Perseverance recueille les premiers sons martiens : explications par les Dr. Naomi Murdoch & Dr Alexander Stott

ISAE-SUPAERO - en tant que centre de formation par la #recherche, de formation à la recherche et d’innovation - dispose de nombreux équipements de recherche utilisés au sein de ses 6 départements de recherche.
Aujourd’hui, nous vous présentons le #P68 !
Depuis 2018, le centre des opérations aériennes de l’ISAE-SUPAERO est équipé d’un bimoteur Vulcanair P68 Observer 2 pour enseigner aux étudiants de l’ISAE-SUPAERO la mécanique du vol, les techniques d’essais en vol et la réalisation de projets de recherche.
Cet avion dispose d’un système de télémétrie permettant de suivre les paramètres de vol en temps réel depuis les salles de cours du Campus. Polyvalent avec une charge utile importante, il peut embarquer divers capteurs grâce à une trappe sous le fuselage. Il dispose également d’une instrumentation unique pour les activités de recherche et de capteurs pour le suivi des pilotes (eye trackers à distance, caméra de scène, etc.) synchronisés avec les paramètres de vol. Il permet d’estimer les états attentionnels et cognitifs des pilotes (fatigue, distraction, inattention, engagement, etc.) en temps réel pendant le vol.

Cette vidéo et cet audio montrent les résultats obtenus par le rover martien Persévérance de la NASA et son microphone SuperCam lors de l’enregistrement des sons d’un tourbillon de poussière martien passé à sa verticale le 27 septembre 2021, le 215e jour martien ou sol, de la mission. Le tourbillon de poussière mesurait 25 mètres de large pour au moins 118 mètres de haut, et se déplaçait à 19 km/h environ.
C’est la première fois qu’un tel enregistrement est réalisé, car capturer un tourbillon de poussière demande un peu de chance. En effet, il a survolé le rover au moment où tous les capteurs de Persévérance mesurant le vent, la pression, la température et la poussière plus la caméra NavigationXXX (Navcam) étaient en marche.
Cela a permis aux scientifiques de combiner les sons, les images et les données atmosphériques. La combinaison unique de ces données, ainsi que la modélisation atmosphérique, ont permis aux chercheurs d’estimer les dimensions du tourbillon de poussière.
Les scientifiques ne peuvent pas prédire précisément le passage de ces vortex. Les rovers comme Persévérance et Curiosity les surveillent régulièrement. Lorsque les scientifiques constatent qu’ils sont plus fréquents à un certain moment de la journée ou qu’ils s’approchent d’une certaine direction, ils concentrent leur surveillance pour tenter d’attraper un tourbillon de poussière avec tous les capteurs à leur disposition.
> Pour mieux comprendre la vidéo, elle montre trois rangées d’images :
 la rangée du haut est une image brute de la surface martienne prise par la NavcamSuperCam ; bien que la caméra soit capable de prendre des couleurs, elle prend des images en noir et blanc lorsqu’elle recherche des tourbillons de poussière afin de réduire la quantité de données renvoyées vers la Terre (la plupart des images reviennent sans tourbillon de poussière détecté).
 la rangée du milieu montre la même image traitée avec un logiciel de détection des changements pour indiquer où le mouvement s’est produit au fil du temps ; la couleur est utilisée pour montrer la densité de la poussière, allant du bleu (bruit à la poussière de faible densité) au jaune en passant par le violet. Les zones où le mouvement est détecté sont indiquées par la couleur, le violet correspondant à un mouvement léger et le blanc à un mouvement plus rapide.
 la dernière ligne est un graphique montrant l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam et une chute soudaine de la pression atmosphérique enregistrée par la suite de capteurs de Perseverance, appelée Mars Environmental Dynamics Analyzer, fournie par le Centro de Astrobiología (CAB) à l’Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial à Madrid et l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam .
Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l’astrobiologie, notamment la recherche de signes de vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à mettre en cache de la roche et du régolithe martiens (roche brisée et poussière).

Dans le cadre de ses activités de recherche, l’ISAE-SUPAERO développe des composants et des systèmes électroniques pour applications scientifiques et spatiales. L’Espace est un milieu très agressif, notamment, car les particules de haute énergie émises par le soleil ou piégées dans les ceintures de radiation menacent la santé des astronautes, les propriétés des matériaux et le bon fonctionnement des puces électroniques.
Afin de reproduire en laboratoire les effets de ces rayonnements ionisants sur les technologies électroniques, l’ISAE-SUPAERO s’est doté d’une cabine d’irradiation aux rayons X dont l’énergie peut aller jusqu’à 320 keV. Cette vidéo présente une utilisation classique de cet équipement : un composant électronique à tester est placé dans la chambre d’irradiation, le tube à rayons X est mis sous tension, et les effets sur le fonctionnement du composant (ici un capteur d’image) sont observés et mesurés en temps réel.

Les drones et les nanosatellites trouvent de nombreuses applications dans les secteurs des médias, de l’industrie, de l’agriculture ou encore des télécommunications. Ces deux types de plateformes ont pour contrainte commune d’embarquer des systèmes complexes dans un volume réduit. Un des éléments clés des systèmes de communication embarqués est l’antenne qui doit, elle aussi, être compacte et légère.
L’ISAE-SUPAERO, en collaboration avec l’ENAC et la société ANYWAVES, développe actuellement des antennes diélectriques réalisées par impression 3D de céramique répondant aux critères exigeants d’intégration sur drones et nanosatellites. Grâce à la chambre anéchoïque disponible à l’ISAE-SUPAERO, les chercheurs impliqués dans le développement de ces antennes originales peuvent caractériser leurs propriétés en rayonnement avec précision et ainsi valider les nouvelles solutions technologiques proposées.