Vue de l’esprit sur Mars. Crédit d'image: NASA / JPL. Cliquez pour agrandir.
Les orbites, sondes, atterrisseurs et rovers de télédétection renvoient d'étonnantes découvertes sur notre système solaire. Mais certains des endroits géologiques et potentiellement astrobiologiques les plus excitants de notre famille de planètes et de lunes sont dangereux et difficiles à explorer.
L'Université de l'Arizona, le California Institute of Technology et les chercheurs de la Geological Survey de Flagstaff aux États-Unis proposent un nouveau concept de mission spatiale pour trouver et explorer les surfaces et les sous-surfaces les plus importantes sur le plan scientifique dans le système solaire.
Ces missions robotiques de nouvelle génération exploreront simultanément des lieux éloignés à plusieurs niveaux - depuis l'orbite, depuis les airs et au sol - pour découvrir des éléments importants de la géologie, de l'hydrologie, du climat et peut-être de l'astrobiologie dans des mondes lointains, a déclaré James M. Dohm de The Université d'Arizona. Dohm, géologue planétaire du département d'hydrologie et des ressources en eau de l'UA, a cartographié Mars à l'échelle locale à l'échelle mondiale. Il est impliqué dans des expériences itinérantes à longue portée autonomes, des bandes de capteurs et des expériences de vaisseaux spatiaux en orbite.
Wolfgang Fink, un associé invité à Caltech, Dohm et d'autres discutent du nouveau concept de mission dans un article, «Missions robotiques de reconnaissance planétaire de nouvelle génération: un changement de paradigme», à publier dans la revue Elsevier de Planetary and Space Science (http : //www.elsevier.com/, allez à l'article dans le lien Presse). Ils ont dirigé un effort d’équipe comprenant Mark Tarbell, qui est l’associé de Fink au laboratoire de recherche sur les systèmes d’exploration visuelle et autonome de Caltech; Trent Hare, du bureau de l'US Geological Survey à Flagstaff; et Victor Baker, professeur régent des départements d’UA d’hydrologie et des ressources en eau, des sciences planétaires et des géosciences.
Le nouveau concept de mission comprendrait des vaisseaux spatiaux en orbite, des dirigeables et des ballons sur des planètes ou des lunes avec des atmosphères suffisantes, telles que Titan, et de nombreux capteurs au sol mobiles et immobiles simples et déployables. Ces agents spatiaux, aériens et terrestres seraient programmés pour regarder intelligemment l'environnement et interagir les uns avec les autres, offrant une véritable perspective «à plusieurs niveaux» nécessaire pour une mission scientifique, a déclaré Dohm.
"Nous sommes maintenant à une fenêtre optimale dans le temps où les vaisseaux spatiaux et les unités aéroportées peuvent se coordonner avec des capteurs au sol, d'autant plus qu'une grande partie de la technologie est déjà disponible", a déclaré Fink, physicien et expert en systèmes d'imagerie, de contrôle autonome et d'espace. systèmes d'analyse des sciences de la mission. «Même la technologie non disponible actuellement - les logiciels, principalement - est tout à fait réalisable.»
«Il est important de regarder des couches et des couches de preuves, pas seulement un type», a déclaré Dohm.
Par exemple, a déclaré Fink, un rover doté d'un logiciel de reconnaissance des fonctionnalités peut rechercher une roche unique qui pourrait contenir une partie critique de l'histoire de Mars. "Si vous ajoutez une perspective aérienne, vous voyez également ce qui se trouve de l'autre côté de la colline en même temps, et vous connaissez également l'emplacement exact du rover sur le terrain", a-t-il déclaré. L'orbiteur a une image globale de ce qui se passe et commande les niveaux aéroportés et terrestres en dessous.
L'orbiteur d'une mission à plusieurs niveaux est équipé d'informations actuelles sur la surface, l'atmosphère et d'autres caractéristiques de sa destination. Sa suite de capteurs pourrait comprendre des caméras optiques et thermiques, des spectromètres et un radar pénétrant le sol. Ces instruments collecteraient des informations sur les domaines que le logiciel de l’orbiteur reconnaît comme des cibles intéressantes possibles compte tenu des objectifs scientifiques généraux de la mission.
"L'orbiteur peut déployer les agents aéroportés pour un examen plus approfondi", a déclaré Fink. «L'orbiteur peut également commander aux agents aéroportés de déployer en toute sécurité des agents terrestres sur les cibles principales. Les agents aéroportés aident à détecter et à confirmer les cibles principales. »
"Les agents terrestres peuvent mesurer des informations telles que la chaleur ou l'humidité", a déclaré Dohm. «Ou ils peuvent échantillonner ou collecter diverses roches et, dans le cas de Mars, de possibles eaux proches de la surface. Il pourrait y avoir de nombreux capteurs légers et extensibles, de sorte que même si vous en perdiez quelques-uns, vous auriez toujours une mission.
Les capteurs renvoient des informations à leurs sondes aéroportées respectives, et finalement au vaisseau spatial en orbite. Sur la base de ces nouvelles informations, l'orbiteur envoie de nouvelles commandes qui pilotent la mission.
"Les agents spatiaux, aériens et terrestres travaillent tous ensemble en tant que géologue de terrain", a déclaré Dohm. «Ils analysent les informations pour former une hypothèse de travail.» Ils seraient idéaux pour explorer Valles Marineris, le vaste canyon de Mars ou l'océan couvert de glace d'Europe, a-t-il ajouté.
Dans le cas de Valles Marineris, par exemple, a déclaré Dohm, le vaisseau spatial en orbite déploierait des capteurs qui transmettraient les conditions météorologiques au vaisseau spatial. Si les capteurs donnent au vaisseau spatial un bon rapport météorologique - pas de vents violents, par exemple - le vaisseau spatial libérerait alors les ballons ou les dirigeables. Ces agents aéroportés commenceraient leurs recherches de cibles importantes pour les objectifs de la mission, collectant et ajoutant de nouvelles informations au fur et à mesure et déployant des agents terrestres sur des sites candidats prometteurs. Les agents au sol collectaient et renvoyaient des données aux sondes aéroportées de niveau supérieur, à l'orbiteur ou aux deux. "Si l'objectif à Valles Marineris était de trouver des suintements d'eau possibles ou de l'eau près de la surface, un appareil de forage pourrait même être déployé sur le site le plus prometteur", a déclaré Dohm.
Fink et Dohm affirment que le nouveau concept doit être conçu, testé et vérifié sur le terrain dans divers environnements terrestres. Ils envisagent des camps de terrain pour des chercheurs internationaux afin de concevoir et de tester d'éventuels systèmes de reconnaissance à plusieurs niveaux.
Les missions spatiales robotiques intelligentes et axées sur la science prendront une décennie ou deux dans le futur, elles seront internationales et elles bénéficieront d'un important parrainage privé et privé, prévoient Dohm et Fink.
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université de l'Arizona
