Oppy dans la tourmente

[tezcatlipoca]

Bonjour,

Depuis le mois de juin, Oppy demeure noyé dans une tempête de poussière de dimension planétaire à l'ouest du cratère Endeavour.

Le 29 mai 2018 une modeste tempête de poussière naissait dans l'hémisphère nord martien. Puis, grossissant de jour en jour, elle devenait rapidement un évènement de taille régionnal pour, finalement, au bout de trois semaines, se transformer en tempête planétaire, voilant la globalité du disque martien sous une épaisse couverture d'aérosols poussièreux. L'acronyme employé à la NASA pour cette situation critique est PEDE (sans rapport avec le vilain terme homophobe, précision pouvant peut-être limiter de possibles dérives, insanités ou plaisanteries déplacées) signifiant Planet-Encircling Dust Event.

En moins d'une semaine, la tempête avait franchi l'équateur pour s'étendre dans l'hémisphère sud où elle s'agglutinait avec d'autres tempêtes.

L'équipe de Oppy mit le rover en mode de faible puissance. Le robot répondait encore normalement, mais les données transmises vers la Terre le dimanche 10 Juin s'avéraient déjà alarmantes. Le voile de poussière était six fois plus opaque que celui que le rover avait subit lors de la dernière grosse tempête, en 2007. De même, le niveau de puissance d'Oppy était si bas qu'au JPL on considérait la situation comme très sérieuse.

En toute logique, le rover allait bientôt éteindre tous ses appareils sauf son horloge principale (qui doit normalement rester active pour les opérations de réveil et synchroniser les transmissions avec les sondes orbitales). L'annonce en fût fait le 13 juin. A partir de ce moment, il n'y eut plus aucune communication avec Oppy. Il est possible qu'il n'y en ait plus pendant encore plusieurs semaines, voire plusieurs mois.

La tempête est d'une telle intensité qu'elle plonge toute la région du cratère Endeavour dans une obscurité totale et continuelle. Aucun photon ne tombe désormais sur les panneaux solaires d'Oppy et ses batteries ne peuvent être rechargées.

Voici un Gif simulant l'évolution de l'état du ciel au-dessus d'Opportunity, en milieu d'après-midi. Réalisé par Sclabers et proposé sur UMSF. Le soleil est représenté à 45° au dessus de l'horizon :

http://www.unmannedspaceflight.com/i...=post&id=43173

Cette série d'images montre des Tau (mesures d'opacités atmosphériques) allant de 1 (ciel clair) à 11 (obscurité totale).

Pourtant, tout ne paraît pas si désespéré.

Actuellement, c'est le printemps dans l'hémisphère sud de Mars. De ce fait, les T° restent relativement clémentes et ne devraient pas baisser jusqu'à pouvoir détériorer par congélation les appareillages à l'intérieur du rover. Certes, la poussière générée par la tempête empêche la lumière solaire d'élever les T° diurnes en la captant avant qu'elle n'atteigne le sol. Ces journées printanières sont donc plus froides que par temps clair. Par contre la nuit, la poussière atmosphérique rayonne en infrarouge et relargue ainsi une partie de la chaleur accumulée le jour. En conséquence, les T° nocturnes ne diminuent guère et sont même souvent supérieures à celles enregistrées les nuits en conditions "normales".

Opportunity avait déjà dû affronter une impressionnante tempête martienne en 2007 mais la NASA n'hésite pas a qualifier cette nouvelle "épreuve" comme nettement plus dangereuse.

Le 20 Juin, la NASA déclarait que la tempête était globale, recouvrant la quasi totalité de Mars. Ainsi, sa surface devenait invisible, que ce soit pour les télescopes terrestres ou pour les sondes orbitant autour de la planète rouge.

