Sol semblable au ciment et manque d’énergie inattendu

Une illustration d’artiste de l’atterrisseur InSight sur Mars, avec une “taupe” creusée profondément dans le sol. NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology

La NASA a envoyé son atterrisseur InSight sur Mars pour une mission ambitieuse: étudier la structure interne profonde de la planète. Un élément important de cet effort – la “taupe” – a échoué malgré les tentatives de la sauver pendant deux ans.

La taupe est une sonde thermique révolutionnaire conçue pour percer 16 pieds dans le sol de Mars et mesurer la température de la planète. Ses mesures auraient révélé des indices sur la façon dont la planète s’est formée et a changé au cours des 4,6 milliards d’années – une date qui aiderait les scientifiques à retrouver l’eau de Mars et peut-être la vie.

Mais la taupe a fait peu de progrès dans le sol étonnamment épais. Maintenant, l’équipe InSight doit légaliser l’énergie solaire pour l’atterrissage. La NASA a annoncé Jeudi que la taupe ne pourra pas creuser son terrier.

Sonde thermique Insight Mars
La taupe a émergé à mi-chemin du trou, le 26 octobre 2019. NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology

«C’est une tragédie quelque peu personnelle», a déclaré à Insider Sue Smericar, la scientifique principale de l’équipe InSight qui a passé 10 ans à travailler sur la tache de naissance. “Tout le monde a fait de son mieux pour que ça marche. Donc je ne pouvais rien demander de plus.”

Aucune autre mission sur Mars dans le futur prévu pour la NASA ne peut prendre les mesures de température interne pour lesquelles la taupe a été conçue.

«C’était notre meilleure tentative pour obtenir ces données», a ajouté Smericar. “De mon point de vue personnel, c’est très décevant, et scientifiquement c’est aussi une très grosse perte. C’est donc une énorme déception.”

Une crise énergétique inattendue

Insight Lander Mars
Le concept de l’artiste montre le vaisseau spatial InSight de la NASA avec ses instruments déployés à la surface de Mars. Le sismomètre est le dispositif circulaire à gauche de la sonde. NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology

L’équipe InSight a passé deux ans à manœuvrer le bras robotique de la péniche de débarquement pour voir si cela pouvait aider la taupe à creuser davantage. La sonde, un pilote de monticule de 16 pouces, a été conçue pour tirer parti de la saleté détachée rencontrée par d’autres missions sur Mars. Le sol coulera autour de la structure externe de la taupe et fournira une friction pour garder les routes plus profondes.

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Mais en février 2019, la taupe s’est retrouvée en place sur une fondation de sol dur appelée «duracrust». Les deux années suivantes ont été consacrées au dépannage, à l’envoi d’un nouveau logiciel à InSight pour enseigner à son bras robotique de nouvelles manœuvres pour aider la taupe, et à attendre avec impatience des images qui pourraient montrer des progrès.

“C’était juste un effort énorme dans tous les domaines, et c’est un effort auquel nous ne nous attendions pas”, a déclaré Smericar. “Nous pensions que nous allions percer le trou.”

L’équipe InSight a d’abord ordonné au bras robotique de presser la taupe, mais cela l’a fait sortir du trou. Une fois qu’ils ont ramené la sonde sur Terre, un an plus tard, ils ont ordonné au bras d’empiler de la terre dessus, espérant que cela fournirait suffisamment de friction pour que la sonde puisse creuser plus profondément.

Mais la taupe n’a fait aucun progrès avec 500 coups de marteau samedi dernier. Sa partie supérieure n’était qu’à 2 ou 3 cm sous la surface.

À ce moment-là, les problèmes d’InSight empiraient. Contrairement à d’autres endroits où la NASA a envoyé des rovers et des atterrisseurs, la plaine ouverte où se trouve Insight n’avait pas de vents forts. Smrecar appelle ces tempêtes des «événements de nettoyage» parce qu’elles chassent la poussière rouge dispersée sur la planète plus que n’importe quel robot de la région. Sans cela, les panneaux solaires d’InSight ont accumulé une grande couche de poussière.

Panneaux solaires Insight Mars Lander NASA Dust
La caméra d’atterrissage InSight a capturé cette image le 18 juillet 2020, montrant l’un des réseaux de panneaux solaires recouvert de poussière. NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology

Pendant ce temps, les saisons changeaient et la maison d’InSight sur une plaine plate près de l’équateur de Mars devenait plus froide. En cas de froid, InSight aura besoin de plus d’énergie juste pour maintenir sa fonction, même si les panneaux solaires absorbent moins de lumière solaire qu’ils ne le devraient.

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“L’énergie diminue, nous approchons donc d’une période de temps où, pendant deux ou trois mois probablement, nous devrons probablement prendre du recul par rapport aux opérations matérielles d’exploitation pendant un certain temps, et passer au mode de maintien qui se réchauffe sur Mars.”

Sites d'atterrissage sur Mars
La plaine sur laquelle Insight a atterri présente des défis auxquels d’autres missions sur Mars n’ont pas été confrontées. NASA

Avec ces nouvelles restrictions de temps, la tentative de frapper samedi était la dernière chance pour la taupe de creuser.

Au cours des deux prochaines années, InSight continuera à écouter Tremblements de terre sur Mars Il a collecté des données sur le grondement de la planète à l’aide de son sismomètre. Cela pourrait fournir des informations sur l’intérieur de la planète. En effet, les tremblements de terre sur Mars ont révélé cela La croûte de Mars est beaucoup plus sèche et s’effrite que les scientifiques ne le pensaient ⁠- Plus comme la lune que la terre.

La température interne de la planète révèle son histoire

Si la taupe avait atteint 16 pieds en dessous, elle aurait mesuré les températures tout le long du trou. Cela permettrait aux scientifiques de calculer la quantité de chaleur quittant Mars – une mesure appelée «flux de chaleur».

“C’est le numéro un, le flux thermique, mais il a des implications pour tous les aspects de la compréhension de Mars”, a déclaré Smirkar.

La chaleur quittant une planète est en partie la chaleur résiduelle de sa formation, mais elle provient également des éléments radioactifs en décomposition. La mesure du flux thermique indiquera aux scientifiques la quantité de matières radioactives à l’intérieur de la croûte de Mars – la couche externe de la planète – par rapport au manteau en dessous.

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Structure interne de Mars du manteau central du cortex
Incarnation par un artiste de la structure interne de Mars: la couche supérieure (la croûte), son manteau et le noyau interne solide. NASA / Jet Propulsion Laboratory – California Institute of Technology

Cela révélera non seulement comment les matériaux ont été distribués lorsque la planète s’est formée (et si elle était faite des mêmes choses que la Terre), mais aussi comment la structure interne de la planète a changé avec le temps.

“Cela est dû à une compréhension de l’évolution précoce de Mars, cette période de temps où il y avait beaucoup d’eau liquide à la surface”, a déclaré Smericar.

L’augmentation de la concentration de matières radioactives dans le manteau rendra cette couche plus active. Plus de matières radioactives dans la croûte pourraient garder les couches supérieures de la planète au chaud.

Le flux de chaleur pourrait également indiquer à quelle profondeur il faudrait creuser dans Mars pour atteindre l’eau liquide aujourd’hui. Les eaux souterraines Sur la planète, il peut encore héberger la vie microbienne. Il est possible que les futurs humains voyageant sur Mars aient besoin d’y récolter de l’eau.

Il est désormais impossible de mesurer le flux de chaleur de la planète dans un avenir prévisible.

“J’espérais avoir les données et être en mesure de comprendre ce que cela signifie pour Mars”, a déclaré Smericar.

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