L’analyse par les instruments à bord du rover montre que la roche possède des qualités qui répondent à la définition d’un possible indicateur de vie ancienne. La roche a révélé des signatures chimiques et des structures qui auraient pu être formées par la vie il y a des milliards d’années, alors qu’il y avait de l’eau qui coulait dans la zone explorée par le rover. L’équipe scientifique envisage d’autres explications pour les caractéristiques observées, et des recherches supplémentaires seront nécessaires pour déterminer si la vie ancienne est une explication valable.
Les scientifiques du rover Perseverance de la NASA ont découvert une roche martienne intéressante. Un géologue à six roues a découvert une roche intéressante qui, selon certaines données, aurait pu être l’habitat d’une vie microbienne il y a des milliards d’années.
Une roche remplie de veines attire l’attention de l’équipe scientifique du rover Perseverance de la NASA. Surnommé «Cheyawa Falls» par le groupe, le rocher en forme de pointe de flèche contient des caractéristiques qui pourraient répondre à la question de savoir si Mars abritait une vie microscopique dans un passé lointain.
La roche, le 22e échantillon de roche collecté par le rover, a été collectée le 21 juillet alors que le rover explorait la limite nord de la vallée de la Neretva, une ancienne vallée fluviale d’un quart de mile (400 mètres) de large qui a été coupée par l’eau se précipitant dans Jezero. Cratère il y a de nombreuses années.
“Nous avons conçu l’itinéraire de Perseverance pour nous assurer qu’il traverse des zones présentant un potentiel d’échantillons scientifiques intéressants”, a déclaré Nicola Fox, administratrice associée de la direction des missions scientifiques au siège de la NASA à Washington. “Ce voyage le long du lit de la rivière Neretva a porté ses fruits car nous avons découvert quelque chose que nous n’avions jamais vu auparavant et cela donnera à nos scientifiques beaucoup de matériel à étudier.”
“Cheyawa Falls” présente des marques similaires à celles d’un léopard. 18 juillet. NASA
De nombreux scans des chutes de Cheyawa par l’instrument SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organic and Chemical) du rover indiquent qu’elles contiennent des composés organiques. Bien que ces molécules à base de carbone soient considérées comme les éléments constitutifs de la vie, elles peuvent également être formées par des processus non biologiques.
“Les chutes de Cheiawa sont la roche la plus mystérieuse, la plus complexe et potentiellement la plus importante jamais explorée par Perseverance”, a déclaré Ken Farley, scientifique du projet Perseverance au California Institute of Technology de Pasadena. “D’une part, nous avons la première détection convaincante de matière organique, des taches de couleur distinctives indiquant des réactions chimiques que la vie microbienne aurait pu utiliser comme source d’énergie, et des preuves claires que l’eau – essentielle à la vie – traversait autrefois la roche. . D’un autre côté, nous n’avons pas pu déterminer exactement comment la roche s’est formée et dans quelle mesure les roches voisines auraient pu réchauffer les chutes Cheyawa et contribuer à ces caractéristiques.
Le groupe était également intéressé par d’autres détails sur le rocher, qui mesure 3,2 pieds sur 2 (1 mètre sur 0,6) et porte le nom d’une cascade du Grand Canyon.
À la recherche de signes d’une vie microbienne ancienne, la mission Perseverance s’est concentrée sur des roches qui pourraient avoir été créées ou altérées par la présence ancienne de l’eau. C’est pourquoi l’équipe s’est concentrée sur les chutes Cheyawa.
“Ce sont les observations clés pour lesquelles SHERLOC a été créé: la recherche de matière organique, car c’est un élément essentiel de la recherche de la vie passée”, a déclaré Kevin Hand, chercheur principal de SHERLOC, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui dirige l’étude. mission.
De grandes veines blanches de sulfate de calcium s’étendent sur toute la longueur de la roche. Entre ces veines se trouvent des bandes de matière dont la couleur rougeâtre suggère la présence d’hématite, l’un des minéraux qui donne à Mars sa teinte rouille caractéristique.
Le rover Perseverance de la NASA a utilisé son instrument Mastcam-Z pour capturer ce panorama à 360 degrés d’une région de Mars appelée “Bright Angel”, où coulait une ancienne rivière il y a des milliards d’années. Les chutes Cheyava ont été découvertes dans une zone légèrement à droite du centre, à environ 361 pieds (110 mètres) du rover. NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS
Lorsque Perseverance a examiné de plus près ces zones rouges, il a trouvé des dizaines de taches irrégulières, de taille millimétrique, blanc cassé, chacune entourée d’un matériau noir semblable à des taches de léopard. L’instrument PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) de Perseverance a déterminé que ces halos noirs contiennent à la fois du fer et du phosphate.
