Au cours de ses deux premières centaines de jours dans le cratère Jezero, le rover Perseverance Mars de la NASA a observé l’une des activités de poussière les plus intenses jamais observées par une mission envoyée à la surface de la planète rouge. Non seulement le rover a détecté des centaines de tourbillons de poussière appelés diables de poussière, mais Persévérance a capturé la première vidéo jamais enregistrée de rafales de vent soulevant un énorme nuage de poussière martien.
Un article récemment publié dans Avancées scientifiques relate la mine de phénomènes météorologiques observés au cours des 216 premiers jours martiens, ou sols. Les nouvelles découvertes permettent aux scientifiques de mieux comprendre les processus de poussière sur Mars et de contribuer à un ensemble de connaissances qui pourraient un jour les aider à prédire les tempêtes de poussière qui font la renommée de Mars et qui constituent une menace pour les futurs explorateurs robotiques et humains.
« Chaque fois que nous atterrissons dans un nouvel endroit sur Mars, c’est une opportunité de mieux comprendre la météo de la planète », a déclaré l’auteur principal de l’article, Claire Newman d’Aeolis Research, une société de recherche spécialisée dans les atmosphères planétaires. Elle a ajouté qu’il pourrait y avoir un temps plus excitant sur le chemin : « Nous avons eu une tempête de poussière régionale juste au-dessus de nous en janvier, mais nous sommes toujours au milieu de la saison de la poussière, donc nous sommes très susceptibles de voir plus de tempêtes de poussière . »
Persévérance a fait ces observations principalement avec les caméras du rover et une suite de capteurs appartenant au Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA), un instrument scientifique dirigé par le Centro de Astrobiología espagnol en collaboration avec l’Institut météorologique finlandais et le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. MEDA comprend des capteurs de vent, des capteurs de lumière qui peuvent détecter les tourbillons lorsqu’ils dispersent la lumière du soleil autour du rover, et une caméra orientée vers le ciel pour capturer des images de poussière et de nuages.
« Jezero Crater peut être l’une des sources de poussière les plus actives de la planète », a déclaré Manuel de la Torre Juarez, chercheur principal adjoint de MEDA au JPL. « Tout ce que nous apprenons de nouveau sur la poussière sera utile pour les futures missions. »
Tourbillons fréquents
Les auteurs de l’étude ont découvert qu’au moins quatre tourbillons passent Persévérance lors d’une journée martienne typique et que plus d’un par heure passe pendant une période de pointe d’une heure juste après midi.
Les caméras du rover ont également documenté trois occasions au cours desquelles des rafales de vent ont soulevé de gros nuages de poussière, ce que les scientifiques appellent des « événements de soulèvement de rafales ». Le plus grand d’entre eux a créé un nuage massif couvrant 1,5 miles carrés (4 kilomètres carrés). Le document estime que ces rafales de vent peuvent collectivement soulever autant ou plus de poussière que les tourbillons qui les dépassent de loin en nombre.
Le rover Perseverance Mars de la NASA a utilisé sa caméra de navigation pour capturer ces diables de poussière tourbillonnant dans le cratère Jezero le 20 juillet 2021, le 148e jour martien, ou sol, de la mission. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SSI
« Nous pensons que ces soulèvements de rafales sont peu fréquents mais pourraient être responsables d’une grande partie de la poussière de fond qui plane tout le temps dans l’atmosphère martienne », a déclaré Newman.
Pourquoi Jezero est-il différent ?
Alors que le vent et la poussière sont répandus partout sur Mars, ce que les chercheurs découvrent semble différencier Jezero. Cette plus grande activité peut être liée au fait que le cratère se trouve à proximité de ce que Newman décrit comme une « piste de tempête de poussière » qui s’étend du nord au sud à travers la planète, soulevant souvent de la poussière pendant la saison des tempêtes de poussière.
Newman a ajouté que la plus grande activité à Jezero pourrait être due à des facteurs tels que la rugosité de sa surface, qui peut permettre au vent de soulever plus facilement la poussière. Cela pourrait expliquer pourquoi l’atterrisseur InSight de la NASA – à Elysium Planitia, à environ 2 145 miles (3 452 kilomètres) de Jezero Crater – attend toujours qu’un tourbillon nettoie ses panneaux solaires chargés de poussière, tandis que Perseverance a déjà mesuré le dépoussiérage de la surface à proximité par plusieurs tourbillons qui passent.
« La persévérance est alimentée par le nucléaire, mais si nous avions des panneaux solaires à la place, nous n’aurions probablement pas à nous soucier de l’accumulation de poussière », a déclaré Newman. « Il y a généralement un peu plus de soulèvement de poussière dans le cratère Jezero, bien que les vitesses moyennes du vent y soient plus faibles et que les vitesses maximales du vent et l’activité des tourbillons soient comparables à celles d’Elysium Planitia. »
En fait, le dépoussiérage de Jezero a été plus intense que l’équipe ne l’aurait souhaité : le sable transporté dans des tourbillons a endommagé les deux capteurs de vent de MEDA. L’équipe soupçonne que les grains de sable ont endommagé le câblage fin des capteurs de vent, qui dépassent du mât de Persévérance. Ces capteurs sont particulièrement vulnérables car ils doivent rester exposés au vent pour le mesurer correctement. Des grains de sable soufflés par le vent, et probablement transportés dans des tourbillons, ont également endommagé l’un des capteurs de vent du rover Curiosity (l’autre capteur de vent de Curiosity a été endommagé par des débris soulevés lors de son atterrissage dans le cratère Gale).
Avec les dommages de Curiosity à l’esprit, l’équipe de Persévérance a fourni un revêtement de protection supplémentaire aux fils de MEDA. Pourtant, le temps de Jezero a quand même eu raison d’eux. De la Torre Juarez a déclaré que l’équipe teste des modifications logicielles qui devraient permettre aux capteurs de vent de continuer à fonctionner.
« Nous avons collecté de nombreuses données scientifiques intéressantes », a déclaré de la Torre Juarez. « Les capteurs de vent sont sérieusement impactés, ironiquement, car nous avons obtenu ce que nous voulions mesurer. »
Claire E. Newman et al, L’environnement atmosphérique et éolien dynamique du cratère Jezero, Mars, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abn3783