Perseverance, Mission Martienne 2021

Bon nombre d’astronomes ou de passionnés par les sciences ont pu découvrir jeudi 18 février 2021 à partir de 21h00 le largage du rover « Perseverance » sur la planète Mars.

Cette étape était cruciale pour les projets à venir pour la communauté scientifique. Ce rover de la Nasa, envoyé en collaboration avec l’Agence spatiale européenne, tentera de sonder le sol Martien pour récupérer des échantillons de roches et du sol. Les buts seront d’expliquer la géologie de la planète, son climat antérieur, mais aussi et surtout de rechercher des traces de vie passée enfouie dans le sol. Comme l’a évoqué aussi Thomas Pesquet, cette mission contribue à la recherche de l’homme dans la quête de ses origines.

Pour mener à bien sa mission le rover se chargera de sonder plusieurs sites du sol Martien définis préalablement par les équipes scientifiques.

Des échantillons sous forme de p’tites carottes de cinq centimètres de diamètre seront prélevés et analysés, mais il est prévu que d’autres échantillons seront conditionnés sous cache dans des tubes en vue d’un futur retour sur la terre. Ainsi ils pourront être analysés dans des laboratoires équipés d’instruments de haute technologie, qui sont actuellement trop massifs pour intégrer un vaisseau spatial.

Le défi des ingénieurs sera que ces échantillons puissent arriver sur terre en restant intacts. Les tubes d’échantillonnage sont réalisés en titane, d’une longueur de 15cm (43 tubes au total). Le titane est un métal qui a la propriété d’être très léger (moins de 57g pour un tube) et très résistant. Ces tubes seront recouvert d’un revêtement blanc pour les préserver du rayonnement solaire. Chaque tube est sérigraphié afin de permettre aux équipes scientifiques d’identifier leur contenu; de plus ils doivent être suffisamment aseptisés de façon à ce que l’on puisse analyser un sol martien absent de toute contamination.

Technologiquement Perseverance, outre ses évolutions techniques (plus solide, des roues repensées pour effectuer des franchissements de terrain) et technologiques (un équipement élaboré (spectromètre, bras robotisé)), peut recueillir et stocker dans les meilleurs conditions les échantillons. Malgré tout il a des ressemblances avec son prédécesseur « Curiosity » qui a fêté ses 3000 jours en Janvier 2021 (voir article précédent sur Curiosity). Aujourd’hui Perseverance peut se targuer d’être l’astromobile le plus important en activité sur le sol Martien.

Mais la grande innovation de ce rover réside dans son système de recueil et de stockage d’échantillons, destinés à être ramenés sur Terre. De plus, lors de cette mission la Nasa a entrepris d’exploiter les services d’un « drone-hélicoptère », en réalité un gros drone placé sous le ventre de Perseverance, qui a comme p’tit nom «Ingenuity». Il aura pour défi de survoler la planète Mars dans une atmosphère cent fois moins dense que sur la terre. L’agence spatiale américaine n’a négligé aucun détail, Ingenuity est équipé de panneaux solaires pour recharger ses batteries avec une autonomie de quatre-vingt-dix secondes maximum par vol. Le délai de transmission entre la Terre et Mars est d’une vingtaine de minutes, ce qui empêche la Nasa d’utiliser un joystick pour piloter Ingenuity. Il devra donc se débrouiller comme un grand pour se diriger.

À noter que le retour des échantillons n’est pas prévu avant 2031 (si le projet ne prend pas de retard)

Pour conclure suite à un concours lancé en 2019 par la Nasa « Name the Rover Contest » auquel près de 28 000 jeunes Américains, de la maternelle au lycée ont participé; « c’est un jeune collégien de l’état de Virginie qui a proposé ce nom au rover avec aussi un texte court justifiant son choix».

La Nasa avait organisé un vote pour départager les neuf finalistes : Clarity, Courage, Endurance, Fortitude, Ingenuity, Promise, Tenacity, Vision et Perseverance.

Le nom de Perseverance rentrera dorénavant dans la postérité grâce à Alexander Mather ce jeune collégien.