“Ces spots ont été une grande surprise”, a déclaré David Flannery, astrobiologiste et membre de l’équipe scientifique Perseverance de l’Université de technologie du Queensland en Australie. “Sur Terre, de telles caractéristiques dans les roches sont souvent associées à des traces fossilisées de microbes vivant dans le sous-sol.”
Ces types de taches sur les roches sédimentaires peuvent se produire lorsque des réactions chimiques impliquant l’hématite font passer la roche du rouge au blanc. Ces réactions peuvent également libérer du fer et du phosphate, pouvant conduire à la formation de halos noirs. Ces types de réactions peuvent être une source d’énergie pour les microbes, ce qui explique le lien entre ces caractéristiques et les microbes des environnements terrestres.
Dans un scénario envisagé par l’équipe scientifique de Perseverance, les chutes de Cheyawa ont été initialement déposées sous forme de boue contenant des composés organiques qui ont finalement été cimentés dans la roche. Plus tard, un deuxième épisode d’écoulement de fluide est entré dans les fissures de la roche, permettant aux dépôts minéraux de créer les grandes veines blanches de sulfate de calcium que nous voyons aujourd’hui et conduisant aux taches.
Si la matière organique et les taches de léopard présentent un grand intérêt, ce ne sont pas les seuls aspects de la roche de Cheyawa Falls qui déroutent l’équipe scientifique. Ils ont été surpris de découvrir que ces veines étaient remplies de cristaux millimétriques d’olivine, un minéral formé à partir du magma. L’olivine peut être associée à des roches qui se sont formées plus haut en bordure de la vallée fluviale et qui peuvent avoir été produites par cristallisation du magma.
Si tel est le cas, l’équipe a une autre question à répondre : l’olivine et le sulfate auraient-ils pu pénétrer dans la roche à des températures inacceptablement élevées, provoquant une réaction chimique abiotique qui aurait conduit à l’apparition des taches du léopard?
“Nous avons dynamité cette roche avec des lasers et des rayons X et l’avons photographiée littéralement jour et nuit sous presque tous les angles imaginables”, a déclaré Farley. «D’un point de vue scientifique, Perseverance n’a plus rien à offrir. Pour bien comprendre ce qui s’est réellement passé dans cette vallée fluviale martienne au cratère Jezero il y a des milliards d’années, nous aimerions apporter un échantillon des chutes de Cheyawa sur Terre afin qu’il puisse être étudié avec les puissants instruments disponibles dans les laboratoires.»
L’un des objectifs clés de la mission Perseverance sur Mars est l’astrobiologie, notamment la mise en cache d’échantillons pouvant contenir des signes d’une vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète pour ouvrir la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et deviendra la première mission à collecter et à mettre en cache des roches et des régolithes martiens.
Le programme Mars Sample Return de la NASA, en collaboration avec l’ESA (Agence spatiale européenne), vise à envoyer des vaisseaux spatiaux sur Mars pour collecter des échantillons scellés de la surface et les renvoyer sur Terre pour une analyse approfondie.
La mission Mars 2020 Perseverance fait partie du programme d’exploration lunaire de la NASA, qui comprend les missions Artemis sur la Lune qui aideront à préparer l’exploration humaine de la planète rouge.
Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, que le California Institute of Technology gère pour l’agence, a construit et gère le rover Perseverance.
Un échantillon de roche martienne récupéré du rover Perseverance pourrait contenir la meilleure preuve d’une vie ancienne possible. Le scientifique principal du rover Perseverance de la NASA est encouragé par les matériaux stockés dans les tubes d’échantillons du rover, qui ont été largués sur la surface de Mars et se trouvaient à l’intérieur du rover lui-même lors de son voyage à travers le cratère Jezero.
Compte tenu des échantillons de Mars que Perseverance a collectés jusqu’à présent, l’un de ces échantillons pourrait-il s’avérer être ce que le rover a été initialement envoyé pour rechercher : des preuves de l’existence passée de la vie microbienne sur la planète rouge?
Les résultats préliminaires de l’étude soulignent la nécessité de renvoyer des échantillons de Mars sur Terre afin que ces précieux artefacts de la planète rouge puissent être envoyés aux laboratoires pour une analyse plus approfondie.
L’échantillon prélevé avec l’étiquette de la baie Lefroy dans l’unité marginale aurait pu être déposé dans un lac ou dans un système d’eau souterraine. Les deux options sont très importantes pour comprendre l’habitabilité de Mars et celle du cratère Jezero. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Kenneth Farley de Caltech, scientifique du projet pour le rover Perseverance de la NASA, a informé le groupe d’analyse des matériaux extraterrestres (ExMAG) lors d’une réunion tenue du 13 au 15 mai à Houston, au Texas.
