À la recherche de la «vérité terrain»: un géologue planétaire dirigera la prochaine phase du projet Mars Science Lab Curiosity Rover

Newswise – Lancé en 2011, le Mars Science Laboratory (MSL) Curiosity Rover de la NASA est arrivé sur Mars en 2012 pour explorer le cratère Gale, recueillant des échantillons de roche, de sol et d’air pour aider les scientifiques à caractériser la géologie de Mars et à comprendre de quoi est faite la croûte de la planète .

Dans le cadre des efforts à long terme de la NASA pour explorer la planète rouge à l’aide de robots, Curiosity a été conçu pour découvrir si Mars a déjà eu les bonnes conditions environnementales pour soutenir les formes de vie microbiennes. Au début de sa mission, Curiosity a trouvé des preuves d’anciens environnements habitables sur Mars, de sorte que les scientifiques continuent d’explorer les archives rocheuses à l’aide des instruments avancés à bord du rover.

Même avant de rejoindre le département d’astronomie et de sciences planétaires de la NAU en 2016, Christophe Edwards était déjà un scientifique participant à l’équipe MSL, financée grâce à une subvention de 470 000 $. En plus de financer ses recherches, la subvention lui a permis de construire le Mars Rover Operations and Analysis Laboratory sur le campus Flagstaff de la NAU, où les chercheurs et les étudiants du corps professoral utilisent un équipement sophistiqué pour aider à commander les activités quotidiennes du rover.

Maintenant, après que le professeur agrégé Edwards ait passé plus de cinq ans à produire des résultats réussis sur MSL, la NASA l’a resélectionné en tant que scientifique participant, lui accordant 325 000 $ pour les trois prochaines années. Lui et son équipe, qui font tous partie du Laboratoire d’expérimentation et d’exploration d’instrumentation planétaire (PIXEL), profiteront de cette opportunité pour continuer à travailler sur les opérations de rover tout en élargissant leurs recherches géologiques.

“Je suis tellement heureux que nous puissions continuer à être impliqués dans cette mission phare de la NASA”, a déclaré Edwards. “C’est une excellente opportunité pour notre groupe de rester engagé dans la science passionnante de Curiosity. Je prévois que ce travail nous permettra d’attirer des fonds supplémentaires pour la recherche connexe à l’avenir, et lorsque cela se produira, nous pourrons offrir plus d’opportunités à nos étudiants. »

L’objectif initial de l’équipe était d’étudier l’histoire géologique des roches sédimentaires du cratère Gale à l’aide d’images au sol et de mesures infrarouges thermiques recueillies par le rover. En étudiant ces données, ils ont rencontré de nombreux types de sédiments différents, des dunes de sable à la roche solide. Bien qu’ils soient tous communs sur Mars, déterminer leur origine géologique et leur histoire reste un défi de taille.

Pour le deuxième du projet, l’équipe reliera les données du rover, y compris des images haute résolution, des données infrarouges thermiques ainsi que des capteurs de température au sol, aux données orbitales recueillies par le vaisseau spatial Mars Odyssey Orbiter, afin de mieux comprendre comment différents types de roches sur Mars se sont formées. Ils compareront également les données aux mesures recueillies sur Terre, sur des sites qui servent d’analogues à Mars.

« Fondamentalement, nous essayons de comprendre dans quelle mesure nous pourrions relier les données orbitales qui couvrent la quasi-totalité de la planète Mars avec les images et les données infrarouges thermiques au sol », a déclaré Edwards.

À l’aide d’images à très haute résolution disponibles dans le monde entier – dans lesquelles un pixel représente une zone de la taille d’un terrain de football – ils étudient des grains de sable individuels pour montrer à quel point ces images microscopiques correspondent aux données thermiques du rover, puis, finalement, les données orbitales.

“Nous proposons dans ce deuxième projet de prendre ce que nous avons appris sur notre capacité à vérifier de manière fiable ces données et de l’étendre à des surfaces plus compliquées”, a déclaré Edwards. “En fin de compte, nous relierons l’histoire géologique et de dépôt de ces unités d’imagerie thermique aux ensembles de données orbitales, améliorant ainsi notre compréhension des conditions de dépôt passées sur Mars.”

