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La phase de test et de déploiement se déroule bien, et après la première démonstration technologique avec l’hélicoptère Ingenuity, le rover commence les mesures scientifiques en continu. Avec l’arrivée des instruments de mesure de l’humidité et de la pression à bord de Perseverance sur Mars, le premier réseau météorologique extraplanétaire a pu être établi.
Le rover Perseverance a atterri avec succès sur Mars en février 2021. Il va consacrer au moins la prochaine année martienne, soit environ deux années terrestres, à explorer un ancien delta du fleuve dans le cratère de Jezero. Après avoir étiré ses bras robotiques, le rover a déjà transmis un bon nombre de photos, de vidéos et d’échantillons audio de haute qualité à la Terre.
L’équipement de mesure MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) du rover, développé par le consortium de recherche dirigé par l’Espagne, a également été déployé. MEDA est une station météorologique développée spécialement pour les conditions régnant sur la planète rouge. Le kit MEDA comprend des instruments de l’Institut météorologique finlandais (FMI) et de Vaisala pour mesurer les conditions de pression et d’humidité sur Mars. Les mesures et données de vent locales fournies par MEDA sont également utilisées par l’hélicoptère Ingenuity.
Les instruments de mesure doivent être capables de fournir des mesures fiables et de haute qualité même après un long voyage dans l’espace.
« Des mesures scientifiques, exactes et fiables sont au cœur de la recherche sur Mars. C’est pourquoi il est formidable de recevoir la confirmation que nos capteurs fonctionnent dans les conditions extrêmes de la planète, même après le dur et long voyage dans l’espace. La technologie de mesure de Vaisala fait ses preuves avant tout dans les environnements difficiles », déclare Liisa Åström, Vice-présidente des produits et systèmes chez Vaisala.
« L’équipement utilisé sur Mars doit fonctionner dans toutes les conditions et est testé en conséquence. La fabrication, les tests et la finalisation des instruments de mesure font partie d’un projet majeur depuis de nombreuses années. C’est donc un plaisir de voir les instruments enfin à l’œuvre sur Mars », résume Maria Hieta, Ingénieure de recherche chez FMI.
Maria Hieta poursuit : « Par exemple, les instruments de mesure de l’humidité de Perseverance ont fait l’objet d’une sélection difficile. Le FMI a construit 13 différents modèles d’instruments autour du capteur d’humidité, les a testés à plusieurs reprises dans des conditions difficiles, comme à des températures très basses. Ils ont également subi des tests de vibrations et des chocs. Le modèle le plus fiable a été choisi pour faire partie de l’équipement MEDA. »
L’équipement MEDA a transmis la première série de mesures 24h/24 sur la pression et l’humidité relative à la Terre. Les valeurs mesurées correspondent aux attentes.
« Nos modèles reflètent également bien les niveaux de pression et les variations à différentes heures de la journée dans le cratère Jezero. L’humidité relative est pratiquement nulle (0 % HR) pendant la journée et augmente pendant la nuit, la température locale descendant presque à -80 °C. À titre de comparaison, sur Terre, une humidité relative de 20 % est considérée comme très faible et une humidité relative proche de zéro n’est presque jamais mesurée. Les données de pression nous ont également permis d’observer les tourbillons de poussière auxquels Perseverance est confronté. D’après ces données, il s’agit de baisses rapides et brusques de la pression », raconte Maria Genzer, Chef du groupe Recherche planétaire et technologie spatiale chez FMI.
Image 1 : L’image montre l’humidité relative (en bleu) et la température (en jaune), mesurées par l’instrument de mesure de l’humidité MEDA HS pendant un jour martien (connu sous le nom de sol). Pendant la journée, l’humidité relative est proche de zéro pour cent, mais elle augmente la nuit, à mesure que la température baisse.
Image 2 : Les tourbillons de poussière observés par l’instrument de mesure de la pression MEDA PS apparaissent dans les mesures comme une baisse rapide et brutale de la pression.
Le rover Perseverance a été conçu pour explorer les conditions et la géologie régnant sur Mars ainsi que pour chercher des traces de vie anciennes. Même si la recherche de traces de vie, quelle qu’elle soit, est un projet fascinant, les chercheurs finlandais s’intéressent particulièrement à l’atmosphère martienne.
« La Terre et Mars ont de nombreux points communs, c’est pourquoi l’étude de l’atmosphère martienne nous fascine autant : Cela nous aide à comprendre l’atmosphère terrestre. De plus, les tourbillons de poussière sur Mars peuvent être éprouvants. Il est donc crucial d’être capable de prévoir les tempêtes si un jour, nous voulons envoyer des missions spatiales habitées sur Mars. C’est pourquoi, nous devons y installer un réseau de stations météorologiques, » ajoute Maria Genzer.
Les rovers Perseverance et Curiosity, qui ont atterri sur Mars en 2012, fournissent des mesures à environ 3 700 kilomètres l’un de l’autre. Les deux rovers sont équipés d’instruments finlandais de mesure de la pression et de l’humidité comparables qui transmettent des données à la Terre où elles sont analysées.
Les données des rovers, combinées aux observations d’InSight Lander de la NASA sur Mars, forment le premier réseau d’observation météorologique à trois points sur une autre planète. Le réseau permet une modélisation encore plus précise de l’atmosphère martienne et de ses phénomènes.
Image 3 : Il existe maintenant plusieurs instruments de mesure finlandais sur Mars, mais il en faut encore plus. La photo prise par la caméra de navigation de Perseverance montre l’instrument de mesure de l’humidité MEDA HS. (Crédit photo : NASA/JPL-Caltech)
« À l’avenir, nous espérons obtenir davantage de points de mesure sur Mars. Ce serait la condition préalable, par exemple, à notre programme MetNet pour lequel nous développons de petites sondes qui frapperont et traverseront la surface de Mars. Ces sondes constitueraient alors un réseau complet d’observation météorologique sur la planète, » explique Maria Hieta.
La mission Mars 2020 fait partie du programme d’exploration de la planète Mars de la NASA. L’une des tâches principales du rover Perseverance est de collecter et de stocker des séries d’échantillons de roches et de sols qui pourront un jour, être ramenés sur Terre afin d’y être analysés. La technologie finlandaise devrait être de nouveau lancée sur Mars en 2022 à bord de la mission ExoMars de l’Agence spatiale européenne ESA et de l’Agence spatiale russe Roscosmos.