Sous le tag “Lefroy Bay”, Farley a attiré l’attention sur cet échantillon collecté par le rover Perseverance, qui a trouvé du silicium hydraté. Ici sur Terre, ce minéral possède le plus grand potentiel pour préserver les signes de vie ancienne.
Mais il reste difficile de savoir si cette eau était de l’eau de surface dans un lac ou une rivière, ou de l’eau souterraine, a ajouté Farley. Les deux pourraient représenter d’anciens environnements martiens habitables (âgés de plus de 3,4 milliards d’années), a-t-il déclaré.
La prochaine cible de la recherche Perseverance s’appelle « Bright Angel ». NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Farley a noté que ces échantillons contiennent des phases très utiles sur Terre pour établir des conditions «paléoenvironnementales», et qu’ils peuvent également préserver les biosignatures. “Ces échantillons sont donc particulièrement précieux pour revenir sur Terre pour des études plus approfondies”, a déclaré Farley.
Perseverance est «sur le point de faire une transition vraiment fondamentale dans l’exploration de l’environnement dans lequel nous opérons», a expliqué Farley dans son briefing à ExMAG. “L’un des problèmes que nous rencontrons”, a-t-il déclaré, “est que le terrain n’est pas très bon pour le rover.”
Le véhicule martien a maintenant parcouru environ 27 kilomètres après avoir été descendu dans la zone par grue le 18 février 2021. L’objectif du robot reste le même: “Rechercher des signes de vie ancienne et collecter des échantillons de roches et de régolithes pour un éventuel retour sur Terre”, explique la NASA.
Mais pourquoi le cratère Jezero, large de 45 km, a-t-il été choisi comme site d’exploration du rover? Les scientifiques pensent que cette zone a été autrefois inondée et abritait un ancien delta fluvial. On s’attend à ce que le cratère Jezero «déverse» littéralement toutes les informations sur sa nature récurrente et récurrente comme le passé humide de Mars. Il y a plus de 3,5 milliards d’années, le lit des rivières débordait de la paroi du cratère et créait un lac.
Le rover Perseverance de la NASA fait face à un terrain difficile dans le cratère Jezero. NASA/JPL-Caltech/Ken Farley
Il est possible que la vie microbienne ait existé à Jezero pendant une ou plusieurs de ces périodes humides. Si cela est vrai, des traces des restes de ces petites créatures pourraient être trouvées dans les sédiments lacustres ou côtiers.
Concernant la santé globale du rover Perseverance, Farley a noté plusieurs problèmes: premièrement, la perte des capteurs de vent qui font partie du Mars Environmental Dynamics Analyser (MEDA), créé par une équipe internationale dirigée par le Centro de Astrobiología espagnol. «Nous avons quasiment perdu nos capteurs de vent. En fait, ils ne fonctionnent plus», a-t-il déclaré.
De plus, les parties spectroscopiques du bras robotique Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals, abrégé en SHERLOC, sont remises en question. C’est parce que le capuchon de l’objectif ne fonctionne plus correctement. Cependant, certains travaux préliminaires suggèrent que les scientifiques pourraient être en mesure de restaurer les capacités spectroscopiques de SHERLOC. “Nous en saurons davantage dans les mois à venir”, a déclaré Farley.
Ce montage photo montre chacun des tubes d’échantillons livrés par le rover Perseverance de la NASA au référentiel d’échantillons de Three Forks, comme le voit la caméra WATSON située à l’extrémité du bras robotique du rover. NASA/JPL-Caltech/MSSS
Le robot en service a échantillonné des roches ignées, du mudstone, des conglomérats de grès/galets, du carbonate, de la silice et de l’olivine, ainsi que du sable martien supérieur et a senti l’atmosphère martienne.
Plus tôt dans son voyage vers Mars, Perseverance a largué 10 tubes d’échantillons scellés sur un site de stockage appelé «Three Forks» dans le cratère Jezero. La mission Mars Sample Return (MSR) devrait à l’avenir récupérer des tubes d’échantillons pour renvoyer ces morceaux de Mars sur Terre.
Cependant, ce projet commun entre la NASA et l’Agence spatiale européenne fait actuellement l’objet d’une refonte approfondie en raison de son coût estimé à 11 milliards de dollars et du calendrier attendu, mais insatisfaisant, pour un projet aussi complexe.
Farley a déclaré à l’équipe ExMAG que les opérateurs de rover s’efforcent de garantir que Perseverance puisse parcourir une distance de 55 miles (90 kilomètres), lui permettant d’explorer des paysages spectaculaires.
L’intelligence artificielle aide les scientifiques à identifier les minéraux présents dans les roches étudiées par le rover Perseverance.
Certains scientifiques rêvent d’explorer des planètes avec des engins spatiaux intelligents qui savent exactement quelles données rechercher, où les trouver et comment les analyser. S’il faudra du temps pour transformer ce rêve en réalité, les progrès réalisés avec le rover Perseverance de la NASA offrent des avancées prometteuses dans cette direction.