A l'opposé de la localisation d'Oppy, de l'autre côté de la planète, Curiosity bien que plongé lui aussi dans la tempête de poussière ne connait pas de difficultés particulières car contrairement au petit rover MER avec ses panneaux solaires, ses batteries sont alimentées par un générateur isotopique (nucléaire). Et puisque le rover reste parfaitement opérationnel, il est le seul moyen d'observation au coeur du maelström et de ses effets au niveau de la surface.

Ces tempêtes martiennes sont naturellement aussi étudiées à partir des orbiteurs mais l'effet des poussières dans les basses couches atmosphériques leur est inaccessible.

Les projections des modèles thermiques suggèrent qu'Opportunity devrait être capable de survivre en mode d'hibernation et de recharger ses batteries lorsque que le ciel se sera éclairci et que le soleil brillera de nouveau. Il faudra simplement faire preuve de patience.

Si la couverture de poussière est relativement homogène pour couvrir la majeure partie de la planète, on a compris qu'en fait plusieurs tempêtes régionales fusionnaient et que divers secteurs voyaient la poussière s'élevée successivement dans l'atmosphère pour alimenter le phénomène à l'échelle globale. Au gré des déplacements de ces tempêtes "secondaires", les sources de poussières se meuvent et fluctuent, mais, de façon générale, on ne constate pas pour l'instant de ralentissement dans ce mécanisme.

Les scientifiques ont observé les grandes tempêtes martiennes depuis plus d'un siècle, d'abord à l'aide des télescopes terrestres puis au cours des dernières décennies avec les sondes orbitales envoyées autour de Mars. Elles sont les plus grands événements météorologiques visibles sur Mars et leur étude trouve là une occasion extraordinaire par son ampleur et par le fait que nous disposions d'un engin (Curiosity) en état de fonctionnement à la surface.

Part One.
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[tezcatlipoca]

Part Two .

Les chercheurs qui étudient l'atmosphère de Mars s'efforcent de découvrir ce qui fait que certaines tempêtes englobent la planète en totalité (PEDE -Planet Encircling Dust Event) tandis que la plupart d'entre elles disparaissent avant d'affecter plus qu'une région. Les observateurs mesurent et documentent ce qu'ils voient, puis transmettent leurs données aux modélisateurs qui s'efforcent de démêler les processus sous-jascents.



Les observations sont nécessaires pour que nous alimentions les modèles. De cette tempête par exemple, les scientifiques chercheront à découvrir des indices sur sa gestation puis son évolution, d'identifier les zones où le soulèvement de la poussière a commencé, et de les intégrer aux modèles météorologiques.

La tempête qui menace Opportunity présente l'occasion sans précédent d'en apprendre plus sur Mars et sur l'un des dangers majeurs pour son exploration.

Les scientifiques ne s'attendent pas à ce que leurs recherches démontrent qu'une physique martienne étrange soit nécessaire pour expliquer comment ces énormes tempêtes naissent. Comme les diables de poussière (Dust devil) dans les déserts sur Terre, les vents soufflent et soulèvent spontanément la poussière dans des nuages ​​en forme d' entonnoir qui tourbillonnent à la surface. Les mêmes processus initiaux fonctionnent sur les deux planètes.

La chaleur radiative de la lumière solaire atteignant la surface déclenche le processus. Lorsque la lumière du soleil frappe le sol, elle réchauffe l'air le plus proche de la surface, laissant les couches d'air supérieures plus fraîches. Tout comme les tempêtes sur Terre, l'air chaud et froid devient instable et l'air chaud monte en colonnes dans l'atmosphère.