L’Agence spatiale européenne sous l’effigie de l’Hexagone a également joué un rôle essentiel dans cette mission, en concevant la super Caméra. Cet instrument « made in France », développé par des chercheurs français et américains sous l’égide de l’IRAP (Institut de recherche en astrophysique et planétologie) de Toulouse, cumule cinq techniques pour effectuer des relevés qui permettent de mieux connaître le sol martien.

 

Le Robot Perseverance

Le drone  Ingenuity

Crédit Photos Mars Nasa .Gov

 

Happy birthday 🎂 « Curiosity » fête ses 3000 jours Martiens

La réalisation d’une mission spatiale habitée vers Mars constitue un des objectifs à long terme fixés à l‘astronautique (l’ensemble des sciences visant à envoyer dans l’espace extraterrestre un véhicule habité)

Plus de quarante sondes spatiales, orbiteurs, atterrisseurs et rovers, ont été envoyés vers Mars depuis le début des années 1960 et depuis 1996 au moins une nouvelle sonde spatiale à chaque ouverture de la fenêtre de lancement vers Mars, soit tous les 26 mois.

L’objectif d’une première mission martienne humaine en 2033, voulue par le Congrès américain, s’éloigne. Un rapport indépendant, commandé par la Nasa, conclu que l’agence n’a aucune chance d’envoyer des humains sur Mars à cet horizon. Au mieux, une première mission habitée pourrait être réalisée avant la fin de la décennie 2030, peut-être lors de la fenêtre de tir de 2037. Pour rappel, les premières missions humaines martiennes de la Nasa concernent des mises en orbite autour de Mars, voire Phobos.

Ce mois-ci (janvier 2021) c’est un anniversaire un peu particulier: le robot Curiosity fête ses 3000 jours martiens !

Le 6 août 2012, le Rover Curiosity atterrissait sur la planète Mars. Plus de huit ans après et il explore toujours la terre rouge. Mercredi 13 janvier il a fêté ses 3000 jours Martiens. Un jour martien, appelé « sol », dure 24 heures et 39 minutes

Depuis le début de sa mission, Curiosity a pris plus de 700 000 photos.

Ses images montrent qu’il existait des lacs et des ruisseaux sur Mars, mais il y a déjà plusieurs milliards d’années.

Mi-février, Curiosity sera rejoint par un autre robot: « Perseverance ». C’est un autre Rover qui aura pour mission principale de rechercher des traces de vie sur la planète rouge.

Free Images – SnappyGoat.com- bestof-NASA Vehicle System Curiosity Robot  Geologist

Le X lunaire

La Lune, cible attrayante et facile pour tous les observateurs, recèle quelques observations originales dont le X lunaire fait partie. Mais attention, car son apparition est… fugace !

Le X lunaire apparaît le long du terminateur un peu avant le premier quartier de Lune, ici le 3 janvier 2009. Image : Daniel Henrion

Le X lunaire n’est pas une formation géologique comme le sont les failles, les cratères ou les mers. Il s’agit d’un jeu de lumière visible durant quelques heures au terminateur (la frontière entre la partie éclairée et la partie sombre de la Lune), un peu avant le premier quartier.

Le X lunaire n’est pas visible à l’œil nu et c’est sans doute la raison pour laquelle on ne le connaît que depuis 1978, lorsque l’Américain Dana Thompson l’a découvert fortuitement au cours d’une observation au télescope. En revanche, il se repère aux jumelles et est très intéressant à observer avec n’importe quel petit instrument permettant un grossissement d’au moins 10 fois.

Bonne et heureuse année 2021

Que cette nouvelle année puisse apporter de belles nuits étoilées et un peu plus de liberté avec la disparition de la Covid pour en profiter.

« … Tant qu’il y aura des étoiles,
Sous la voûte des cieux,
Y aura dans la nuit sans voile,
Du bonheur pour les gueux,
Nous les gars sans fortunes,
Nous avons nos trésors,

Seul un rayon de lune,
Vaut le plus beau décor,
Ici à la belle étoile,
On s’ra toujours heureux… »

Tino ROSSI à écouter sur youtube

En attendant de pouvoir nous réunir et reprendre nos activités normalement, nous vous proposons de nous retrouver toutes les deux semaines en visioconférence.