Depuis près de trois ans, la mission du rover teste une forme d’intelligence artificielle qui recherche des minéraux dans les roches de la planète rouge. C’est la première fois que l’IA est utilisée sur Mars pour prendre des décisions autonomes basées sur une analyse en temps réel de la composition des roches.
Le logiciel prend en charge PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), un spectromètre développé par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. En cartographiant la composition chimique des minéraux à la surface d’une roche, PIXL permet aux scientifiques de déterminer si la roche s’est formée dans des conditions qui auraient pu favoriser la vie microbienne dans le passé antique de Mars.
Appelé «échantillonnage adaptatif», le logiciel place de manière autonome un outil à proximité d’une roche cible, puis scanne les scans PIXL de la cible pour trouver des minéraux qui méritent d’être étudiés plus en profondeur. Tout cela se fait en temps réel, sans que le rover ne communique avec les contrôleurs de mission sur Terre.
“Nous utilisons l’intelligence artificielle de PIXL pour nous concentrer sur des données scientifiques clés”, a déclaré la chercheuse principale de l’instrument, Abigail Allwood du JPL. «Sans cela, vous verriez un indice de quelque chose d’intéressant dans les données et vous deviez ensuite analyser à nouveau la roche pour l’étudier plus en détail. Cela permet à PIXL de parvenir à une conclusion sans que des humains examinent les données.»
Les données des instruments de Perseverance, dont PIXL, aident les scientifiques à déterminer quand forer une carotte de roche et à la sceller dans un tube métallique en titane afin qu’elle, avec d’autres échantillons hautement prioritaires, puisse être ramenée sur Terre pour une étude plus approfondie dans le cadre du projet de la NASA. Campagne de retour d’échantillons sur Mars.
PIXL, l’instrument blanc en haut à gauche, est l’un des nombreux instruments scientifiques situés à l’extrémité d’un bras robotique à bord du rover Perseverance de la NASA. La caméra de navigation gauche du rover a capturé les images qui composent cette composition le 2 mars 2021. NASA/JPL-Caltech
L’échantillonnage adaptatif n’est pas la seule application de l’IA sur Mars. À environ 3 700 kilomètres de Perseverance se trouve Curiosity de la NASA, qui a mis au point une forme d’IA permettant au rover de frapper de manière autonome des roches avec des lasers en fonction de leur forme et de leur couleur. L’étude du gaz qui brûle après chaque frappe laser permet de déterminer la composition chimique de la pierre. Perseverance a la même capacité, plus une forme d’IA plus avancée qui lui permet de se déplacer sans direction spécifique depuis la Terre. Les deux rovers s’appuient toujours sur des dizaines d’ingénieurs et de scientifiques pour planifier un ensemble quotidien de centaines d’équipes individuelles, mais ces intelligences numériques aident les deux missions à faire plus en moins de temps.
“L’idée derrière l’échantillonnage adaptatif PIXL est d’aider les scientifiques à trouver l’aiguille dans la botte de foin de données, libérant ainsi du temps et de l’énergie pour se concentrer sur d’autres choses”, a déclaré Peter Lawson, qui a dirigé la mise en œuvre de l’échantillonnage adaptatif avant de quitter le JPL. “En fin de compte, cela nous aide à collecter plus rapidement de meilleures données scientifiques.”
L’IA aide PIXL de deux manières. Premièrement, il positionne l’outil exactement dès qu’il s’approche de la cible en pierre. Le spectromètre, situé à l’extrémité du bras robotique de Perseverance, est monté sur six minuscules pattes robotiques appelées hexapodes. La caméra PIXL vérifie à plusieurs reprises la distance entre l’outil et la cible rocheuse pour faciliter le positionnement.
Cette image d’une cible rocheuse appelée “Thunder Peak” a été créée par le rover Perseverance de la NASA à l’aide de PIXL, qui détecte la composition minérale des roches en leur envoyant des rayons X. Chaque point bleu sur l’image représente l’endroit où le faisceau de rayons X a frappé. NASA/JPL-Caltech/DTU/QUT
Les fluctuations de température sur Mars sont si importantes que le bras de Perseverance se dilaterait ou se contracterait d’une quantité microscopique, ce qui pourrait perturber l’objectif de PIXL. L’hexapode ajuste automatiquement l’outil pour rester extrêmement proche sans toucher la pierre.
“Nous devons procéder à des ajustements à l’échelle micrométrique pour obtenir la précision dont nous avons besoin”, a déclaré Allwood. «Il s’approche si près de la pierre que les cheveux de l’ingénieur se dressent sur sa nuque.»