Les saisons sur Mars sont causées par l'inclinaison de l'axe planètaire, comme sur Terre. Mais sur Terre, le printemps, l'été, l'automne et l'hiver sont de durées quasi égales parce que l'orbite de notre planète est presque circulaire. Notre planère se déplace donc à une vitesse presque constante autour du Soleil. En revanche, l'orbite elliptique de Mars fait très sensiblement varier sa distance au Soleil, la faisant accélérer et ralentir sur son orbite.
De modestes tempêtes de poussière peuvent survenir presque n'importe quand pendant l'année martienne, mais il y a une saisonnalité définie, printemps et été, pour les grandes tempêtes de poussière régionales et mondiales. C'est le moment de l'année où la planète est au périhélie (au plus proche du Soleil), de sorte que vous avez plus d'énergie solaire sur Mars à ce moment-là. Il semblerait que le forçage solaire soit necessaire pour déclencher ces tempêtes planétaires. "

Un autre élément à prendre en considération est l'atmosphère de Mars qui est considérablement moins dense que l'atmosphère terrestre. Cela a un impact sur les vents et la poussière, ainsi que sur la pression atmosphérique. Le vent dans la plus puissante tempête de poussière, ne serait pas capable de détruire un équipement, ou un rover tel qu' Opportunity, comme souvent on peut le montrer au cinéma. Si les vents martiens peuvent souffler jusqu'à plus de 50 km/h, vous ne les sentiriez même pas . Pour en éprouver les effets étant donné les très faibles pressions atmosphériques, il faudrait que les vents martiens soufflent à plus de 400 km/h.

La poussière martienne est différente de ce que les Terriens considèrent habituellement comme telle. C'est plus comme de la poudre que du sable. La taille de ces particules de poussière est en moyenne d'un micron, juste 1/1000 ème de millimètre. On a coutume des les comparer aux particules constituant la fumée de cigarette.
Les vents soufflent autour et soulèvent la poussière parce qu'elle est très légère. Il y a des particules plus grosses, des grains de sable qui parcourent la surface martienne sur de courtes distances (saltation), mais ceux-ci ne s élèvent pas dans l'atmosphère pour créer les nuages ​​qui entourent la planète.
Les dunes de sable sur Mars se déplacent aussi dans ces tempêtes mais lentement et sur des échelles de temps très longues.

Les scientifiques pensent qu'au moins certaines tempêtes de poussière martiennes produisent de l'électricité, des éclairs, mais jusqu'à présent, aucune mission n'a été capable de les imager.

Avec la tempête actuelle et les précédentes, les chercheurs peuvent effectuer des recherches comparatives pour voir quelles infos spécifiques peuvent se cacher dans les données.

Smith, un co-chercheur du système d'imagerie par émission thermique (THEMIS) de la sonde Mars Odyssey, réalisera des comparaisons directes en utilisant les données actuelles et celles de 2007. On pourra aller même au delà en comparant ces résultats avec les données des tempêtes planétaires de 2001 qui avaient été observées à l'aide du spectromètre d'émission thermique (TES), un instrument à bord de l'orbiteur Mars Global Surveyor maintenant HS.
Le genre de données que vous pouvez obtenir de ces instruments reste assez similaires. "Nous chercherons donc à comparer l'évolution de ces tempêtes, à voir en quoi elles sont semblables et en quoi elles diffèrent. Grace à la modélisation, cela nous donnera des indices pour mieux comprendre les processus physiques à l'oeuvre. " a-t'il déclaré.

Les scientifiques espèrent également en apprendre davantage sur les éclairs, décharges de foudre potentielles lors de ces évènements. Les effets des champs électriques pourraient être problématiques pour l'instrumentation des engins ou pour des humains en surface. Les calculs théoriques sur les décharges électriques provoqué par la foudre ont donné lieu à des recherches pour les observer, mais aucunes n'a pour l'instant été observées.

[tezcatlipoca]

Part three.

"Nous ne savons pas vraiment comment les tempêtes, s'amorcent, croissent, évoluent, régressent et meurent, même si cela semble exiger une sorte de combinaison de forces", expose Smith. «Il y a toujours eu plusieurs régions différentes où il y a un soulèvement actif de poussière, et des interactions compliquées entre elles qui conduisent à des tempêtes globales. C'est l'une des choses que nous allons essayer de comprendre en étudiant celle-ci . Il n'y a pas de réponse simple à ces questions".

