Crédit d'image: NASA / JPL
Les scientifiques sont toujours à la recherche de plus de moyens pour entasser des instruments scientifiques dans des vaisseaux spatiaux, et ils ont trouvé une idée innovante pour les rovers d'exploration de Mars: utiliser les roues pour creuser des tranchées pour voir à quoi ressemble l'environnement sur Mars à quelques centimètres sous la surface. Des chercheurs de l'Université Cornell ont perfectionné une technique dans laquelle le rover bloque toutes ses roues, sauf une, puis utilise la roue finale pour broyer la saleté - des tests en laboratoire leur ont permis d'obtenir du matériel de plus de 10 cm de profondeur.
Après que les jumelles d'exploration de Mars ont rebondi sur la planète rouge et commencé à parcourir le terrain martien en janvier, les spectromètres et les caméras embarqués collecteront des données et des images - et les roues des rovers creuseront des trous.
En travaillant ensemble, un géologue planétaire de l'Université Cornell et un ingénieur civil ont trouvé un moyen d'utiliser les roues pour étudier le sol martien en creusant la saleté avec une roue qui tourne. «C'est agréable de rouler sur la géologie, mais de temps en temps, vous devez sortir une pelle, creuser un trou et découvrir ce qui se trouve vraiment sous vos pieds», explique Robert Sullivan, associé de recherche principal en sciences spatiales et en géologie planétaire. membre de l'équipe scientifique de la mission Mars. Il a conçu le plan avec Harry Stewart, professeur agrégé de génie civil à Cornell et ingénieurs au Jet Propulsion Laboratory (JPL) à Pasadena.
Les chercheurs ont perfectionné une méthode de creusement pour verrouiller toutes les roues d'un rover sauf une sur la surface martienne. La roue restante tournera, creusant le sol en surface sur environ 5 pouces, créant un trou en forme de cratère qui permettra l'étude à distance de la stratigraphie du sol et une analyse de l'existence de l'eau. Pour les contrôleurs du JPL, le processus impliquera des manœuvres compliquées - un «ballet mobile», selon Sullivan - avant et après que chaque trou a été creusé pour coordonner et optimiser les investigations scientifiques de chaque trou et de son tas de résidus.
Le JPL, une division du California Institute of Technology, gère le projet Mars Exploration Rover pour le Bureau des sciences spatiales de la NASA, Washington, D.C.Cornell, à Ithaca, dans l'État de New York, gère la suite scientifique d'instruments portés par les deux rovers.
Chaque rover a un ensemble de six roues sculptées dans des blocs d'aluminium, et à l'intérieur de chaque moyeu de roue se trouve un moteur. Pour faire tourner une roue indépendamment, les opérateurs JPL éteindront simplement les cinq autres moteurs de roue. Les étudiants de premier cycle de Sullivan, Stewart et Cornell, Lindsey Brock et Craig Weinstein, ont utilisé le laboratoire géotechnique Takeo Mogami de Cornell pour examiner les différentes résistances et caractéristiques du sol. Ils ont également utilisé le George Winter Civil Infrastructure Laboratory de Cornell pour tester l'interaction d'une roue mobile avec le sol. Chaque roue mobile a des rayons disposés en spirale, avec un caoutchouc mousse solide entre les rayons; ces caractéristiques aideront les roues du rover à fonctionner comme des amortisseurs tout en roulant sur un terrain accidenté sur Mars.
En novembre, Sullivan a utilisé le terrain d'essai du terrain martien du JPL pour collecter des données sur l'interaction d'une roue mobile avec différents types de sols et du sable meuble. Il a utilisé du sable jaune, rose et vert - teint avec du colorant alimentaire et cuit au four par Brock. Sullivan a utilisé une pile de grands cadres pour superposer les sables de différentes couleurs pour observer comment une roue a produit des tas de résidus en pente et où le sable jaune, rose et vert a finalement atterri. "Les endroits où les couleurs les plus profondes étaient concentrées sur la surface suggèrent où l'analyse pourrait être concentrée lorsque la manœuvre est répétée pour de vrai sur Mars", dit-il.
Stewart note des similitudes entre ces tests et ceux des missions d'alunissage à la fin des années 1960, lorsque les ingénieurs devaient connaître les caractéristiques physiques de la surface de la lune. À l'époque, les géologues s'appuyaient sur des observations visuelles des missions de dépistage pour déterminer si l'atterrisseur lunaire coulerait ou donnerait un coup de poussière, ou si la surface lunaire était dense ou poudreuse.
"Comme pour les premières missions lunaires, nous ferons la même chose, mais cette fois-ci en examinant les caractéristiques du sol martien", explique Stewart. "Nous allons exposer du matériel frais pour apprendre la minéralogie et la composition."
Source d'origine: communiqué de presse de Cornell