Une fois PIXL en place, un autre système d’IA aura une chance de briller. PIXL scanne une zone de pierre de la taille d’un timbre-poste, émettant un faisceau de rayons X des milliers de fois pour créer une grille de points microscopiques. Chaque point révèle des informations sur la composition chimique des minéraux présents.
Les minéraux sont essentiels pour répondre aux questions clés sur Mars. En fonction de la roche, les scientifiques peuvent être à la recherche de carbonates, qui cachent des indices sur la façon dont l’eau a pu former la roche, ou de phosphates, qui pourraient fournir des nutriments aux microbes s’il y en avait dans le passé de Mars.
Les scientifiques ne peuvent pas savoir à l’avance laquelle des centaines d’impulsions de rayons X révélera quel minéral, mais lorsque l’instrument trouve certains minéraux, il peut s’arrêter automatiquement pour collecter davantage de données – une action appelée «exposition longue». À mesure que le système s’améliore grâce à l’apprentissage automatique, la liste des minéraux sur lesquels PIXL peut se concentrer en utilisant des temps d’exposition longs s’allonge.
“PIXL est une sorte de couteau suisse dans le sens où il peut être personnalisé en fonction de ce que recherchent les scientifiques à un moment donné”, a déclaré David Thompson du JPL, qui a contribué au développement du logiciel. “Mars est un endroit idéal pour tester l’IA car nous avons des communications quotidiennes régulières, ce qui nous donne la possibilité de procéder à des ajustements au fur et à mesure.”
À mesure que les futures missions s’enfonceront plus profondément dans le système solaire, elles resteront hors de communication plus longtemps que les missions actuelles sur Mars. C’est pourquoi il existe un grand intérêt à développer une plus grande autonomie des missions dans leurs déplacements et leurs recherches scientifiques au profit de l’humanité.
Chaque échantillon de roche et de sol collecté par le rover Perseverance contient une découverte potentielle pour les scientifiques de l’atmosphère.
Les scientifiques atmosphériques sont de plus en plus enthousiasmés par chaque noyau de roche que le rover Perseverance de la NASA scelle dans des tubes d’échantillons en titane qui sont collectés pour une éventuelle livraison sur Terre dans le cadre de la campagne de retour d’échantillons sur Mars. Vingt-quatre échantillons ont été collectés jusqu’à présent.
La plupart de ces échantillons sont constitués de carottes de roche ou de régolithes (fragments de roche et poussière), qui peuvent révéler des informations importantes sur l’histoire de la planète et déterminer si la vie microbienne existait il y a des milliards d’années. Mais certains scientifiques sont tout aussi enthousiasmés par la perspective d’étudier «l’espace libre», ou l’air présent dans l’espace supplémentaire entourant les roches contenues dans les tubes.
Ils souhaitent en savoir plus sur l’atmosphère martienne, qui est principalement composée de dioxyde de carbone, mais peut également contenir des traces d’autres gaz susceptibles d’être présents sur la planète depuis sa formation.
“Les échantillons d’air de Mars nous renseigneront non seulement sur le climat et l’atmosphère actuels, mais aussi sur leur évolution au fil du temps”, a déclaré Brandi Carrier, planétologue au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. «Cela nous aidera à comprendre comment évoluent des climats différents du nôtre.»
Parmi les échantillons qui pourraient être amenés sur Terre se trouve un tube rempli uniquement de gaz déposé à la surface de Mars dans le cadre de l’installation de stockage d’échantillons. Mais une plus grande partie du gaz contenu dans la collection du rover se trouve dans l’espace libre des échantillons de roche. Ils sont uniques car le gaz interagira avec les roches à l’intérieur des tubes pendant de nombreuses années avant que les échantillons puissent être ouverts et analysés dans des laboratoires sur Terre. Ce que les scientifiques en tireront donneront un aperçu de la quantité de vapeur d’eau qui flotte près de la surface de Mars, l’un des facteurs qui déterminent pourquoi la glace se forme là où elle se forme sur la planète, et comment le cycle de l’eau de Mars a évolué au fil du temps.
Les scientifiques souhaitent également mieux comprendre les traces de gaz présentes dans l’air de Mars. Le plus intéressant scientifiquement serait la découverte de gaz rares (tels que le néon, l’argon et le xénon), qui sont si peu réactifs qu’ils pourraient exister, inchangés dans l’atmosphère, depuis leur formation il y a des milliards d’années. S’ils étaient capturés, ces gaz pourraient révéler si Mars possédait une atmosphère. (L’ancienne Mars avait une atmosphère beaucoup plus dense qu’aujourd’hui, mais les scientifiques ne savent pas si elle a toujours été là ou si elle s’est formée plus tard). Il existe également de grandes questions sur la manière dont l’ancienne atmosphère de la planète se compare à celle de la Terre.
