Pourquoi il est important qu’InSight détecte l’atterrissage de Perseverance sur Mars

Si tout se passe comme prévu, les roues du rover Perseverance toucheront le sol de Mars le soir du jeudi 18 février 2021, aux alentours de 22h. Cet atterrissage s’annonce comme un moment intense pour les équipes qui travaillent sur la mission Mars 2020. Le Jet Propulsion Laboratory, le centre de recherche de la Nasa, a même forgé l’expression de « 7 minutes de terreur » afin de décrire le temps nécessaire à la sonde pour atterrir sur Mars.

Les ingénieurs et ingénieures responsables du rover ne seront pas les seuls à vouloir capter des signaux annonçant que Perseverance s’est posé. Depuis la surface de Mars aussi, on va tenter d’ « écouter » cet atterrissage, par l’intermédiaire d’une autre mission : InSight. Comme l’a expliqué le physicien Benjamin Fernando, candidat au doctorat à l’université d’Oxford, dans The Conversation le 15 février 2021, l’arrivée de Perseverance pourrait être très intéressante pour effectuer un calibrage de la mission InSight. L’astrophysicienne Kirsten Banks résume aussi à quoi va servir cette tentative dans une vidéo publiée sur TikTok le 16 février.

Représentation de l'entrée atmosphérique du rover Perseverance.

Source : NASA/JPL Caltech, 2020 (photo recadrée)

Sur Mars, il n’y a qu’une seule station sismique : InSight

Lorsqu’InSight cherchera à détecter l’arrivée de Perseverance, il se trouvera à un peu plus de 3 000 kilomètres du site de son atterrissage (le cratère Jezero). Pour comprendre quel intérêt il y a à écouter l’atterrissage de Perseverance avec InSight, il faut rappeler l’un des objectifs de cette mission. Il y a deux ans, InSight est parvenue à détecter un « tremblement de Mars », soit la première détection d’un séisme sur une autre planète. Les raisons des différences entre les séismes détectés sur Terre et sur Mars sont encore mal comprises. Il faut se rappeler que, sur Terre, nous avons de nombreuses stations sismiques, capables de détecter les tremblements, ce qui aide à déterminer l’ampleur d’un séisme ou sa localisation. « Sur Mars, où nous n’avons qu’une seule station sismique, c’est beaucoup plus difficile à faire », explique Benjamin Fernando dans The Conversation.

Pour aller plus loin

D’où vient le séisme détecté sur Mars s’il n’y a pas de tectonique des plaques ?

Ainsi, même si des centaines d’événements ont pu être détectés par InSight, il reste délicat d’estimer leur taille ou leur positionnement. Si seulement nous avions une source dont on connaissait les propriétés, cela permettrait de calibrer InSight, qui pourrait se servir de cette détection pour avoir un point de référence… Voilà tout l’intérêt d’écouter l’arrivée de Perseverance : cet atterrissage devrait produire des signaux repérables par les sismomètres.

Par ailleurs, on connaît des paramètres comme le lieu où l’astromobile va se poser, son poids ou sa vitesse d’atterrissage. En compagnie d’autres scientifiques, Benjamin Fernando a donc cherché à évaluer la possibilité de détecter l’arrivée de Perseverance sur Mars avec InSight.

Quels signaux pourrait détecter InSight lors de l’atterrissage ?

Les chercheurs ont listé trois types de signaux sismiques que les atterrissages peuvent engendrer. Lorsque l’engin décélère rapidement, cela peut produire un bang supersonique, c’est-à-dire le bruit d’une onde de choc.

Cette onde de choc peut se propager vers le sol. Il y a alors deux possibilités de percevoir un signal :

• L’énergie du bang supersonique peut partiellement être bloquée dans des couches de vent de l’atmosphère,
• Le bang supersonique peut frapper directement la surface.

Les auteurs ont estimé que, dans ces deux cas, il était peu probable qu’InSight détecte les signaux. Néanmoins, il reste une troisième option. On sait que Perseverance va éjecter à deux reprises des poids lors de sa descente, à plus de 1 000 kilomètres au-dessus de la surface de Mars. Ces éléments ne seront pas ralentis, comme le reste de la sonde contenant le rover. Ils iront donc s’écraser sur la planète à des milliers de kilomètres par heure, créant d’immenses cratères.

Pour les scientifiques, les ondes sismiques déclenchées par ces événements pourront peut-être être détectées par InSight. Ce n’est pas une certitude, mais cela vaut la peine d’essayer. D’autant plus que ce serait une première : jamais encore on n’a tenté de détecter l’arrivée d’un vaisseau spatial à l’aide d’un autre vaisseau spatial situé à la surface d’une autre planète.