Perseverance a enregistré le son d'un tourbillon de poussière
Sylvie Montard - 14 décembre 2022
La NASA a capturé le 27 septembre 2021 le son des grains de poussière impactant le rover Perseverance. Les résultats sont décrits dans un article publié le 13 décembre 2022 dans Nature Communications. L'enregistrement pourrait être essentiel pour comprendre comment la poussière est transportée autour de Mars.
Le son provient du microphone installé sur l'instrument SuperCam du rover. D'autres instruments ont également détecté le tourbillon de poussière, qui figure dans les images de la NavCam de Perseverance, et dans les mesures de température et de pression de l'analyseur de dynamique environnementale de Mars (MEDA) de Perseverance.
Le rover Perseverance a observé à plusieurs reprises des tourbillons de poussières dans le cfratère Jezero.
De plus, les scientifiques ont pu utiliser le microphone pour mesurer avec précision la vitesse du vent en fonction de l'intensité du son des rafales. Le rover avait déjà détecté 90 tourbillons de poussière passant au-dessus de sa tête, mais pour la première fois, Perseverance a eu la chance d'avoir son microphone allumé à ce moment-là.
« Avec cet enregistrement du tourbillon de poussière, nous pouvons réellement entendre et compter les particules impactant le rover », a déclaré Naomi Murdoch, planétologue à l'Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO) de l'Université de Toulouse en France et auteur principal de l'étude.
Naomi Murdoch est l'auteur principal de cette étude.
En tenant compte de l'enregistrement audio, les images et les mesures de température et de pression, Murdoch et ses collègues ont déterminé que le tourbillon de poussière mesurait environ 25 mètres de large et au moins 118 mètres de haut, se déplaçant à 19 km/h.
Sur la base du nombre d'impacts, les enregistrements sonores ont quantifié pour la première fois les grains de poussière soufflés par le vent dans un tourbillon de poussière. L'enregistrement comprend un total de 308 impacts de grains de poussière sur le rover.
Cependant, la plupart des impacts se sont produits lorsque le centre de basse pression du vortex tourbillonnait au-dessus de Perseverance, ce qui a surpris les scientifiques. Normalement, on s'attendrait à ce que la majeure partie de la poussière soit concentrée dans les murs du diable de poussière, où les vitesses du vent sont élevées. Le centre d'un diable de poussière, comme l'œil d'une tempête, devrait, par rapport aux parois du vortex, être relativement calme et dégagé.
Dans ce tourbillon de poussière particulier, il semblait y avoir une concentration de poussière au milieu du vortex. Et ce phénomène étrange n'était pas un hasard dans l'enregistrement sonore puisque la NavCam de Perseverance a également repéré cette poussière interne.
« Ce tourbillon de poussière particulier est inhabituel même pour Mars », a déclaré Murdoch. « Nous ne savons pas exactement pourquoi la poussière s'est accumulée au centre, mais c'est peut-être parce que le tourbillon de poussière était encore dans sa phase initiale de formation. »
Le site d'atterrissage de Perseverance, dans le cratère Jezero, se trouve dans une zone sujette à de grandes tempêtes de poussière saisonnières et connaît une abondance de tourbillons par rapport à Elysium Planitia, où l'atterrisseur InSight de la NASA s'est posé en novembre 2018. Cette sonde n'a pas détecté un seul tourbillon de poussière à ce jour.
Au cours de sa mission, la sonde InSight a vu ses panneaux solaires se recouvrir d'une importante couche de poussière, l'empêchant de recharger efficacement sa batterie. Aucun tourbillon de poussière n'est venu balayer la sonde.
InSight aurait pourtant bien apprécié de subir le passage d'un tourbillon de poussière. Les panneaux solaires de l'atterrisseur sont maintenant recouverts d'une importante quantité de poussière qui l'empêche de poursuivre sa mission. Comme pour les défunts rovers Spirit et Opportunity, les tourbillons de poussière peuvent nettoyer les panneaux solaires des robots et des sondes envoyés sur Mars.
Des travaux antérieurs ont montré que les tourbillons de poussière et les rafales de vent isolées sont responsables du maintien d'une quantité importante de poussière dans l'atmosphère martienne, même en dehors de la saison des tempêtes. Pourtant, la contribution des tourbillons et le processus par lequel ils soulèvent la poussière du sol restent incertains. Détecter cette poussière supplémentaire au milieu du vortex pourrait être une pièce importante du puzzle.
Les résultats illustrent l'importance de l'environnement sonore en tant que nouvelle frontière à explorer pour les planétologues. Murdoch fait partie de l'équipe de l'ISAE-SUPAERO qui a conçu le microphone de l'instrument SuperCam de Perseverance. Écouter les tourbillons de poussière était l'un des objectifs de ce microphone. Cet évènement est une formidable chance, car chaque session d'enregistrement sonore ne dure que 2 minutes et 47 secondes. Il était donc peu probable que le microphone soit allumé lors du passage d'un tourbillon de poussière sur le rover. « Au sein de notre équipe à l'ISAE-SUPAERO, nous étions convaincus qu'un microphone sur Mars serait un instrument important, et nous n'avons pas été déçus », a déclaré Naomi Murdoch.