De plus, l’entrefer permettra d’estimer la taille et la toxicité des particules de poussière – des informations qui aideront les futurs astronautes sur Mars.
“Les échantillons de gaz ont beaucoup à offrir aux scientifiques qui étudient Mars”, a déclaré Justin Simon, géochimiste au Johnson Space Center de Houston, qui fait partie d’une équipe de plus d’une douzaine d’experts internationaux qui aident à décider quels échantillons le rover doit collecter. “Même les scientifiques qui n’étudient pas Mars seraient intéressés car cela permettrait de mieux comprendre comment les planètes se forment et évoluent.”
En 2021, une équipe d’explorateurs planétaires, comprenant des scientifiques de la NASA, a étudié l’air ramené de la Lune dans un conteneur en acier par les astronautes d’Apollo 17 il y a environ 50 ans.
“Les gens pensent que la Lune est sans air, mais elle possède une atmosphère très mince qui interagit avec les roches de la surface lunaire au fil du temps”, a déclaré Simon, qui étudie divers échantillons planétaires chez Johnson. “Cela inclut les gaz rares qui s’écoulent de l’intérieur de la Lune et s’accumulent à la surface lunaire.”
La façon dont l’équipe de Simon a extrait le gaz pour l’étude est similaire à ce qui pourrait être fait avec les échantillons d’air de Perseverance. Tout d’abord, ils ont placé le récipient non ouvert dans une coque hermétique. Ils ont ensuite percé l’acier avec une aiguille pour extraire le gaz dans un piège froid, essentiellement un tube en forme de U qui se prolonge dans un liquide, tel que l’azote, avec un point de congélation bas. En modifiant la température du liquide, les scientifiques ont piégé certains gaz ayant des points de congélation plus bas au fond du piège froid.
“Il existe probablement 25 laboratoires dans le monde qui manipulent le gaz de cette manière”, a déclaré Simon. En plus d’être utilisée pour étudier l’origine des matériaux planétaires, l’approche pourrait être appliquée aux gaz provenant des sources chaudes et à ceux libérés par les parois des volcans actifs, a-t-il ajouté.
Bien entendu, ces sources fournissent beaucoup plus de gaz que ce que Perseverance a dans ses tubes à échantillons. Mais si un tube ne transporte pas suffisamment de gaz pour une expérience particulière, les scientifiques de Mars peuvent combiner les gaz de plusieurs tubes pour créer un échantillon global plus grand – une autre manière dont l’espace libre offre une opportunité supplémentaire pour la science.
En juin, après six mois d’efforts, l’instrument qui aide le rover à rechercher des signes potentiels d’une vie microbienne ancienne a recommencé à fonctionner. L’instrument SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) à bord du rover Perseverance de la NASA a analysé une cible rocheuse avec un spectromètre et une caméra pour la première fois depuis l’apparition du problème en janvier de l’année dernière. L’instrument joue un rôle clé dans la recherche de signes d’une vie microbienne ancienne sur Mars. Les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud ont confirmé le 17 juin que l’instrument avait réussi à collecter des données.
“Six mois de diagnostics, de tests, d’analyses d’images et de données, de dépannage et de nouveaux tests n’auraient pas pu conduire à une meilleure conclusion”, a déclaré Kevin Hand, chercheur principal de SHERLOC, du JPL.
SHERLOC, monté sur le bras robotique du rover, utilise deux caméras et un spectromètre laser pour rechercher des composés organiques et des minéraux dans les roches qui ont été altérées dans les environnements aquatiques et qui peuvent contenir des signes d’une vie microbienne passée. Le 6 janvier, un cache d’objectif mobile conçu pour protéger le spectromètre de l’instrument et l’une de ses caméras de la poussière a gelé dans une position qui a empêché SHERLOC de collecter des données.
L’analyse effectuée par l’équipe SHERLOC a indiqué un dysfonctionnement du petit moteur responsable du déplacement du capuchon de protection de l’objectif, ainsi que du réglage de la mise au point du spectromètre et de la caméra Autofocus and Context Imager (ACI). Après avoir testé des solutions potentielles sur une copie de l’instrument SHERLOC au JPL, l’équipe a lancé un processus d’évaluation long et rigoureux pour déterminer si et comment le cache de l’objectif pouvait être déplacé en position ouverte.
Cette image du rover Perseverance de la NASA collectant des données sur l’abrasion de Walhalla Glades a été capturée dans la région Bright Angel du cratère Jezero par l’une des caméras de danger avancées du rover le 14 juin. La caméra WATSON de l’instrument SHERLOC est située la plus proche de la surface de Mars. NASA/JPL-Caltech
«Le bras robotique du rover est incroyable. Il peut être contrôlé par petits incréments d’un quart de millimètre pour nous aider à estimer la nouvelle position focale de SHERLOC, et il peut placer SHERLOC sur la cible avec une grande précision», a déclaré Uckert. “Après des tests d’abord sur Terre puis sur Mars, nous avons constaté que la meilleure distance pour qu’un bras robotique puisse placer SHERLOC est d’environ 40 millimètres”, soit 1,58 pouces. «À cette distance, les données que nous collectons devraient être aussi précises que jamais.»
