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production finale Curiosity TPE

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by

Nicolas PERDRIX

on 21 September 2015

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Transcript of production finale Curiosity TPE

TPE

Avancées scientifiques et technologiques
Sous-Thèmes : aérospatiale et astronomie
I)Mars et la vie
II)Curiosity, Investigateur de la vie sur Mars
Conclusion
Synthèse de la partie I
En quoi Curiosity est-il une révolution dans la recherche de traces de vie sur Mars ?
1)Historique des missions martiennes
De nombreuses explorations ont déjà été menées pour essayer de percer les mystères de la planète rouge.
Certaines sondes ont photographié Mars depuis l'espace tandis que d'autres se sont posées pour y effectuer des recherches de plus en plus approfondies ,certaines ont réussi ---mais d'autres ont échoué. ---
Curiosity est la suite d'une grande lignée d'exploration martiennes qui nous conduira peut-étre à l'envoi ultérieur et trés attendue d'Hommes sur Mars.
Contrairement à tous ses prédécesseurs qui possédaient un équipement spécifique et ciblé sur la tâche qu'ils accomplissaient , Curiosity possède un vaste panel d'équipements destinés à toutes sortes de tâches qui vont de la simple photographie à l'analyse physique et chimique des roches Martiennes qui doit être effectuée sur place car aucun échantillon ne pourra être ramené sur Terre pour l'instant. En effet, Curiosity restera sur place une fois son énergie épuisée.
Son pilotage peut être automatique pour les déplacements, à savoir quelques mètres par heures, ou manuel, c'est-à-dire commandé à distance depuis la Terre, notamment pour les opérations d'analyse et d'extraction de roches.

L'analyse physique et chimique des roches s'effectue grâce à une succession d'opérations effectuées par différents appareils embarqués sur le Rover :
L'échantillon est tout d'abord prélevé et extrait par le bras robotisé (robotic arm sur le schéma ci-dessous) commandé depuis la Terre par les chercheurs s'occupant de cette mission.
L'echantillon est ensuite déplacé et acheminé vers les différents systèmes d'analyse, pour étudier sa composition et ses propriétés chimiques et physiques
Curiosity dispose d'un four, de divers scanners comme de DAN permettant de détecter l'eau (voir ci-dessous).
Les informations sont ensuite stockées dans la mémoire de Curiosity puis envoyées sur Terre pour que les géologues, les physiciens et les scientifiques puissent pratiquer des analyses plus approfondies et interpréter les rendus .

Curiosity doit donc être capable d'emporter et de faire fonctionner tous ces équipements. Il est donc beaucoup plus grand et volumineux que ses prédécesseurs.
Alors que Sojourner ne mesurait que quelques centimètres (65 cm) et ne pesait pas plus de 10 kilogrammes, Curiosity quant à lui est aussi volumineux qu'une voiture et pèse presque une tonne. Pour pouvoir l'alimenter en énergie, les panneaux solaires habituels qui équipent tous les autres Rover ne suffisent pas pour produire l'énergie nécessaire à son fonctionnement. En effet, il faudrait 2 panneaux solaires d'une surface équivalente à un terrain de football chacun pour l'alimenter. Les chercheurs ont donc mis au point une pile au plutonium 210 permettant à Curiosity d'avoir une autonomie d'environ 3 ans, qui seront capitaux pour nous apporter des réponses concernant la mystérieuse planète Mars.

2) Curiosity, un rover à la pointe de la technologie
La conquête de Mars intéresse chaque pays possédant une technologie aérospatiale développée.
Ainsi, les Etats-Unis,L'Union Européenne, la Russie, ainsi que le Japon ont tous tenté de percer les mystères de la planète rouge et de la vie extraterrestre.
La conquête de Mars a donc débuté et la compétition de l'envoi du premier homme sur mars a commencé ; les missions sur Mars se succédent et sont nombreuses. Cependant, Curiosity se démarque de toutes celles-ci et permet aux Etats-Unis de prendre la Tête de cette course effreinée qui nous réserve encore de grandes surprises.
ChemCam:
C'est une caméra permettant d'analysé les particularité chimique des roches de surface. Elle est située sur la tête du rover. Son fonctionnement repose sur l'envoi d'un LASER sur les roches a analysé et donne des information en fonction de la couleur de la lumière produite au contact des roches avec le LASER si elle contient des minéraux comme du cuivre, du basalte ou encore de l'aluminium.

SAM: Comme
CheMin, le SAM est situé a l'intérieur du Rover. Mais il va à la différence de la CheMin analyser les particularités chimiques des prélévements.