L’équipe d’Edwards s’est concentrée sur trois domaines de recherche

Chercheur postdoctoral Valérie Payré se concentre sur la géochimie des roches dans le cratère Gale et sur la conduite des opérations – faire fonctionner le rover et décider où il ira.

“Je regarde la composition et la minéralogie des roches volcaniques et sédimentaires du cratère Gale”, a déclaré Payre. “Mon objectif général est de comprendre la provenance des minéraux et des roches volcaniques et de déterminer comment ils auraient pu se former. En utilisant la spectroscopie orbitale visible et proche infrarouge, j’espère détecter diverses roches volcaniques dans les terrains les plus anciens de Mars, y compris des roches riches en silice et des terrains riches en feldspath comme ceux analysés dans le cratère Gale.

« Je suis très enthousiaste à l’idée de poursuivre l’aventure au sein de l’équipe MSL afin de mieux comprendre les processus géologiques qui ont façonné et formé les roches sédimentaires au fur et à mesure que nous montons vers le mont Sharp. J’ai hâte de voir jusqu’où nous pouvons utiliser les minéraux volcaniques contenus dans les roches sédimentaires pour contraindre les processus magmatiques qui se sont produits dans les environs du cratère Gale, d’autant plus que nous atteignons enfin l’unité sulfatée ! »

doctorat candidat d’Ari Koeppel la recherche se concentre sur les aspects liés à la surface du projet. Il utilise des sites analogiques sur Terre, par exemple, à Sunset Crater, pour améliorer la façon dont les températures de surface sur Mars sont interprétées.

“J’utilise des données de drones associées à des données de stations météorologiques pour étudier le cycle de température quotidien d’une gamme de différents types de roches et de sédiments qui sont également présents sur Mars”, a déclaré Koeppel. «Nous espérons que ce travail produira un modèle qui nous permettra de faire des interprétations géologiques précises en utilisant les données de température des satellites et des rovers de Mars pour mieux comprendre des choses comme l’abondance de l’eau, l’abondance de la glace et la faible habitabilité. Nous pouvons ensuite utiliser les données de MSL sur le terrain pour confirmer l’efficacité du modèle et l’ajuster si nécessaire. C’est un moment particulièrement excitant pour utiliser les données MSL comme vérité de terrain pour notre modèle, car le rover commence tout juste à explorer une région énigmatique du cratère Gale qui abrite un dépôt de sulfate en couches, qui peut être des vestiges d’anciens lacs ou sources.

doctorat le candidat Aaron Weintraub étudie les formes de lit paléo et se concentre sur le côté orbital du projet. Bien qu’elles ressemblent à des dunes de sable, les formes de paléo-couches présentent certaines des mêmes caractéristiques que la roche solide.

“Mon rôle au sein de l’équipe MSL est de collecter des données du rover alors qu’il traverse la surface du fronton de Greenheugh, un excellent exemple de paléobedforms sur Mars”, a déclaré Weintraub. “Les données me permettront d’effectuer ce que nous appelons une vérité au sol, où les instruments du rover incroyablement haute résolution pourront vérifier l’exactitude de nos résultats à partir de vaisseaux spatiaux en orbite. Cette vérité terrain aidera à limiter et à améliorer la méthodologie orbitale que nous utilisons pour étudier ces caractéristiques mystérieuses partout sur Mars. je vais les utiliser sur place observations au rover pour caractériser les propriétés thermophysiques et minéralogiques de ces formes de lit, et mon espoir est de déterminer si ce site est une véritable paléoforme de lit.

“Bien que mon travail dans cette phase ne soit qu’une petite facette d’un tableau beaucoup plus vaste, il aide toujours à s’intégrer dans l’histoire de la vie sur Mars et de l’évolution des surfaces planétaires. En comprenant comment ces caractéristiques uniques se forment et restent préservées, nous pouvons comprendre les conditions environnementales présentes tout au long de leur durée de vie. Ceci est important car cela nous aidera à comprendre si les conditions nécessaires pour soutenir la vie étaient de longue durée, transitoires ou inexistantes. Je suis ravi de faire partie d’une mission aussi percutante et j’espère que mes contributions contribueront à faire progresser notre compréhension de la planète rouge. »

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