4 Décembre 1996 – Lancement de la sonde Mars Pathfinder

Lancement du 1er rover martien de la NASA depuis Cap CanaveralPathfinder a décollé de nuit le 4 décembre 1996 à 01h56 (heure locale), sous la coiffe d’une fusée Delta II 7925Après un voyage interplanétaire de sept mois, la mission se posa sur Mars, à Ares Vallis, dans la région de Chryse Planitia, le jour de la fête nationale américaine (le 4 juillet 1997).Éclaireur de MarsMars Pathfinder a été lancé le 4 décembre 1996 et a atterri sur Mars’ Ares Vallis le 4 juillet 1997. Il a été conçu comme une démonstration technologique d’une nouvelle façon de livrer un atterrisseur instrumenté et le tout premier rover robotique à la surface de la rouge planète. Pathfinder a non seulement atteint cet objectif, mais a également renvoyé une quantité sans précédent de données et a survécu à sa durée de vie de conception principale. L’atterrisseur et le rover de 23 livres (10,6 kilogrammes) transportaient des instruments pour les observations scientifiques et pour fournir des données techniques sur les nouvelles technologies en démonstration. Inclus étaient des instruments scientifiques pour analyser l’atmosphère martienne, le climat, la géologie et la composition de ses roches et de son sol. Mars Pathfinder a utilisé une méthode innovante d’entrée directe dans l’atmosphère martienne, assistée d’un parachute pour ralentir sa descente à travers la fine atmosphère martienne et d’un système géant d’airbags pour amortir l’impact.Atterrissage d’airbag de Pathfinder

De l’atterrissage jusqu’à la transmission finale des données le 27 septembre 1997, Mars Pathfinder a renvoyé 2,3 milliards de bits d’informations, dont plus de 16 500 images de l’atterrisseur et 550 images du rover, ainsi que plus de 15 analyses chimiques des roches et du sol et des données détaillées sur les vents et d’autres facteurs météorologiques. Les résultats des investigations menées par des instruments scientifiques à la fois sur l’atterrisseur et sur le rover suggèrent que Mars était à un moment donné dans son passé chaud et humide.

Rover de séjour                                 L’atterrisseur, officiellement nommé Carl Sagan Memorial Station après son atterrissage réussi, et le rover, nommé Sojourner d’après le croisé américain des droits civiques Sojourner Truth, ont tous deux survécu à leur vie de conception – l’atterrisseur de près de trois fois et le rover de 12 fois.

Instruments scientifiques Mars Pathfinder Spectromètre à rayons X Alpha Proton : Déterminé la composition élémentaire des roches et des sols.

Trois caméras : ont fourni des images du terrain environnant pour des études géologiques et ont documenté les performances et l’environnement de fonctionnement des technologies de la mission Pathfinder.Ensemble d’instruments de structure atmosphérique/météorologie : a mesuré l’atmosphère martienne pendant la descente de Pathfinder vers la surface et a fourni des mesures météorologiques à l’atterrisseur.

Principales découvertes scientifiques de Mars PathfinderDes cailloux et des galets arrondis sur le site d’atterrissage et d’autres observations suggèrent des conglomérats qui se sont formés dans l’eau courante au cours d’un passé plus chaud dans lequel l’eau liquide était stable.

Le suivi radio de Mars Pathfinder a fourni une mesure précise de l’emplacement de l’atterrisseur et du pôle de rotation de Mars. Les mesures suggèrent que le rayon du noyau métallique central de la planète est supérieur à 800 miles (1 300 kilomètres) mais inférieur à environ 1 250 miles (2 000 kilomètres).La poussière en suspension dans l’air est magnétique et ses caractéristiques suggèrent que le minéral magnétique est de la maghémite, une forme très magnétique d’oxyde de fer, qui peut avoir été lyophilisée sur les particules sous forme de tache ou de ciment. Un cycle de l’eau actif dans le passé peut avoir lessivé le fer des matériaux de la croûte.

Des diables de poussière ont été observés et fréquemment mesurés par des capteurs de température, de vent et de pression. Les observations suggèrent que ces rafales sont un mécanisme de mélange de poussière dans l’atmosphère.