Les scientifiques devront comprendre toutes les interactions complexes qui se déroulent durant ce type de tempête, de l'élévation de la poussière, des vents, des schémas de circulation planétaire, du chauffage solaire, des nuages ​​et de l'eau (sous forme de traces dans l'atmosphère).

Bien que les planétologues étudient les tempêtes de poussière de Mars depuis de nombreuses années et, dans une certaine mesure, à cause de l'avancée des connaissances, les mots et expressions décrivant précisément ce genre d' événements (la terminologie) sont progressivement élaborés. Au cours des années 1970, ces tempêtes entourant la planète étaient simplement connues comme "globales".

Ce qui peut donc nous apparaître comme une tempête à l'échelle globale est en fait ce que nous pouvons en voir pendant sa dernière phase de croissance, et à partir des télescopes terrestres ou des sondes orbitales. Au niveau du sol martien, bien plus près de la réalité du phénomène, ce sont plutôt de multiples tempêtes de poussière régionales qui s' agglutinent et fusionnent en un événement unique.

Quand elle est petite et ne dure pas longtemps, elle est généralement considérée comme une tempête locale. Si une tempête dure une semaine et couvre une bonne partie de la planète, elle est cataloguée comme régionale. Mais une tempête monstre comme celle-ci, qui possède plisieurs zones sources d'élévation de poussière et en vient à obscurcir la planète avec un unique nuage de poussière, est un "événement de poussière encerclant la planète", ou plus simplement un PEDE.

"Ce qui entoure la planète n'est d'ailleurs pas une unique tempête , mais un énorme nuage généré par plusieurs centres de soulèvement de poussière", explique le scientifique Bruce Cantor. "C'est juste que le nuage devient si épais, si opaque, que vous ne pouvez plus en discerner les divers éléments.

(Pour ceux d'entre vous qui lisent assez bien en anglais, dans le lien original, Cantor décrit parfaitement dans le détail l'évolution de ce PEDE 2018, grace aux images de MARCI (Mars Color Imager)sur la sonde MRO et qui lui permettent notament d'établir des rapports météorologiques pour la planète Mars.)

Comme tout le monde le prévoyait, Opportunity reste désormais silencieux. Vraisemblablement, si tout s'est passé normalement, le rover a réagit au fait qu'il n'avait plus assez d'énergie pour poursuivre ses activités. Il a tout éteind sauf l'horloge principale qui demeure connectée aux batteries. Il est passé en mode d'hibernation. "Donc, toute l'énergie qui peut, ou pourra provenir des panneaux solaires va alimenter les batteries et l'horloge principale, jusqu'à ce qu'il y ait suffisamment d'énergie pour recharger les batteries au-dessus d'un certain seuil", déclare john Callas. "A ce stade, le rover tentera de se réveiller et de communiquer avec nous."

Bien que l'équipe MER sache qu'ils n'entendront probablement pas le rover jusqu'à ce que la tempête s'apaise et que le ciel s'éclaircisse au-dessus du rover, les ingénieurs écoutent régulièrement pour détecter un signal éventuel.

"Nous utilisons le Deep Space Network (DSN) pour écouter trois jours par semaine, lundi, mercredi et vendredi", a déclaré Nelson. "A chaque fois, nous commandons également un signal, pour essayer de déclencher une réponse et voir si le rover est sorti d'hibernation. Cette réponse si elle intervenait serait une liaison descendante de 5 minutes seulement.

De plus, chaque jour, quelqu'un écoute Opportunity avec l'interféromètre à très longue base (VLBI) du Radio Science Group, un récepteur à large bande capable d'écouter des signaux sur une large gamme de fréquences. "Si une fenêtre d'erreur MER est active, ce récepteur devrait l'entendre. Capable d'écouter sur n'importe quelle bande des signaux émis de Mars, il ne nécessite pas de piste MER DSN dédiée, mais il ne peut pas transmettre ", précise Nelson.

