Les six premiers mois de la mission de Curiosity

Pour les scientifiques, la découverte de preuves à l'effet qu'il y a déjà eu de l'eau sur Mars et que cette dernière ait pu jadis entretenir la vie constitue un véritable Klondike scientifique.

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Vue panoramique du site martien où a atterri le rover Curiosity. On aperçoit, à 10 km de distance, le site d'étude visé, soit les pentes constituées de roches sédimentaires du mont Sharp, qui se trouve au cœur du cratère Gale. (Source : NASA)

Depuis son atterrissage sur Mars le 6 août 2012, le rover Curiosity transmet vers la Terre des images stupéfiantes d'un monde lointain qui partage certaines ressemblances avec le nôtre. Curiosity a atterri dans le cratère Gale, c'est-à-dire un bassin de 154 kilomètres de diamètre situé près de l'équateur de Mars et qui a été formé il y a très longtemps après la chute d'une météorite. Les responsables de la mission ont choisi cette zone d'atterrissage pour le rover puisque les images captées par satellites laissaient croire que la région aurait pu autrefois être recouverte d'eau s'écoulant à fort débit. Le mont Sharp, dont le sommet culmine à 5,5 km d'altitude au centre du cratère, est formé de couches de dépôts sédimentaires susceptibles de s'être formées en présence d'eau. Ces images ont piqué la curiosité des scientifiques de la mission, lesquels tentent de déterminer si cette région a déjà pu entretenir la vie.

En seulement sept mois, le laboratoire de géochimie ambulant a parcouru environ 800 mètres et a utilisé ses caméras et ses instruments afin d'examiner différents échantillons de sol et de roches. Des données scientifiques ont commencé à parvenir aux équipes sur Terre, levant ainsi une partie du voile sur le passé géologique et hydrologique mystérieux de ce cratère.

Quelques jours seulement après son atterrissage, le rover Curiosity a commencé à mettre à l'essai ses caméras, son bras robotique et sa trousse de 10 instruments, dont le Spectromètre à particules alpha et rayons X (APXS) canadien, avant d'amorcer son périple vers la base du mont Sharp qui constitue la destination ultime de cette mission. Mais d'abord, les scientifiques de la mission ont décidé de faire un crochet vers une zone de basse altitude à quelques centaines de mètres au nord-ouest baptisée « baie de Yellowknife » (Yellowknife Bay). L'équipe a décidé de conduire le rover jusqu'à cette région, laquelle constitue la première cible scientifique de la mission, puisqu'elle présente un type différent de géologie par rapport à l'endroit où Curiosity s'est posé sur Mars.

Yellowknife, Mars

Au grand plaisir des habitants du Nord canadien, les scientifiques de la mission ont nommé plusieurs éléments topographiques du site d'atterrissage de Curiosity en l'honneur de la capitale des Territoires du Nord-Ouest et de ses régions limitrophes. Historiquement, Yellowknife a constitué un point de départ de nombreuses expéditions géologiques axées sur l'exploration de certaines des plus anciennes formations rocheuses d'Amérique du Nord (certaines ont plus de 2,7 milliards d'années). Des images captées par des satellites en orbite autour de Mars montrent que cette région de la Planète rouge semble regorger de roches aux propriétés inhabituelles, ce qui pourrait signifier que cette région aurait pu, autrefois, être le lit d'un cours d'eau.

Mark Heyck, maire de Yellowknife, dans les Territoires du Nord-Ouest, indique que ses concitoyens sont fiers de voir qu'une partie d'une autre planète porte le nom de leur ville. « Le fait d'attribuer le nom de Yellowknife à l'un des quadrants du cratère Gale, sur Mars, et de nommer « baie de Yellowknife » la zone présentant un intérêt sur le plan géologique constitue un grand honneur qui rend hommage à l'histoire et à l'esprit de notre communauté ainsi qu'à la géologie ancienne de la ceinture de roches vertes de Yellowknife », de souligner M. Heyck. « Nous n'avons qu'un souhait, c'est qu'au fil des découvertes, nous puissions perpétuer cette célébration de l'exploration, de la découverte et de l'esprit des pionniers et ce, non seulement au-delà des frontières, mais au-delà de notre monde ».

En décembre 2012, le rover a atteint la baie de Yellowknife, une zone qui se trouve dans une région plus vaste nommée Glenelg. Selon les scientifiques, Glenelg serait le point le plus bas et le plus récent du cratère. Les géologues de la mission s'intéressent à cette nouvelle région en raison de ses cailloux arrondis, de ses roches conglomérées et de son terrain sillonné de fractures remplies de veines minérales. Selon les scientifiques, toutes ces particularités se seraient formées alors que de l'eau coulait dans cette partie du cratère.

Au cœur de la Planète rouge

En février 2013, Curiosity a commencé ses premières activités de forage dans la baie de Yellowknife, creusant plus profondément que jamais auparavant dans la roche martienne. Il s'agit là de la tâche la plus complexe, sur le plan technique, depuis l'angoissant atterrissage du rover sur Mars.

Les échantillons pulvérisés recueillis ont fait l'objet d'analyses à bord des laboratoires chimiques embarqués afin de déterminer si les minéraux présents dans la roche-mère ont été formés en présence d'eau.