CheMin
:C'est un puissant Rayon-X situé à l'intérieur du corps du rover,Il est un des constituants les plus importants du laboratoire embarqué du Rover. Sa mission est d'analyser la structure interne des roches préalablement prélevées par le bras robotique. il fonctionne en bombardant l'échantillon de Rayon-X et analyse sa structure en fonction des réfractions et des réflexions à la surface des roches analysées.
1)Caractéristiques de Mars
C'est la 4ème planète du système solaire en partant du Soleil et est un planéte thélurique. Elle est située entre la Terre et Jupiter, bien qu'il y ait une ceinture d'astéroides entre cette dernière et Mars. C'est également la 4ème et dernière planète tellurique du système solaire. Elle est située entre 206,6 et 249,2 millions de km selon sa position orbitale.
Son nom vient du dieu romain Mars (Arès chez les grecs). Ce nom a pu lui être associé a cause de sa couleur rouge, évoquant la Guerre et la Mort: les Babyloniens l'avaient nommée du nom de leur dieu de la Mort (Nergal), les hindous du nom de leur dieu de la Guerre (Karttikeya) et les Chinois l'ont associée à l'élément feu .
Elle est beaucoup plus légère que ses voisines et beaucoup moins grande : sa masse est de 642 milliards de Tonnes (6,42.10^23 Kg), soit seulement 0.1 fois celle de la Terre et sa taille est de 6794 Km à l'équateur, soit 0.53 fois celle de la Terre.
Sa température de surface est en moyenne de -63°C, sa pression atmosphérique est en moyenne de 636 Pa ( 6 miliBar).
Sa période de révolution est de 687 jours environ soit presque deux fois celle de la Terre et sa période de rotation est de 24 heures et 37 minutes.
Son atmosphère est constituée majoritairement de dioxyde de carbone CO2 (95.3%), de diazote N2 (2.7%), d'argon Ar (1.6%) et contient des traces de vapeur d'eau H2O et de dioxygène O2. Cet atmosphère est très fine mais permet néanmoins à des orages de poussière de se former.
Son sol est essentiellement constitué de roches basaltiques avec une abondance de fer rouillé (d'où sa couleur), mais des conglomérats sont présents, signes que l'eau fut présente sur Mars.
Des traces de lits de rivières sont également présentes, signes que l'eau a déjà coulé sur Mars
MastCam
: Elle est elle aussi située à la tête du rover et est la caméra la plus performante jamais envoyée sur Mars et permet aux scientifiques d'avoir des images beaucoup plus précises du paysage martien.
Curiosity est donc un veritable laboratoire de recherche et d'analyse chimique et physique de la surface mais aussi en profondeur du sol martien.
MastCam
CheMin
SAM
ChemMin
3) MSL : la mission de Curiosity
La mission MSL transportant le rover Curiosity a commencé le 26 novembre 2011 lors du lancement à Cap Kennedy en Floride par la NASA de la fusée transportant le rover. Après 6 mois de voyage, le 6 août 2012, Curiosity dût tenter l'atterrissage le plus fou de toute l'histoire de la conquête martienne (voir vidéo ci-dessous). Cet atterrissage fut un succès : après les 7 minutes de terreur occasionée par le silence radio lors de l'atterrissage, le rover s'est posé sur l'aire d'atterrissage prévue par la NASA à Bradbury Landing. Curiosity va ensuite remonter la vallée pendant 4 ans en faisant des prélèvements consécutifs des différents endroits traversés.

Depuis que Curiosity s'est posé sur Mars, il ne cesse de nous envoyer des informations très intéressantes.
il nous a fourni des photographies ou nous pouvons observer des galets ronds qui prouvent l'érosion des roches par l'eau. donc la présence d'eau liquide a la surface de Mars.
il a aussi pu compléter les informations concernant la composition de l'écorce martienne : il a découvert qu'il y avait une couche argileuse donc formée avec beaucoup d'eau, une couche composée de sulfates donc formée avec moins d'eau et la couche actuelle composée des oxydes formée sans eau. Ceci confirme qu'il y a bel et bien eu de l'eau sur Mars, et qui plus est de l'eau sous forme liquide.
il aussi détecté la présence d'une fine couche de glace juste en dessous de la surface de la planète grâce à un carotage de la couche de surface. De la même maniére, il a aussi trouvé des roches ayant déjà été au contact d'eau liquide.