Des nuages de glace d’eau tôt le matin ont été observés dans la basse atmosphère.

De brusques fluctuations de température ont été enregistrées le matin, suggérant que l’atmosphère est réchauffée par la surface de la planète, avec une chaleur connectée vers le haut dans de petits tourbillons.La NASA célèbre 20 ans d’exploration continue de Mars [Publié le 4 juillet 2017]

La sonde Mars Pathfinder de la NASA est tombée à la surface de Mars pour un atterrissage avec coussin gonflable il y a 20 ans mardi, rebondissant 15 fois sur une ancienne plaine inondable avant de déployer un robot mobile pour inaugurer deux décennies d’exploration martienne ininterrompue.  L’atterrissage du Jour de l’Indépendance en 1997 a été le premier atterrissage d’un robot sur Mars depuis l’arrivée des atterrisseurs Viking de la NASA en 1976, et l’agence spatiale américaine a depuis maintenu une présence robotique continue sur la planète rouge, envoyant des atterrisseurs, des rovers et des orbiteurs supplémentaires pour échantillonner des roches. , surveillez la météo martienne et découvrez le passé plus chaud et plus humide du monde.  « Je pense que Mars occupe une place spéciale dans le cœur de chacun parce qu’il ressemble beaucoup à la Terre – il ressemble à un endroit où nous pourrions vivre », a déclaré Mike Watkins, directeur du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, où les ingénieurs ont développé, construit et exploité Mars Pathfinder. . Watkins a déclaré que l’atterrissage de Pathfinder sur Mars a aidé la NASA à répondre à des questions fondamentales sur le voisin de la Terre : quelle était son histoire ? Comment Mars est-il devenu tel qu’il est ? Était-il autrefois habitable ?Des missions de suivi ont envoyé des rovers traversant des lacs asséchés et des lits de rivières, vers des dépôts laissés par d’anciennes sources chaudes, et des orbiteurs qui ont trouvé des signes d’eau intermittente encore présents sur la planète désertique et ont aidé à comprendre comment Mars est devenue si froide et inhospitalière. « Je crois que Pathfinder, en particulier, nous a aidés à comprendre une nouvelle façon d’explorer les planètes », a déclaré Watkins lors d’une table ronde télévisée sur NASA TV. « On pourrait dire que Viking, en tant que premier atterrisseur planétaire, a en quelque sorte été le pionnier de la science in situ, mais c’était une sorte de mission ponctuelle. Je pense que Pathfinder nous a montré non seulement que la mobilité peut être utile, mais la notion d’une exploration interactive continue d’une planète, un voyage… de découverte continue.  Conçu à la fin de 1993 alors que la NASA faisait face à une grave crise budgétaire à la suite de plusieurs incidents de mission robotique très médiatisés, Mars Pathfinder devait respecter des limites strictes en matière de coûts et de calendrier.Le siège de la NASA à Washington, à la demande de l’administrateur de l’époque, Dan Goldin, a donné aux ingénieurs du JPL trois ans et 150 millions de dollars pour préparer l’atterrisseur pour le lancement en décembre 1996. Goldin a déclaré que la NASA ne pouvait plus se permettre des missions de plusieurs milliards de dollars pour explorer le système solaire. à une époque où les budgets sont presque inchangés.L’agence a dû réorganiser la façon dont elle menait des missions interplanétaires après les atterrissages de Viking sur Mars et les premières incursions des sondes Voyager dans le système solaire externe, a récemment déclaré Goldin, « parce que l’argent n’est pas l’ingrédient magique ». Goldin a insufflé son mantra de « plus rapide, meilleur, moins cher » dans les programmes de la NASA, conduisant au lancement de flottes de vaisseaux spatiaux plus petits et moins coûteux pour étudier le cosmos et visiter des destinations inexplorées, de nouvelles régions sur la surface martienne, à Mercure, Pluton, astéroïdes et comètes.