La confirmation du positionnement précis d’ACI sur la cible rocheuse martienne est intervenue le 20 mai. Le test du 17 juin, qui a montré que le spectromètre était également fonctionnel, a confirmé le dernier point du commandement, confirmant que SHERLOC était opérationnel.
“Mars est difficile, et ramener les instruments du gouffre est encore plus difficile”, a déclaré Art Thompson, chef de projet Perseverance du JPL. «Mais l’équipe n’a jamais abandonné. Avec la remise en service de SHERLOC, nous poursuivons nos recherches et notre collecte d’échantillons avec une gamme complète d’instruments scientifiques.»
Perseverance en est aux dernières étapes de sa quatrième campagne scientifique, à la recherche de preuves de dépôts de carbonate et d’olivine dans la «Margin Unit», une zone située le long du bord intérieur du cratère Jezero. Sur Terre, les carbonates se forment généralement dans les lacs d’eau douce ou alcalins peu profonds. On suppose que cela pourrait également être le cas de l’unité de marge, formée il y a plus de 3 milliards d’années.
Le vaisseau spatial, qui devra capturer un échantillon de la surface de Mars se déplaçant sur l’orbite martienne et le livrer à la Terre, a passé avec succès la vérification de sa conception.
Alors que la partie retour des échantillons sur Mars de la mission de la NASA reste dans une impasse budgétaire, l’Agence spatiale européenne (ESA) continue de travailler sur sa pièce du puzzle de collecte d’échantillons de la planète rouge: l’Earth Return Orbiter (ERO).
ERO assurera le transport critique des échantillons de Mars collectés par le rover Perseverance de la NASA depuis la planète rouge vers la Terre. Pour ce faire, il rencontrera un échantillon en orbite martienne, attrapera la capsule de la taille d’un ballon de basket qui fait le tour de la planète et enfin la ramènera sur Terre.
Le vaisseau spatial vient de passer une revue de conception, qui a confirmé ses détails techniques et fait passer le projet à la phase de production et de test. “Une conception robuste est la base pour construire, tester et assembler le matériel dans un vaisseau spatial complet”, a déclaré Thiago Loureiro, chef de l’équipe du projet ERO, dans un communiqué.
Rendu artistique du Earth Return Orbiter (ERO). Airbus/ESA
“À une distance stupéfiante de plusieurs centaines de millions de kilomètres, les équipes au sol mettront en scène une danse orbitale complexe autour de Mars”, a déclaré Orson Sutherland, responsable du programme Mars de l’ESA.
Bien que le programme ERO de l’Agence spatiale européenne (ESA) avance, la partie de la mission de la NASA qui consiste à transporter un échantillon à la surface de Mars et à utiliser la fusée Mars Ascent Vehicle pour le lancer sur l’orbite martienne est toujours à l’étude après son budget de 11 milliards de dollars étaient jugés trop chers.
Ainsi, il pourrait être confronté à de nombreux changements de conception dans un avenir proche. En fait, la NASA a récemment commandé dix études pour réduire la taille (et donc le coût) de la mission.
Modèle de qualification technique de l’unité d’interface distante Earth Return Orbiter (RIU). Le RIU connecte la plupart du matériel du vaisseau spatial, tel que les capteurs et les actionneurs, notamment les vannes de propulsion chimique, les volants d’inertie, les relais de commande et les capteurs de température, à l’ordinateur hôte. Il s’agit d’une réplique du modèle de vol et est utilisée pour le tester dans des conditions qui devraient être plus difficiles que celles que les ingénieurs s’attendent à voir lors d’une mission interplanétaire vers Mars. Airbus/ESA
Mais l’ESA confirme qu’ERO sera capable de s’adapter à tout changement apporté à la mission Mars Sample Return. «La configuration du vaisseau spatial est suffisamment robuste pour être flexible avec le fret et aider à trouver des solutions pour de nouvelles architectures. L’ESA et nos partenaires industriels se sont adaptés au nouveau scénario en restant innovants et ingénieux, restant ainsi un partenaire de confiance de la NASA», a déclaré Thiago. “Nous avons confirmé que Earth Return Orbiter fonctionne pour ce pour quoi il était censé faire et bien plus encore, quelles que soient les alternatives.”
Le nouveau rover Rosalind Franklin, dirigé par l’ESA (Agence spatiale européenne), se rendra sur Mars au plus tôt en 2028.