Depuis la dernière communication, Opportunity aurait éventuellement pu rencontrer une panne de son horloge principale, mais il n'y a tout simplement aucun moyen d'en avoir la certutude à ce stade. «Il faut environ 1 watt pour faire fonctionner l'horloge de mission, soit environ 24 wattheures pour un sol», explique Nelson. "lors nos deux dernières réceptions de données, le niveau de puissance était tombé à 28 et 22 wattheures. Nous sommes à la limite de puissance pour le fonctionnement de l'horloge de mission. Si la tempête a empiré par rapport à son niveau du sol 5111, l'horloge a dû cesser de fonctionner.
Que l'horloge s'arrête ou non, Oppy est toujours récupérable. Comme le rover ne sait pas à quelle heure il est remis sous tension, l'équipe de récupération des opérations devrait passer plus de temps à écouter ses signaux, mais la perte de l'horloge n'a pas vraiment d'impact sur la récupération du rover.

Pendant ce temps, les températures de surface ont été fidèles aux prévisions des modèles, pas trop loin en dessous de zéro pour endommager l'ordinateur ou les instruments du rover. ils ont normalement dû rester à des T° leurs permettant de résister à cette difficile épreuve.
Il y a cependant, une petite préoccupation avec la santé des batteries si elles devaient se décharger complètement. Elles pourraient perdre une partie de leur capacité à se recharger si la tension des cellules descendaient à zéro.

L'impact de la tempête persistera encore pendant des mois, et peut-être des années. Parce que lorsque la levée de poussière s'arrêtera, cela signalera seulement la fin de la première phase. La deuxième phase, sa désintégration, apportera des retombées de poussière pendant encore longtemps. La phase de désintégration durera un bon moment, note Cantor. "Il n'y a pas un jour où vous dites," Ok, tout est terminé. " C'est un changement progressif, de la phase expansive à la phase de décroissance. "

"Une fois que l'élévation de la poussière s'arrête et que sa circulation redevient normale habituellement sur une période de plusieurs jours à quelques semaines, le Tau peut passer de 10 à 5 ou 3 très rapidement", poursuit Lemmon. "Ensuite, une fois que vous êtes environ 3 ou 4, vous commencez à entrer dans cette très lente désintégration. Mais cela dépend beaucoup de la quantité de poussière qui a été soulevé partout autour de Mars et avec cette tempête, nous ne pouvons pas le quantifier précisément.

Déterminer les causes de l'arrêt de ces tempêtes de poussière, permettra de comprendre comment les humains, ainsi que les robots, peuvent survivre à ces PEDE. Les scientifiques qui étudient ce PEDE chercheront d'autres indices sur les processus de désintégration dans les jours et semaines à venir.
Les ingénieurs du rover pensent que le Tau devra tomber à environ 2 et qu'Opportunity devra se mettre sous tension et produire entre 150 et 180 wattheures par sol pour qu'ils aient un contact, au moins épisodique. "Nous n'avons pas besoin d'une production d'énergie par les panneaux solaires si nous sommes en panne de faible puissance, mais nous en avons besoin si il y a une panne d'horloge de mission", a déclaré Nelson. "Ces opérations d'éveils nécessitent environ 240 watts-heures par sol pour obtenir le courant électrique nécessaire, au-dessus de 2 ampères, qui est le seuil d'activation des panneaux solaires.

"Je suis optimiste car notre équipe est bien préparée", a déclaré Herman. "Nous avons travaillé très dur et la saison (le printemps martien) est en notre faveur. Nous devrions être OK quand la tempête se terminera et que la poussière se dissipera. Nous ne savons tout simplement pas quand cela arrivera », a-t-il déclaré.

Cela finira bien un jour.

Résumé traduit du lien, modifié et complété par mes soins :

http://www.planetary.org/explore/spa...ust-cloud.html