Photo de gallets à la rface de Mars
A Gauche
la vidéo de
atterrissage
de curiosity
A droite le
parcours que
doit effectué
Curiosity à la
surface de
Mars
Curiostiy, est donc un rover à la pointe de la technologie tels que l'on avait jamais envoyé auparavant sur Mars. Pendant son voyage à la surface de la planéte rouge il va essayer d'en percer les mystères ainsi que de préparer l'arrivée de l'homme sur celle-ci. Curiosity a réussi à nous prouver qu'il y a bel et bien eu de l'eau sous forme liquide sur Mars. Ainsi malgré les conditions de Mars actuelle qui la rendent invivable, cette planète a-t-elle pu accueillir la vie dans un lointain passé ?
Synthèse de la partie II
Introduction
2) Les conditions nécessaires a la vie sur une planète
L'habitabilité d'une planète ne peux être définie pour le moment qu'extrapolant les conditions terrestres, car c'est la seule planète sur laquelle l'existence de la vie est connue.
Pour que la vie apparaisse sur une planète, il faut que celle-ci réponde à plusieurs critères :
-La masse de l'étoile la plus proche ne doit pas être trop importante, sinon elle s'éteindra avant le développement de la vie sur une planète voisine; ni trop faible car l'étoile ne parviendrait pas à démarrer le processus de fusion thermonucléaire nécessaire pour différencier une planète d'une étoile.
-La masse de la planète ne doit pas être trop importante car elle retiendrait tous les gaz légers (hydrogène et hélium) et créerait un atmosphère constitué de méthane ou d'amoniac comme sur les planètes gazeuses du système solaire; ni trop faible car elle laisserais échapper l'hydrogène et l'oxygène, nécessaire à la vie, ce qui fait qu'elle n'aurait pas d'atmosphère et serait bombardée de météorites
-Sa distance par rapport a l'étoile la plus proche ne doit être ni trop élevée car la température serait trop élevée, la luminosité et la quantité de rayons nocifs (gamma et ultra-violet) serait trop importante; ni trop faible car la température et la luminosité seraient trop faibles.
-Sa température de surface ne doit pas être trop chaude car l'eau deviendrait vapeur ni trop froide car cette même eau gèlerait.
-La planète doit comporter de l'eau à l'état liquide, de l'oxygène, du dioxyde de carbone, du fer à l'état solide dans le sol de la planète (pour que la planète ait une densité suffisante), mais certaines études ont montré que la vie pouvait se développer dans d'autres éléments chimiques, tels que le méthane ou le silicium.
-La dernière condition est celle concernant les lois physiques régissant la matière et l'univers : de manière générale, les forces physiques fondamentales (gravitation, force électromagnétique, forces nucléaires électro-forte et électro- faible) et les constantes universelles (vitesse de la lumière, constante de gravitation...) sont idéalement réglés pour permettre l'apparition de la vie, mais notre monde n'existerait pas si il n'y avait pas eu initialement un peu plus de matière que d'antimatière.
Mars ne peux donc pas abriter la vie actuellement car elle ne répond pas à certains critères nécessaires a la vie sur une planète:
-Sa température de surface est trop faible pour que l'eau soit présente sous forme liquide et son atmosphère trop mince pour retenir l'eau sous forme liquide : la glace, dès qu'elle sort, se transforme en vapeur d'eau; trop mince aussi pour arrêter les rayons nocifs

Tout espoir de traces de vie n'est cependant pas perdu car, comme le démontre les sillages, l'eau a coulé abondamment sur Mars. Il est aussi possible que des poche d'eau, des nappes phréatiques avec de l'eau sous forme liquide existe encore sous la surface de Mars. De plus, certaines études terrestres ont montré que des micro-organismes pouvaient survivre dans des conditions extrêmes sur Terre. Il n'est donc pas exclu que l'on retrouve des restes fossilisés d'organismes martiens ou encore des micro-organismes vivants dans les profondeurs de Mars...
L'exploration de Curiosity sur le sol de la planète Rouge a permis de de répondre a bien des mystères la concernant:
Mars est à la fois une planète proche de la Terre géographiquement mais aussi par rapport à ses caractéristiques physique et chimique. Cependant il demeure de nombreuse divergences entre celle-ci et la Terre.
A L'heure actuelle la vie n'est pas possible sur Mars : son atmosphère est irrespirable et trop mince pour que la vie tel qui existe sur notre planète puisse exister sur Mars. De plus, actuellement la présence d'eau sous forme liquide à sa surface est impossible a cause de la pression atmosphérique trop faible et d'une température trop basse.
Cependant la vie à très bien plus se développer dans le passé sous forme de bactéries ou d'organismes plus développés dans l'eau car de l'eau a belle et bien coulé sur Mars dans le passée et Curiosity n'a fait que le confirmer grâce à son équipement ultra-performant.
Néanmoins, Curiosity n'est que le précurseur d'une grande lignée d'exploration de la planète rouge, qui conduira peut-être, qui sait, à l'arrivée de l'Homme sur Mars.



Mars a toujours intrigué les chercheurs, et ce depuis la découverte de cette planète durant l'Antiquité. La mission MSL , elle, intervient après les études faites par des sondes en orbite autour de la planète. Elle a pour but principal de détecter l'eventuelle présence de vie sur Mars. Mais en quoi est-elle une révolution par rapport aux précédents rovers envoyés sur la planète rouge dans la recherche de traces de vie sur celle-ci ?
Sources :
http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/
http://www.syti.net/UniversEquilibre.html
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mars/
http://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/what-is-mars-k4.html#.Uw-PYFDs8as
http://mars.jpl.nasa.gov/msl/mission/instruments/
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