Le Mars Organic Molecule Analyser (MOMA), un instrument de spectrométrie de masse à bord du rover, analysera les échantillons collectés par la foreuse et renverra les résultats sur Terre, où ils seront utilisés dans un algorithme pour identifier les composés organiques trouvés dans les échantillons.
Si le rover trouve des composés organiques, l’algorithme peut accélérer considérablement le processus d’identification, permettant ainsi aux scientifiques de gagner du temps lorsqu’ils décident comment utiliser le plus efficacement possible le temps passé par le rover sur la planète rouge.
Lorsqu’un rover robotique atterrit sur une autre planète, les scientifiques disposent d’un temps limité pour collecter des données sur les nombreux matériaux examinés en raison de la courte durée de la mission et du temps nécessaire pour mener des expériences complexes.
C’est pourquoi des chercheurs du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, explorent l’utilisation de l’apprentissage automatique pour analyser rapidement les données collectées à partir d’échantillons du rover et aider les scientifiques sur Terre à développer des stratégies pour utiliser le plus efficacement possible le temps passé par le rover sur la planète.
“Cet algorithme d’apprentissage automatique peut nous aider en filtrant rapidement les données et en indiquant quelles données sont susceptibles d’être les plus intéressantes ou importantes à étudier”, a déclaré Xiang “Sean” Lee, scientifique en spectrométrie de masse au Laboratoire d’environnement planétaire de la NASA Goddard.
L’algorithme sera d’abord testé sur des données provenant de Mars en l’exécutant sur un ordinateur au sol à l’aide des données collectées par l’instrument Mars Organic Molecule Analyser (MOMA).
L’analyseur est l’un des principaux instruments scientifiques de la prochaine mission ExoMars Rosalind Franklin Rover, dirigée par l’ESA (Agence spatiale européenne). Le rover martien, dont le lancement est prévu au plus tôt en 2028, vise à déterminer si la vie a déjà existé sur la planète rouge.
Une fois que Rosalind Franklin aura collecté l’échantillon et l’aura analysé à l’aide du MOMA, les données seront renvoyées sur Terre, où les scientifiques les utiliseront pour décider de la meilleure marche à suivre.
«Par exemple, si nous mesurons un échantillon qui montre des traces de composés organiques complexes et volumineux mélangés à certains minéraux, nous souhaiterons peut-être effectuer une analyse plus approfondie de cet échantillon ou même recommander au rover de prélever un autre échantillon à l’aide d’une perceuse. ” dit Lee.
L’algorithme pourrait aider à déterminer la composition chimique sous la surface de Mars. Dans le domaine de l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique est la manière dont les ordinateurs apprennent à partir de données (de grandes quantités de données), identifient des modèles et prennent des décisions ou tirent des conclusions.
Ce processus automatisé peut être efficace lorsque les modèles ne sont pas évidents pour les chercheurs humains visualisant les mêmes données, ce qui est typique pour les ensembles de données volumineux et complexes tels que ceux utilisés dans la visualisation et l’analyse spectrale.
Victoria Da Poian, scientifique des données de la NASA, présente l’algorithme d’apprentissage automatique MOMA lors de la conférence Supercomputing 2023 à Denver, Colorado. NASA/Donovan Mathias
Dans le cas du MOMA, les chercheurs ont collecté des données de laboratoire pendant plus d’une décennie, selon Victoria Da Poian, data scientist à la NASA Goddard qui a codirigé le développement de l’algorithme d’apprentissage automatique. Les scientifiques entraînent l’algorithme en lui donnant des exemples de substances susceptibles d’être trouvées sur Mars et en les étiquetant. L’algorithme utilisera ensuite les données MOMA comme prédictions d’entrée et de sortie de la composition chimique de l’échantillon étudié en fonction de son apprentissage.
“Plus nous optimisons l’analyse des données, plus les scientifiques disposeront d’informations et de temps pour interpréter les données”, a déclaré Da Poian. “De cette façon, nous pouvons réagir rapidement aux résultats et planifier les prochaines étapes comme si nous étions là avec le rover, beaucoup plus rapidement qu’avant.”
Ce qui rend le rover Rosalind Franklin unique, et ce que les scientifiques espèrent conduire à de nouvelles découvertes, c’est qu’il sera capable de forer la surface de Mars jusqu’à une profondeur d’environ 6,6 pieds (2 mètres). Les rovers précédents n’atteignaient qu’environ 7 centimètres sous la surface.
“Les matières organiques à la surface de Mars sont plus susceptibles d’être détruites par les radiations à la surface et les rayons cosmiques qui pénètrent sous la surface”, a déclaré Lee, “mais deux mètres de profondeur devraient suffire à protéger la plupart des matières organiques. Le MOMA a ainsi le potentiel de détecter de la matière organique ancienne préservée, ce qui constituerait une étape importante dans la recherche de vies passées.