Mars Pathfinder a fait ses débuts des mois après que les contrôleurs ont perdu le contact avec l’orbiteur Mars Observer de 813 millions de dollars de la NASA quelques jours avant son arrivée sur la planète rouge. Mais la prochaine mission de la NASA sur Mars, malgré des objectifs beaucoup plus ambitieux, a fini par coûter environ un tiers des dépenses consacrées à Mars Observer.« Nous devions faire quelque chose d’audacieux », a déclaré Goldin lors d’une célébration du 20e anniversaire de Pathfinder. « Ça ne pouvait tout simplement pas être un autre orbiteur. Ça devait être vraiment difficile. Lorsque vous comparez ce que cela a coûté pour Viking, c’était des milliards, et maintenant nous sommes un facteur de 20 (moins) sur le coût et un facteur de trois (moins) sur le calendrier, avec une technologie qu’ils n’ont pas eu le temps de développer en avance. »  Alors que l’équipe de Pathfinder devait travailler dans des délais financiers et des délais serrés, les responsables ont déclaré qu’ils avaient la liberté d’innover. En termes réels, cela signifiait généralement construire, casser, puis réparer une pièce qui devait voler pendant la mission.                    « Quand quelque chose n’allait pas et qu’il y avait un problème, je pouvais être ensemble avec une poignée de personnes, et en quelques minutes, quelques heures ou peut-être quelques jours, nous pouvions comprendre le problème et nous pouvions mettre une solution en place et nous J’irais l’exécuter », a déclaré Brian Muirhead, responsable du système de vol de Mars Pathfinder au JPL. « Parfois, dans nos grands projets d’aujourd’hui, cela peut prendre des semaines, voire des mois, pour apporter ce genre de changements. » Un exemple était un câble que les ingénieurs ont conçu pour s’étendre sous l’atterrisseur lors de la descente finale pour mesurer son altitude. Cela n’a pas fonctionné, alors les concepteurs ont opté pour un radar pour faire rebondir les signaux sur la surface martienne pour les données d’altitude, mais cette solution s’est également avérée compliquée car un prototype d’atterrisseur a basculé sous un parachute lors des tests de chute dans l’atmosphère terrestre.Le coussin gonflable de l’atterrisseur était également délicat, mais les ingénieurs avaient besoin des airbags pour réduire la masse du vaisseau spatial, échangeant de l’air contre du carburant de fusée plus lourd pour amener le robot au repos sur Mars.

4 December 1996. 06.58.07 UTC/GMT. Launch of the Mars Pathfinder from Cape Canaveral SLC-17. American spacecraft on a mission to land a base station with roving probe on Mars. pic.twitter.com/Jp3pSnOLVI

— Ron Eisele (@ron_eisele) December 3, 2022

Les atterrisseurs Viking comptaient sur des rétrofusées pour freiner avant l’atterrissage, mais les airbags, en principe, étaient plus résistants.  Les ingénieurs de la mission ont passé du temps sur un superordinateur des laboratoires nationaux de Sandia pour modéliser la façon dont les airbags réagiraient à différents terrains et conditions sur Mars. Muirhead a déclaré que les tests d’airbag avaient mis l’ordinateur, l’un des plus puissants de l’époque, « à genoux ».  « Nous en sommes venus à réaliser certaines parties que vous ne pouviez vraiment pas traiter très bien avec une simulation informatique, les airbags étant, de loin, le principal exemple », a déclaré Sam Thurman, ingénieur du système d’entrée, de descente et d’atterrissage de Mars Pathfinder. au JPL.

La NASA a envoyé un modèle grandeur nature des airbags, constitué d’une fibre à haute résistance appelée Vectran, à la station Plum Brook dans l’Ohio pour des tests de chute contre un sol rocheux incliné destiné à imiter la surface martienne.  Les chefs de mission étaient finalement à l’aise avec la conception de l’airbag au début de 1996, jugeant le système qualifié pour le voyage vers Mars huit mois avant le décollage.  Mars Pathfinder a quitté la Terre le 4 décembre 1996, pilotant une fusée Boeing Delta 2 depuis Cap Canaveral lors de la première étape de son voyage de sept mois.  Contrairement aux atterrisseurs Viking, qui sont tombés sur Mars à partir de vaisseaux-mères en orbite, Pathfinder a effectué une descente directe, traversant l’atmosphère à des vitesses plus élevées que celles des Vikings.