Les résultats scientifiques préliminaires indiquent que le rover Curiosity repose aujourd'hui sur le lit d'un ancien lac martien. Les minéraux argileux que Curiosity a découverts au cœur des roches indiquent que ces dernières n'ont pu se former que dans de l'eau neutre – ce qui signifie que l'environnement dans lequel se trouve aujourd'hui le rover a déjà pu être assez favorable à la vie.

Lorsqu'il aura terminé ses analyses dans la baie de Yellowknife, Curiosity devrait entreprendre un déplacement d'une durée de six mois jusqu'à la base du mont Sharp, à dix kilomètres de son point actuel, là où les satellites en orbite autour de Mars ont détecté de vastes quantités d'argile et de sulfates stratifiées.

APXS : le détective chimique canadien

Photo de APXS

Voici la contribution matérielle du Canada à la mission de Curiosity : un spectromètre APXS de forme cubique, que l'on voit ici sur le côté droit de la tourelle,  à l'extrémité du bras robotique. (Source : NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Depuis l'atterrissage de Curiosity, l'APXS canadien a été utilisé plusieurs fois afin d'analyser la composition chimique du sol et des roches se trouvant au site d'atterrissage. Les résultats préliminaires sur la composition de la poussière présente dans le cratère Gale indiquent une bonne correspondance entre celle-ci et la poussière recueillie à d'autres endroits sur la planète par les spectromètres APXS des rovers Spirit et Opportunity. Grâce à ces données APXS comparatives recueillies à l'échelle de Mars, les scientifiques peuvent établir des corrélations entre les résultats et les découvertes faites par Curiosity et celles des missions antérieures.

Alors que le spectromètre APXS installé à bord d'Opportunity (qui est exploité sur Mars depuis 2004) a besoin d'une nuit complète pour analyser une cible donnée, l'APXS amélioré de Curiosity produit des résultats 5 fois plus rapidement. Il a d'ailleurs récemment analysé 7 échantillons de forage en une seule nuit.

Monté à l'extrémité du bras robotique du rover, le spectromètre APXS a contribué à reconstituer, à partir des premiers indices recueillis, l'histoire géologique du site d'atterrissage. L'instrument a également facilité le choix de la première cible du rover pour les activités de forage, soit une région de substratum rocheux désignée « John Klein », dans la baie de Yellowknife. Les résultats scientifiques préliminaires indiquent que le rover Curiosity repose aujourd'hui sur le lit d'un ancien lac martien. Les minéraux argileux que Curiosity a découverts au cœur des roches indiquent que ces dernières n'ont pu se former que dans de l'eau neutre – ce qui signifie que l'environnement dans lequel se trouve aujourd'hui le rover a déjà pu être assez favorable à la vie.

L'APXS a déterminé que les veines blanches remplissant les fissures dans la roche-mère contiennent du sulfate de calcium qui se serait vraisemblablement formé longtemps après la formation de la roche-mère. Cette découverte est très similaire à celles que le rover Opportunity a faites sur les rebords du cratère Endeavour (anglais seulement).

Les six premiers mois de Curiosity sur Mars en photos

Liste des photos

2012-09-07 (HAP) ou 2012-09-08 (UTC) – Cette image montre l'instrument canadien APXS sur le rover Curiosity de la NASA, avec la surface de Mars en arrière-plan. Cette image a été saisie par la caméra du mât de Curiosity au cours du 32e jour martien (ou sol) d'opération sur la surface. On peut voir l'instrument APXS au centre de la photo. Cette image a permis aux chercheurs de savoir que l'instrument APXS n'avait pas été couvert par la poussière omniprésente lors de l'atterrissage de Curiosity. Les scientifiques ont accentué les couleurs de cette version pour montrer le sol martien tel qu'on pourrait le voir avec les conditions d'éclairage sur Terre, ce qui facilite l'analyse du terrain. (Source : NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Le rover Curiosity a pris cet autoportrait à l'aide d'une caméra montée à l'extrémité de son bras robotique. On aperçoit le mont Sharp en arrière-plan. (Source : NASA)

Carte indiquant les arrêts de Curiosity le long de son trajet l'amenant du site d'atterrissage jusqu'à Glenelg où convergent trois types de terrains différents. La dépression nommée baie de Yellowknife a été retenue comme premier site de forage de Curiosity. Le rover y analysera un échantillon prélevé sur une roche. (Source : NASA)

Description texte de l'image du trajet de Curiosity

Parmi les premières expériences scientifiques réalisées sur Mars, il y a eu l'utilisation du spectromètre APXS canadien monté à bord du rover. Le capteur chimique a analysé la composition élémentaire des minéraux que l'on retrouve dans le sol et les roches à divers endroits le long du parcours du rover vers la baie de Yellowknife. En octobre et novembre 2012, Curiosity s'est immobilisé pendant plusieurs semaines sur le site d'une ride sablonneuse appelé Rocknest. Comme on peut le voir sur la photo, les bandes de roulement des roues du rover ont exposé des matériaux de surface qui ont ensuite été analysés par l'APXS. (Source : NASA)

La première opération de forage de Curiosity a eu lieu le 8 février 2013 dans une roche appelée « John Klein », dans la baie de Yellowknife, dans le cratère Gale. Le premier échantillon de roche pulvérisée a été recueilli autour du plus profond des deux trous de forage ci-dessus. C'est cet échantillon qui a permis d'établir le passé hydrologique du site d'atterrissage martien. (Source : NASA/JPL-Caltech/MSSS)