Perseverance : comment la technologie nous permet-elle d’explorer l’espace ?

C’était l’événement du début d’année : le 18 février 2021, le rover Perseverance a réussi à se poser sur Mars, après sept mois de voyage. Sa mission d’exploration pour trouver des traces de vie sur la planète rouge durera un peu plus de deux ans. Mais alors, comment cela a-t-il été rendu possible ? Quel rôle joue l’innovation technologique dans l’exploration spatiale ?

• En bref : Mars 2020, quelques infos essentielles sur la mission du rover Perseverance :
• Perseverance est un rover, c’est-à-dire un astromobile, soit un véhicule d’exploration spatiale. Il a été conçu par la NASA spécifiquement en vue de sa mission sur Mars ;
• Un rover est à la fois piloté depuis la Terre et de façon autonome grâce à des équipements technologiques intelligents ;
• Perseverance a été lancé dans l’espace le 30 juillet 2020 depuis la base de lancement de Cap Canaveral, en Floride, aux États-Unis ;
• Sept mois plus tard, le jeudi 18 février 2021, Perseverance a atterri sur Mars ;
• Le but de la mission est de chercher les signes d’une possible ancienne vie microbienne sur Mars. Pour cela, l’engin d’une tonne est équipé de plusieurs instruments scientifiques et de technologies intelligentes ;
• Perseverance a pour objectif de collecter des échantillons du sol de la planète rouge, en vue d’un éventuel retour sur Terre. La mission doit durer un peu plus de deux ans ;
• Le rover est accompagné d’un petit hélicoptère, Ingenuity, dont la mission est de réaliser le premier vol martien (et le premier vol sur une autre planète que la Terre tout court s’il réussit) ;
• Le retour sur Terre des échantillons prélevés pourrait se faire en 2031.

Mission Mars 2020 : l’incroyable aventure du rover Perseverance

C’est une information qu’il était impossible de louper : le 18 février 2021, le rover Perseverance de la National Aeronautics and Space Administration – ou NASA – s'est posé sur Mars, dans le cratère Jezero au nord de l’équateur de la planète rouge. Son aventure a débuté le 30 juillet 2020. L’appareil avait alors été lancé à bord d’une fusée Atlas V depuis la base de lancement de Cap Canaveral, en Floride, donnant le top départ de la mission Mars 2020.

Son voyage a donc duré sept mois et son objectif, depuis qu’il est sur Mars, est simple : explorer la planète à la recherche de traces de vie anciennes. En vue de son retour sur Terre, l'astromobile s’occupe en collectant des échantillons de sol et de roche qu’il stocke pour les ramener ici. À l’analyse détaillée, les scientifiques chercheront à identifier la présence de vie microbienne, et à l’étudier, s’il y en a une. Le rover, en se posant au sein du cratère Jezero, peut prélever des échantillons potentiellement importants. Les scientifiques supposent qu’il s’agissait d’un lac, et si les minéraux argileux dont il est partiellement composé se sont formés en raison de l’eau, alors cela indiquerait que oui, autrefois, il y avait bien de la vie sur Mars.

Le temps d’exploration total devrait durer environ deux ans, c’est-à-dire 687 jours terrestres pour 43 échantillons collectés au total, et celle-ci devrait être semée d’embuches. La surface de Mars est composée de sable, de rochers pointus : c’est un terrain hostile auquel les scientifiques ont préparé Perseverance, apprenant des erreurs du passé et de l’expérience de Curiosity en 2014. Les roues de dernier, à force de passer sur les rochers, s’étaient usées rapidement. Perseverance a des roues faites d’un aluminium plus épais que son prédécesseur, plus étroites mais avec un diamètre plus important. Son équipement technologique est certes similaire à celui de Curiosity, mais il a indéniablement été optimisé et amélioré.

L’exploration spatiale a un prix. Rien que le rover coûte 1,4 milliard de dollars – soit 1,16 milliard d’euros. Au total, si l’on ajoute le lancement de Perseverance, le voyage et la mission sur Mars, l’estimation du coût total est de 2,5 milliards de dollars – soit 2,08 milliards d’euros.

Perseverance : l’innovation technologique au service de l’exploration spatiale

Le rover Perseverance intègre et recourt à un mélange impressionnant de technologies. De la robotique, bien sûr, mais également des capteurs connectés, l’intelligence artificielle – ou IA –, et bien d’autres choses encore. Il est aussi équipé de nombreux instruments scientifiques (dont une foreuse).

Sa structure a été conçue pour protéger les éléments vitaux permettant le bon déroulé de la mission de l’engin d’une tonne. Perseverance, c'est également : des ordinateurs ultras performants permettant de traiter l’information, des régulateurs de température, des caméras et des équipements spécifiques pour collecter des données sur l’environnement, des systèmes de communication (pour recevoir et émettre) et une alimentation électrique.

L'IA est indispensable au bon déroulé de la mission Mars 2020. Elle permet à Perseverance de se déplacer sur la surface de la planète, de détruire ou d’éviter les obstacles. La technologie de navigation du rover est d'ailleurs très similaire à celle équipée sur les voitures autonomes. On l’appelle Vision Compute Element – ou VCE. Le tout est complété par un système automatisé d’évitement des risques, lequel recourt lui aussi aux images récupérées par la caméra en temps réel pour limiter les accidents. Enfin, l’IA joue évidemment un rôle pour la recherche de traces de vie sur la planète.

L’un des instruments principaux de Perseverance est « SuperCam », une caméra laser de fabrication française. Elle a été fournie à la NASA par le Centre national d'études spatiales – ou CNES. Non seulement celle-ci permet au rover de se déplacer, mais cet « œil » est également un outil multifonction aidant à la collecte des échantillons (elle comprends des spectromètres, une caméra, un microphone).

Cet instrument impressionnant est piloté par des équipes françaises et étasuniennes. Il aidera à l’analyse de la composition des roches martiennes.

Les données collectées par le robot auront un rôle crucial dans le futur pour que les astronautes puissent explorer la planète rouge. Elles les aident à mieux comprendre les conditions atmosphériques de Mars, et les dangers de l’environnement auquel ils devront faire face. Avec son système de surveillance domotique équipé de capteurs (Mars Environmental Dynamics Analyzer, ou MEDA), Perseverance enregistre par exemple des informations relatives aux saisons martiennes, et donc à la météo.

Enfin, cela en surprendra sans doute beaucoup, mais Perseverance et son petit hélicoptère, Ingenuity, utilisent le même protocole domotique que certaines maisons intelligentes : ZigBee. Les adeptes d’OpenIoT connaissent évidemment ce nom. Les équipes de ZigBee ont ainsi travaillé sur la liaison radio permettant au rover et à l’hélicoptère de communiquer. Quand Perseverance reçoit les informations, les appareils en orbite autour de Mars les récupèrent pour, en définitive, les envoyer à la Terre.

De la blockchain à l’Internet des objets – ou IoT –, en passant par le cloud et l’IA : l’exploration spatiale est inséparable des découvertes et avancées de l’innovation technologique. Celles-ci sont en train de révolutionner et de métamorphoser nos maisons, nos quotidiens, nos travails… et notre façon de voyager dans l’espace. D’ici le retour sur Terre de Perseverance en 2031, les progrès technologiques ont le temps de nous réserver encore quelques surprises, c'est certain.

Lorsqu’il s’est posé sur mars, le rover Perseverance a pris des photographies, qu’il a transmis à la Terre. Les citoyens du monde entier connectés à Twitter ont ainsi pu lire un message : « Bonjour, le monde. Une première vue de la maison qui sera la mienne pour toujours ».