Un bouclier résistant à la chaleur a protégé l’atterrisseur pendant la première partie de l’entrée, puis un parachute supersonique s’est déployé, des fusées de freinage ont été tirées et les airbags se sont gonflés avant que l’engin de berger ne coupe la bride en Kevlar de l’atterrisseur.  Peu avant 10 h HAP (13 h HAE ; 17 h 00 GMT) le 4 juillet 1997, l’atterrisseur a touché le sol à environ 31 mi/h (14 mètres par seconde) et a rebondi de plusieurs étages, rebondissant au moins 15 fois avant d’arriver à un arrêtez-vous à plus d’un demi-mile (1 kilomètre) de son point d’atterrissage d’origine à Ares Vallis, une plaine rocheuse de l’hémisphère nord de Mars.  Les airbags se sont dégonflés automatiquement, ouvrant les pétales en forme de fleur de Pathfinder pour faire place à la sortie du rover Sojourner, un véhicule à six roues qui ne faisait pas partie à l’origine de la mission Pathfinder.

La NASA a ajouté Sojourner après avoir recherché de l’argent pour le financer, et son coût, ainsi que le prix du booster Delta 2 et un budget de fonctionnement de trois mois, ont poussé le coût final de Pathfinder à 264 millions de dollars.  L’atterrisseur Pathfinder a rapidement transmis ses premiers signaux à des ingénieurs anxieux sur Terre, et les premières images ont été renvoyées au sol quelques heures plus tard.  « La toute première chose que nous voulions faire était d’obtenir ces images pour voir à quoi ressemblait le site d’atterrissage et le rover sur le pétale », a déclaré Jennifer Trosper, directrice de vol de Pathfinder.  « Je me souviens d’avoir pris ces images et nous les imprimions sur des imprimantes », a-t-elle déclaré, contrairement à l’ère actuelle des smartphones et des médias sociaux.

Le rover Sojourner, du nom du pionnier américain des droits civiques Sojourner Truth, a descendu une rampe pour commencer à traverser la zone d’atterrissage le lendemain de son arrivée sur Mars. Restant en contact avec le contrôle de mission via une liaison par modem sans fil avec la plate-forme d’atterrissage stationnaire, le rover à énergie solaire – de la taille d’un four à micro-ondes – a inspecté la région parsemée de roches à proximité, enregistrant plus de 300 pieds (100 mètres) sur son odomètre.  Conçu pour durer entre une semaine et un mois, Sojourner a relayé des données pendant près de trois mois jusqu’à ce que la station d’atterrissage Pathfinder cesse de communiquer avec la Terre le 27 septembre. L’équipe au sol soupçonnait que la batterie du vaisseau spatial était épuisée et que sa température interne était tombée en dessous d’un niveau de sécurité selon une fiche d’information sur la mission publiée sur un site Web de la NASA.

La fin de la mission de Pathfinder est survenue environ deux semaines après que le vaisseau spatial Mars Global Surveyor de la NASA se soit mis en orbite autour de la planète.

Le châssis du rover Sojourner était un précurseur de véhicules plus gros, d’abord les mêmes rovers Spirit et Opportunity qui ont atterri en 2004, puis la mission Curiosity qui est arrivée en 2012.  Les rovers Opportunity et Curiosity se déplacent toujours sur la planète rouge aujourd’hui, et un autre rover basé sur le cadre de Curiosity sera lancé sur Mars en juillet 2020.  « Regardez les héritages que ce petit rover a laissés, à Spirit, Opportunity, Curiosity, puis Mars 2020 », a déclaré Charles Elachi, directeur du JPL de 2001 à 2016. « C’est une sorte d’investissement technologique petit mais visionnaire que la NASA et Dan (Goldin) était très connu, ce qui nous a amenés à faire les grandes choses que nous faisons maintenant.  Mais les 20 dernières années de missions de la NASA sur Mars n’ont pas été sans défauts.

