L'atterrisseur InSight de la NASA est arrivé sur Mars le 26 novembre 2018. Depuis, il s'occupe d'étudier son point d'atterrissage et prend son temps pour placer soigneusement ses instruments. Il a passé plusieurs semaines à tester le sismomètre et à l'ajuster, et maintenant il a placé le bouclier de protection en forme de dôme sur l'instrument.
L'instrument SEIS (Seismic Instrument for Interior Structure) est un équipement essentiel à la mission de la mission InSight. De sa position à la surface, il détecte des vibrations profondes à l'intérieur de Mars. Il mesure l'activité sismique des tremblements de Mars et les vibrations des impacts des météorites. Il peut également détecter les ondes sismiques du vent et des glissements de terrain.
SEIS est exceptionnellement sensible. La NASA dit qu'elle peut détecter des tremblements aussi petits qu'un atome d'hydrogène. Mais ce n'est pas une tâche facile.
Toute cette sensibilité et cette capacité signifient des systèmes électroniques exquis. Mais parce que les ondes sismiques sont un phénomène physique, SEIS nécessite une connexion mécanique à la planète. Et pour que cela fonctionne, l'instrument doit être isolé autant que possible des changements thermiques et du vent. C’est à cela que sert le bouclier bombé.
Le bouclier vent et thermique empêche les vents de passage d'ajouter du bruit indésirable à ses données. Pour mesurer les ondes sismiques sur Mars, SEIS écoute attentivement lorsque ces ondes traversent l'intérieur de la planète. Chaque type de matériau traversé par les vagues change les vagues. SEIS est conçu pour comprendre ces petits changements et les utiliser pour peindre une image de l'intérieur de Mars. Tout effet de vent indésirable perturberait ce processus.
La forme aérodynamique du bouclier est conçue pour appuyer SEIS sur la surface lorsque le vent le frappe. Cela l'empêche également de basculer ou de se déplacer. Il a également une jupe en cotte de mailles et des couvertures thermiques sur le bas.
Le bouclier est également un bouclier thermique. Étant donné que la température à la surface de Mars peut changer jusqu'à 94 degrés Celsius (170 degrés Fahrenheit), il est essentiel que SEIS soit protégé contre cela. L'évolution de la température peut provoquer l'expansion et la contraction de ressorts métalliques dans l'instrument, ce qui altérerait la sensibilité de l'instrument.
"En général, nous voulons maintenir la température aussi stable que possible."
Bruce Banerdt, JPL de la NASA.
Les sismomètres sur Terre sont enfouis suffisamment profondément pour neutraliser tout changement de température. Mais évidemment, ce n'est pas possible pour SEIS. La NASA a dû trouver un autre moyen. Https://en.wikipedia.org/wiki/Seismometer
"La température est l'un de nos plus gros bugaboos", a déclaré Bruce Banerdt, chercheur principal d'InSight, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie. Le JPL dirige la mission InSight et a construit le bouclier éolien et thermique. «Considérez le bouclier comme un endroit confortable sur vos aliments sur une table. Il empêche SEIS de se réchauffer trop pendant la journée ou de se refroidir trop la nuit. En général, nous voulons maintenir la température aussi stable que possible. »
Le bouclier éolien et thermique n'est que la première ligne de défense de SEIS. La conception du SEIS lui-même est comme une deuxième ligne de défense contre les effets du changement de température. Il est construit de telle manière que lorsque certaines pièces se dilatent et se contractent, d'autres le font dans la direction opposée. Cela permet à certains changements de température de s'annuler mutuellement.
SEIS est également scellé à l'intérieur d'une chambre à vide constituée d'une sphère en titane. Le cœur de SEIS est constitué de trois pendules, mis en mouvement par des ondes sismiques. SEIS est un instrument extrêmement sensible, et sa maison à l'intérieur de la sphère de vide le protège même du mouvement brownien, de la bousculade de particules qui pourraient percuter les pendules et déformer les données.
Mais la protection ne s'arrête pas là. SEIS est également enfermé dans un autre conteneur d'isolation, la boîte hexagonale cuivrée qui était visible lors du déploiement. Les parois de la boîte sont constituées de cellules en nid d'abeille conçues pour emprisonner l'air. L'air sur Mars sert de couche supplémentaire d'isolation pour SEIS. Sa fine atmosphère de dioxyde de carbone conduit la chaleur très lentement.
Comme toutes ces garanties n'étaient pas suffisantes, InSight dispose également de capteurs météorologiques. Ces capteurs détectent les changements de vent et de température et aident les scientifiques à les filtrer des données.
La prochaine étape pour InSight consiste à déployer la sonde de flux thermique et de propriétés physiques, ou HP3. Il mesurera la quantité de chaleur qui s'écoule de l'intérieur de la planète vers la surface, ce qui, combiné aux données SEIS, créera une image de l'intérieur de Mars.
HP2 devrait être déployé la semaine prochaine.