Grande conjonction Jupiter-Saturne le 21 décembre

Jupiter et Saturne se rapprochent petit à petit, la Grande conjonction du siècle est pour bientôt. Photo prise entre deux nuages, samedi 12 décembre, 1 seconde de temps de pose, ISO 500, foc 50mm

photo de Francois De Oliviera

Photo de Jean-Charles FARE

En cette fin d’année, les planètes Jupiter et Saturne vont se rapprocher. Du moins vu de la terre, nous aurons l’impression qu’elles seront très proche l’une de l’autre.

Ce phénomène s’appelle une conjonction planétaire géocentrique.  Le rapprochement apparent entre les deux astres sera à son maximum le 21 décembre. Elles ne seront séparées que de 0,1° soit un cinquième du diamètre de la la pleine lune. La dernière fois que cela est arrivé, c’était au moyen âge, en 1623 à l’époque de Galilée ! La prochaine fois qu’il y aura un écart aussi minuscule ce sera en 2080.

Cette impression de « double planète » ne sera qu’un effet d’optique vu de la Terre. En réalité, Jupiter et Saturne ne seront pas si proche que ça. En unité astronomique (UA : distance Terre-Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres.), Jupiter sera à 5 UA de nous et Saturne à 10 UA. En raison de leur mouvement autour du Soleil, les deux planètes gazeuses géantes se rattrapent tous les 20 ans environ.

Même si les planètes ne seront pas très hautes dans le ciel (moins de 20°),  ce phénomène sera visible en soirée en Normandie (juste après le coucher du soleil).

N’hésitez pas à jeter un coup d’oeil en direction du Sud-Sud Ouest à la tombée de la nuit à partir de la mi-décembre.

A l’oeil, aux jumelles ou au télescope, le spectacle devrait être très impressionnant : de belles photos en perspectives à faire avec les deux planètes sur le capteur.

Source : Stellarium

Michel DECONINCK coordinateur national de l’AWB (Les astronomes sans frontières) pour la France, propose un projet participatif sur la perception de la vision nocturne des objets très proches dans le ciel qui est mené par Nayoro Observatory « Kitasubaru » au nord du Japon. Vous pouvez poster le résultat de vos observations via son site : https://astro.aquarellia.com

Hélios, Hélium, Alpha, Zeta Puppis

Non, ce n’est pas la nouvelle formule magique de Harry Potter. Encore que… De voir le Soleil se lever le matin est comme un miracle chaque jour renouvelé. Hélios était le dieu du Soleil dans la mythologie grecque. Et si Gaia, la déesse Terre, n’avait pas eu un accès de colère en l’an -227, nous aurions été émerveillés de visiter l’île de Rhodes et son immense statue d’Hélios, le célèbre Colosse de Rhodes, l’une des Sept Merveilles du monde.

C’est à ce dieu du Soleil que l’astronome français Jules Janssen pensait peut-être, lorsque le 18 août 1868 il observa une éclipse de Soleil et, pour la première fois dans le spectre de lumière, les raies (lignes sombres ou lumineuses dans le spectre de lumière) caractéristiques d’un nouvel élément chimique encore inconnu sur Terre. Hélium ! C’est le nom que lui donna l’astronome britannique Norman Lockyer.

L’hélium est le second élément chimique le plus abondant dans l’Univers. Il constitue à peu près 23% en masse de tout l’Univers observé. Pourtant, sur Terre, on n’en trouve quasiment pas. C’est un gaz trop léger pour rester dans l’atmosphère de notre planète. Saviez-vous que l’hélium que l’on utilise dans les ballons de baudruche est extrait de mines ? Et qu’il provient de la radioactivité alpha ? En effet, c’est un des produits de la désintégration de l’uranium. Un déchet nucléaire en quelque sorte.

Radioactivité alpha, ça vous parle ? Alpha est aussi grecque que Hélios, c’est la première lettre de l’alphabet grec. C’est cette lettre que les physiciens ont choisie en 1898 pour désigner l’une des 3 sortes de radioactivité (alpha, beta, gamma). Et c’est dans l’étude de cette radioactivité alpha que le physicien néo-zélando-britanique Ernest Rutherford parvint à comprendre la structure des atomes. Ils sont constitués d’un noyau lourd, central, et de particules légères, les électrons. Les électrons tournent autour du noyau comme les planètes tournent autour du Soleil. Le monde du très petit ressemble au monde du très grand, encore une sublime découverte scientifique !