La NASA a perdu deux engins spatiaux lors de leur arrivée sur Mars à la fin de 1999, qui ont tous deux suivi les traces de Pathfinder, incorporant la philosophie « plus rapide, meilleur, moins cher » de Goldin.  Le Mars Climate Orbiter a brûlé dans l’atmosphère martienne alors qu’il tentait d’entrer en orbite en septembre 1999, une erreur causée par le décalage des unités anglaises et des unités métriques utilisées par les équipes de navigation et d’exploitation de l’engin. Moins de trois mois plus tard, le Mars Polar Lander s’est écrasé sur la planète rouge, probablement en raison d’un arrêt prématuré du moteur.  Les enquêteurs ont déclaré que l’une des causes des mésaventures était leurs budgets serrés, concluant que les projets étaient sous-financés d’au moins 30%.

La NASA a donné plus d’argent aux missions ultérieures sur Mars et a ajouté des examens techniques supplémentaires pour assurer leur préparation au lancement.  Les scientifiques de Mars ont eu au moins une mission opérationnelle sur Mars chaque jour depuis la descente du Jour de l’Indépendance de Pathfinder il y a 20 ans. Mars Odyssey de la NASA a rejoint Mars Global Surveyor en 2001, et les rovers Spirit et Opportunity ont décollé à la mi-2003, ainsi que la première mission interplanétaire de l’Agence spatiale européenne, Mars Express.  Odyssey, Opportunity et Mars Express renvoient toujours des données scientifiques – toutes les années au-delà de leur durée de vie prévue – tandis que Mars Global Surveyor a cessé de transmettre en 2006 et que les ingénieurs ont entendu parler du rover Spirit pour la dernière fois en 2010.  Le Mars Reconnaissance Orbiter, équipé d’une caméra de cartographie haute résolution, a été lancé en août 2005 et est arrivé sur Mars en mars 2006. La NASA reçoit toujours des données de MRO, qui renvoient des vues éblouissantes du terrain martien.  L’atterrisseur Phoenix de la NASA s’est posé sur les plaines polaires nord de Mars en mai 2008, succombant à l’hiver martien extrême en novembre 2008 comme prévu.

Le rover Curiosity a exploré Gale Crater, un bassin d’impact regorgeant de caractéristiques géologiques telles que des dunes, des buttes et une montagne de trois milles de haut, depuis août 2012. L’orbiteur MAVEN de la NASA échantillonne la haute atmosphère de Mars depuis 2014, et l’Inde a volé son première mission planétaire en orbite martienne la même année.  Le plus récent est l’ExoMars Trace Gas Orbiter de l’ESA, qui vise à rechercher la source de méthane dans l’atmosphère martienne, un indicateur potentiel de l’activité biologique ou géologique en cours.  De nombreux ingénieurs de Pathfinder ont travaillé sur tous les rovers martiens du JPL. « L’un des grands héritages de Pathfinder et du programme Mars est qu’il nous a permis de faire de l’ingénierie de la même manière que l’ingénierie est faite, c’est-à-dire que les mêmes personnes effectuent une mission, apprennent ce qu’elles ont fait de bien ou de mal, puis en font une autre, puis en faire un autre », a déclaré Watkins.

La série de missions, lancées à des cadences aussi courtes que tous les deux ans lorsque les planètes sont correctement alignées, a aidé la NASA à « construire une base de connaissances que nous n’avons vraiment pas eue pour aucune autre planète », a déclaré Watkins.

Lancement de Mars Pathfinder

En 1996, le Mars Pathfinder a été lancé sur une fusée Delta II. Pathfinder transportait un robot rover, nommé Sojourner, d’après le militant américain des droits civiques, Sojourner Truth. Ils ont atteint la mince atmosphère martienne le 4 juillet 1997, puis sont descendus assistés d’un parachute et ont atterri à l’aide d’airbags géants pour amortir l’impact. Après l’atterrissage, l’atterrisseur instrumenté a été nommé Carl Sagan Memorial Station. Il a survécu à sa durée de vie de près de trois fois, tandis que le rover en liberté a doublé sa durée de vie prévue, renvoyant une quantité sans précédent de données et d’images. Le rover a effectué plus de 15 analyses chimiques des roches et du sol. Il a également mesuré le vent et les conditions de surface.

https://spaceflightnow.com/2017/07/04/nasa-marks-20-years-of-continuous-mars-exploration/

https://mars.nasa.gov/mars-exploration/missions/pathfinder/

https://todayinsci.com/12/12_04.htm#event