nouvel hiver martien.

2014[modifier | modifier le code]

Le 16 janvier, alors qu'Opportunity poursuit sa période d'hibernation, Steve Squyres, responsable de la mission, annonce qu'une photo prise le 7 janvier (sol 3540) montre, sur le sol, une pierre qui n'y apparaissait pas lors de la précédente prise de vue, le 26 décembre (sol 3528). Cette nouvelle intrigue la communauté scientifique. Deux hypothèses sont étudiées : soit le rover a déplacé lui-même la roche alors qu'il effectuait une manœuvre, soit celle-ci a atterri suite à un impact de météorite[16],[17]. Au terme de longues observations, c'est finalement la première option qui est retenue.

Le 25 janvier, les équipes de la NASA fêtent le dixième anniversaire de l'atterrissage d'Opportunity sur Mars et, le 26 février (sol 3588), le rover reprend ses mouvements, à nouveau vers le sud. En mars, le vent nettoie ses panneaux solaires, ce qui augmente sensiblement ses réserves d'énergie[18]. Le 18 avril (sol 3588), il franchit son 39e kilomètre, poursuivant sa route vers le sud, au bas du versant ouest de Cape Tribulation. Du 18 au 28 mai (sols 3659-3677), il stationne à Pillinger Point[N 3], un endroit où il se livre à d'importantes études géologiques et d'où il surplombe le cratère Endeavour. Le 19 juillet (sol 3728), il franchit son 40e kilomètre. En septembre est exploré le cratère Ulysses et le 8 novembre (sol 3837), Opportunity affiche 41 km à son compteur.

2015[modifier | modifier le code]

Le 2 janvier, la NASA annonce que le robot commence à avoir du mal à stocker des informations dans sa mémoire flash et doit donc les stocker dans sa mémoire RAM. Cela pose problème car la mémoire RAM s'efface complètement quand la sonde se met en veille la nuit. Pour régler le problème l'agence spatiale propose de faire une mise à jour du logiciel d'Opportunity[19]. Finalement, ses déplacements vers le sud reprennent. Le 25 janvier 2015, alors qu'il amorce sa douzième année d'exploration, les images qu'il envoie du cratère Endeavour sont spectaculaires[1]. Le 24 mars (sol 3968), la NASA annonce que le robot a parcouru 42,198 kilomètres soit une distance supérieure à celle d'un marathon (42,195 km)[20],[21]. Le robot analyse alors le cratère Spirit of Saint-Louis. En juillet, après une conjonction solaire qui l'oblige à rester inactif (sols 4031-4076), il s'en éloigne et s'engage dans la Marathon Valley.

Les autres rovers martiens[modifier | modifier le code]

Quatre astromobiles se sont déplacés sur le sol martien, et Opportunity est le troisième d'entre eux. Tous sont de fabrication américaine[N 4].

  • Sojourner : lancé le 4 décembre 1996, le tout premier rover ne pesait que 10,6 kg et n'a parcouru qu'une centaine de mètres, du 4 juillet au 27 septembre 1997.
  • Spirit : le jumeau d'Opportunity a – comme lui – quitté la Terre durant l'été 2003 et s'est posé sur Mars en janvier 2004. Mais moins résistant que lui, il n'a été actif que jusqu'en 2009, après s'être enlisé dans le sol et avoir parcouru 7,7 km.
  • Curiosity : plus puissant que les deux MER, ce dernier rover n'est pas, comme eux, alimenté par des panneaux solaires mais par un générateur nucléaire, ce qui l'autorise à fonctionner par toutes saisons et de jour comme de nuit. Ayant atteint la surface de Mars le 6 août 2012, il a parcouru 10,25 km le 20 février 2015[22].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. La plus grande distance parcourue jusqu'alors par un robot sur un autre astre de la terre était de 39 km. Ce record avait été établi sur la Lune en 1973 par l'engin soviétique Lunokhod 2.
  2. En 1972, piloté par Eugene Cernan, le rover lunaire d'Apollo 17 avait parcouru 35,5 km en trois jours.
  3. Du nom du planétologue anglais Colin Pilinger, décédé le 7 mai, ayant contribué, entre autres, à l'analyse des météorites martiennes.
  4. En revanche, les deux seuls rovers à avoir parcouru le sol lunaire (les Lunokhod, dans les années 1970) ont été fabriqués puis lancés par les Soviétiques.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b http://www.cieletespace.fr/files/image_du_jour/2000_CapTribulation_Goursac.jpg
  2. « Opportunity status », NASA (consulté le 3 août 2015)
  3. http://www.journaldelascience.fr/espace/articles/opportunity-decouvre-lenvironnement-plus-favorable-vie-jamais-mis-au-jour-mars-3133
  4. (en) NASA site, « Objectives », NASA,‎ (consulté le 15 mai 2010)
  5. (en) JPL site, « Technologies of Broad Benefit: Propulsion »,‎ (consulté le 15 mai 2010)
  6. (en) JPL site, « Entry, Descent, and Landing Innovations for the Mars Exploration Rover Mission »,‎ (consulté le 15 mai 2010)
  7. (en) JPL site, « Step-by-Step Guide to Entry, Descent, and Landing »,‎ (consulté le 15 mai 2010)
  8. « Unmanned Spaceflight ».
  9. On peut notamment découvrir l'ensemble du parcours effectué entre le 26 juillet 2011 et le 28 août 2013
  10. (en) NASA/JPL-Caltech/MSSS, « Overview of Approach to 'Victoria' »,‎ (consulté le 15 mai 2010)
  11. (en) Opportunity report, sols 2186-2191, March 18-24, 2010: 20 Kilometers and Still Rolling on Mars (JPL, NASA) (lien temporaire à 2010)
  12. (en) Opportunity Update Archive (JPL, NASA)
  13. Opportunity on verge of new discovery
  14. (en) « NASA Rover Inspects Next Rock at Endeavour »,‎ .
  15. Agence France-Presse, « Mars: le robot Opportunity tombe sur une énigme géologique », sur Radio-télévision belge de la Communauté française,‎
  16. Le Point, 18 janvier 2014
  17. La revue Ciel et Espace indique que la transformation s'est opérée entre le 6 et le 18 décembre.
  18. NASA Rover Opportunity's Selfie Shows Clean Machine : http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-118
  19. Generation NT, 4 janvier 2015
  20. Grégor Brandy, « Opportunity vient de boucler un marathon sur Mars: 42,195 km en 11 ans », sur Slate.fr,‎ .
  21. Axel Vergnerie, « INFOGRAPHIE - Planète Mars : le robot Opportunity établit le premier marathon extraterrestre », sur rtl.fr.
  22. On peut régulièrement suivre son kilométrage sur la toile : http://curiosityrover.com/tracking/drivelog.html