Oui mais, comment comprendre les différentes lumières émises par ces atomes ? L’hydrogène par exemple, émet des raies de différentes énergies qui varient comme la suite mathématique 1, 1/4, 1/9, 1/16, 1/25… L’histoire des découvertes et de la compréhension des lois des atomes est racontée dans un excellent livre que je vous recommande vivement : « De l’atome au noyau : Une approche historique de la physique atomique et de la physique nucléaire » de Bernard Fernandez. En 1913, le physicien danois Niels Bohr propose une nouvelle physique avec de nouvelles règles, qu’on appellera « la physique quantique ». Contrairement au système solaire, le modèle planétaire de Bohr ne fonctionne que pour certaines trajectoires des électrons. Niels Bohr calcule les énergies lumineuses émises par l’atome d’hydrogène, et il trouve que ses résultats sont en parfait accord avec les observations. L’énergie E est proportionnelle à 1 divisé par n*n, avec n un entier, on a donc n=1 E=1, n=2 E=1/4, n=3, E=1/9 etc…  C’était le premier succès de cette physique quantique naissante. L’importance et l’intérêt de cette découverte atomique allait être confirmés par la résolution d’un problème astrophysique ! Le « mystère de Zeta Puppis ».

Crédit : STELLARIUM

Zeta est aussi une lettre grecque, la sixième de l’alphabet. Puppis est le nom latin de la constellation de la Poupe, une constellation située sous la constellation du Grand Chien et l’étoile Sirius. Zeta Puppis est donc une des étoiles de cette constellation, c’est même la plus brillante avec une magnitude 2,1. Selon la règle de Bayer, un astronome du 16e siècle, elle aurait dû prendre le nom de Alpha Puppis, puisque c’est la plus brillante. Elle porte aussi les noms de Naos (du grec Temple) et Suhaïl Hadar qui signifie littéralement « l’étoile brillante du sol » en arabe. En fait, elle est difficilement observable depuis nos régions car elle est située très bas sur l’horizon. Du coup, elle paraît moins brillante, parce que sa lumière est très affaiblie par la traversée des épaisses couches de l’atmosphère, d’où son nom de Zeta, et non Alpha. C’est au sud de la France, ou même mieux, dans l’hémisphère sud, qu’on pourra l’observer plus facilement, pensez-y la prochaine fois que vous voyagerez.

Crédit : WIKISKY.ORG

L’étoile est située très loin, à plus de 1000 années-lumière. Zeta Puppis est une des étoiles les plus chaudes que l’on puisse voir à l’œil nu. Sa température de surface est de 42 000 degrés, à comparer aux 5 600 degrés de notre Soleil qui fait pâle figure. C’est une étoile d’un bleu extrême. Dans cette lumière, dès 1896, les astronomes avaient observé des raies spectrales mystérieuses. Cela ressemblait beaucoup aux lumières émises par les atomes d’hydrogène, avec des énergies suivant la série 4, 1, 4/9, 4/25…, donc avec un décalage systématique en énergie par un facteur 4 par rapport à l’hydrogène. De quel atome encore inconnu provenaient ces raies ? Un hydrogène survitaminé ? Bohr n’eut guère de peine à interpréter ces observations. Dans sa formule de l’atome d’hydrogène, l’énergie est proportionnelle à  Z*Z divisé par n*n, Z=2 pour l’hélium, on a donc 4 divisé par n*n, d’où 4, puis 1, puis 4/9 etc… Il suffisait donc simplement de remplacer la charge de l’hydrogène (Z=1, c’est le nombre d’électrons) par la charge de l’hélium (Z=2, deux électrons dans un atome d’hélium) ! L’énergie calculée allant comme le carré de la charge Z, on obtient un facteur 4. Les raies observées dans les lumières de Zeta Puppis étaient donc celles d’atomes d’hélium ionisés (excités) dans l’atmosphère ultra chaude de cette étoile, raies encore inconnues en laboratoire à l’époque mais prédites par Bohr.

 

Oh, histoire merveilleuse,

Des différents mondes,

Celui des dieux,

Des atomes et des cieux,

Qui parlent et se répondent,

Dans une langue lumineuse !