Le rover Perseverance

Perseverance, le rover de Mars 2020 est basé sur la configuration du véhicule Curiosity de la mission Mars Science Laboratory. Il fait 3 mètres de long, 2,7 mètres de large, 2,2 mètres de hauteur, et pèse 1050 kilogrammes.

Le corps du rover (Warm Electronic Box, WEB) protège les calculateurs et les éléments électroniques et maintient la température constante. La partie supérieure constitue une plateforme qui reçoit le mât. Une fois déployé, il peut prendre des photos pendant que le véhicule se déplace.

Le rover est équipé de 2 ordinateurs de bord identiques, capables de se suppléer l’un à l’autre. Ils communiquent avec les éléments fonctionnels du véhicule et sont en relation directe avec les instruments pour leur envoyer les instructions et récupérer leurs données. Le véhicule possède de nombreuses caméras, avec des fonctions complémentaires et plusieurs microphones, dont celui associé à l’instrument SuperCam.

Le bras robotique de 2 mètres de long est extrêmement mobile. Il se termine par une tourelle qui comporte plusieurs instruments capables de faire des images, d’analyser la composition élémentaire et de prélever de petits échantillons.

Le rover possède 6 roues, chacune équipée de son propre moteur électrique, dont les 4 situées aux extrémités permettent au véhicule de faire un tour complet sur lui-même.

L’énergie nécessaire aux fonctions du rover est produite par un MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator) qui transforme la chaleur générée par la désintégration radioactive naturelle du plutonium en électricité. La chaleur produite par le MMRTG est aussi utilisée pour maintenir le corps du véhicule et les instruments à leur température normale d’opérations.

Le véhicule communique avec des satellites en orbite martienne pour envoyer des données et recevoir des instructions. En cas de perte de communication avec les satellites, des communications directes avec un réseau d’antennes terrestres sont possibles.

Les instruments

Le rover Perseverance embarque au total 7 instruments.

• Mastcam-Z : ce système de caméras avancées a des capacités de prise d'images panoramiques et stéréoscopiques avec possibilité de zoom. L'instrument détermine aussi la minéralogie de la surface de Mars et aide les opérations du véhicule.
• SuperCam : l’instrument fournit des images et analyse la composition chimique et la minéralogie. Il peut aussi détecter à distance la présence de composés organiques dans les roches et la matière meuble qui les recouvre, appelée régolithe. SuperCam est aussi équipé d'un microphone, qui sert à mieux étudier les roches lors de la production du plasma et enregistre les bruits émis par le véhicule. Cet instrument comprend une contribution significative du CNES et de l’IRAP.
• PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) : il s’agit d’un spectromètre à fluorescence X qui comporte un imageur haute résolution pour déterminer la composition élémentaire à haute résolution des matériaux de surface de Mars. PIXL a une capacité de détection et d’analyse fine des éléments chimiques.
• SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals) : ce spectromètre fournit des images à haute résolution et utilise un laser ultraviolet (UV) pour déterminer la minéralogie à haute résolution et détecter les composants organiques. Premier spectromètre Raman UV sur Mars, SHERLOC fournit des mesures complémentaires aux autres instruments.
• MOXIE (Mars Oxygen ISRU Experiment) : cette expérimentation en technologie d'exploration produit de l'oxygène à partir du dioxyde de carbone atmosphérique martien.
• MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) : un ensemble de capteurs qui fournissent des mesures de température, de vitesse et direction du vent, de pression, d'humidité relative et de taille et forme des poussières.
• RIMFAX (Radar Imager for Mars' Subsurface Exploration) : ce radar pénétrant le sol fournit la structure géologique de la subsurface avec une résolution centimétrique.

SuperCam

SuperCam est un ensemble instrumental qui réunit 5 instruments différents.

• Le spectromètre Raman / Fluorescence :après illumination par un faisceau laser, il collecte les spectres Raman et de fluorescence jusqu’à une distance de 12 mètres pour la plupart des minéraux. Ce spectromètre détecte clairement des particules organiques et identifie précisément les minéraux des roches.
• Le spectromètre LIBS (laser induced breakdown spectroscopy) : en analysant la lumière émise lors de la formation du plasma produit par le tir d’un faisceau laser, le spectromètre ultraviolet donne la composition élémentaire des roches jusqu’à une distance de 7 mètres. Le LIBS peut aussi être utilisé pour dépoussiérer les surfaces rocheuses afin de faciliter leurs analyses par d’autres instruments.
• Le spectromètre visible et infrarouge : il analyse la lumière du Soleil réfléchie par les roches dans les domaines du visible, de l’infrarouge et du proche infrarouge. Il peut être utilisé selon différentes modalités et peut identifier des roches jusqu’à une distance de 10 km.
• Le micro-imageur couleur RMI : il prend des images à haute résolution jusqu’à l’infini. Elles sont utilisées pour comprendre le contexte géologique et faciliter l’interprétation des analyses chimiques, biologiques et minérales.
• Le microphone : il enregistre le son provoqué par l’impact laser du LIBS sur la roche jusqu'à 4 m. La formation du plasma s’accompagne d’un claquement dont l’enregistrement peut donner des informations complémentaires sur la nature des roches : dureté, porosité...