L'opportunité Mars Rover était censée durer 3 mois – alors comment a-t-elle survécu 15 ans?

Opportunity Rover de la NASA, un véhicule robotique qui a exploré Mars pendant près de 15 ans, a battu le record du robot le plus long de la surface martienne. Mais ce n'était pas censé durer aussi longtemps! Regardons exactement comment l'opportunité a dépassé toutes les attentes.

Le calendrier des opportunités

Avant de regarder les raisons pour lesquelles l'opportunité a duré si longtemps, prenons un moment pour apprécier la chronologie inspirante du Rover:

Les vents martiens le gardaient propre

La surface de Mars est recouverte de poussière des roches rouges de la planète riche en oxydes de fer. Des tempêtes féroces fouettent cette poussière qui, lorsqu'elle repose enfin, remodèle souvent le paysage martien. Bien que les tempêtes à grande échelle se produisent de temps en temps, elles peuvent surgir soudainement et les derniers mois.

Les scientifiques et les ingénieurs de la NASA pensaient que les couches de poussière qui descendraient sur l'opportunité couvriraient rapidement ses panneaux solaires, ce qui signifie que le Rover ne serait pas en mesure de générer suffisamment d'énergie pour continuer à fonctionner au-delà de sa longueur de mission à 90 sols.

Les images ci-dessous, prises par la Curiosity Rover de la NASA, montrent à quel point Mars est vraiment trouble. L'image à droite n'a été prise que trois jours après l'image de gauche, ce qui montre à quelle vitesse la visibilité peut baisser dans l'atmosphère mince de Mars.

Cependant, les experts n'ont pas vraiment réalisé l'effet positif que ces tempêtes martiennes pouvaient avoir en éliminant la poussière rouge des panneaux du Rover, ce qui lui donne un accès inattendu à l'énergie solaire à chaque saison changeante.

Il avait les « meilleures batteries du système solaire »

Il va sans dire que pour un rover à près de 250 millions de kilomètres de la Terre à sa distance la plus éloignée pour survivre si longtemps, il a besoin de spécifications de pointe, et la batterie du véhicule a fait beaucoup de levage dans cette catégorie.

S'exprimant dans une téléconférence en 2018 – terminé avant la fin de la mission – Rich Zurek, le scientifique en chef du bureau du programme Mars au Jet Propulsion Laboratory de la NASA (JPL) à Pasadena, en Californie, a déclaré: « Ils sont, vraiment, les plus belles batteries du système solaire .  » Le collègue de Zurek, John Callas, directeur de projet du projet d'exploration Rover de la NASA, a ajouté: « Bien que les batteries de l'opportunité (aient) traversé plus de 5 000 cycles de charge de charge, ils (ont conservé) 85% de leur capacité d'origine. »

Les deux batteries de lithium-ion rechargeables, qui ont été développées avec un électrolyte adopté à partir de la mission du programme de l'arpentage de Mars 2001, ont été optimisées pour une puissance de puissance élevée. Les batteries au lithium-ion sont bien connues pour être durables, et la NASA a réussi à prolonger son cycle de vie en les stockant dans des boîtes de réchauffement à bord la nuit pour éviter tout dommage causé par les nuits froides de la planète.

La technologie robuste de l'opportunité a été construite pour durer

Avec toute mission spatiale, vous prévoyez que l'équipement dure la durée de la mission prévue, mais vous espérez qu'il durer plus longtemps que cela. Et l'opportunité a fait exactement cela, grâce aux instruments scientifiques, à l'électronique et aux matériaux de pointe.

Les roues de l'opportunité ont contribué à la longévité du rover. Bien que les ingénieurs de la NASA s'attendent à ce que le robot parcourt 1 100 verges pendant sa mission, il a réussi à parcourir plus de 28 miles, en grande partie grâce à ses roues en aluminium – un métal durable qui peut résister à des conditions et des températures extrêmes – réintégrale avec trois jantes et un mince Surface de course.

Cependant, avoir une batterie de haute qualité et des roues durables n'est pas bonne si les panneaux solaires ne peuvent pas absorber l'énergie. Dans le cas de l'opportunité, les panneaux étaient composés de phosphore d'indium de gallium, d'arséniure de gallium et de germanium pour former trois couches de cellules photovoltaïques, maximisant ainsi l'apport énergétique. Ils ont pu produire environ 900 wattheures d'énergie par jour dans de bonnes conditions, ce qui équivaut à peu près à la quantité d'énergie nécessaire pour alimenter un aspirateur pendant une heure et demie. Avec une opportunité n'utilisant que entre 300 et 900 wattheures d'énergie par jour, les panneaux solaires pouvaient généralement générer plus que suffisamment d'électricité.

Les ingénieurs de pointe de la NASA méritent du crédit

Selon National Geographic, les ingénieurs de la NASA travaillant sur le matériel et les logiciels testés par Mission Opportunity en quarts consécutifs de huit heures, 24 heures par jour, pour donner au Rover les meilleures chances de succès. Jennifer Trosper, directrice du projection de la NASA JPL, la directrice du projet de la NASA JPL, a déclaré: « Nous avons travaillé dur, nous l'avons bien conçu, nous avons fait la diligence raisonnable et l'ingénierie, et ces choses ont duré pour toujours. »

De plus, l'équipe de la NASA a conçu un jumeau d'opportunité basé sur la Terre, ce qui signifie qu'ils pourraient (aussi étroitement que possible) des tests pilotes sur Terre avant d'envoyer des commandes au Rover martien. Par exemple, lorsque l'opportunité est restée coincée dans un épais bol de sable en 2005, les ingénieurs ont travaillé pendant cinq semaines en utilisant des images et une spectroscopie pour imiter le piège de sable et la libérer.

Il a finalement succombé aux conditions martiennes

Malgré son éclat, Opportunity est resté silencieux le 10 juin 2018, lorsque l'une des tempêtes de poussière les plus intenses jamais vues sur Mars a balayé le Rover et l'a forcé en mode survie. Malheureusement, malgré l'espoir de la NASA qu'il réagirait – comme il y avait à plusieurs reprises auparavant – c'était une tempête de trop. Les ingénieurs croient que l'opportunité de couverture de poussière était si épaisse que le rover ne pouvait pas se recharger et finalement s'arrêter, ou la tempête était si intense qu'elle a endommagé les instruments internes du Rover – ou une combinaison des deux.

On pense que l'opportunité est toujours à la surface de Mars aujourd'hui dans une vallée appelée Perseverance Valley, nommée en hommage au sort record du Rover. Cette photographie, prise par Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA en septembre 2018, montre l'opportunité de la NASA comme un blip solitaire à la surface de Mars.

Le Rover d'opportunité de la NASA n'est pas le seul exploit d'ingénierie humaine dans le système solaire. Une émerveillement d'ingénierie – la Station spatiale internationale, que vous pouvez voir lorsqu'elle vole au-dessus de la tête – est en orbite depuis novembre 1998, avec près de 20 modules supplémentaires ajoutés au fil du temps pour le faire pousser à la taille d'un terrain de football américain.