Letteratura scientifica selezionata sul tema "Perseverance rover"

In this paper, the development of chronologies for the mass exploration rover is presented in a nutshell. Over the last twenty years, a “New Space” revolution has quietly unfolded in the domain of space exploration. Previously, only select countries, space agencies, and large industries were able to design, launch, and operate satellites and spacecraft. However, this has changed with the introduction of the “CubeSat” standard in 1999, which has allowed universities and research institutes to join in the space race. In 2013, the commercial Earth Observation sector took off, with two companies launching 100+ CubeSat constellations for optical imaging and weather prediction, featuring very low revisit times. Today, a similar transformation is taking place in the fields of telecommunications and astronomical scientific missions. This chapter reviews the evolution of the space sector up until the arrival of the CubeSats, followed by a discussion of the CubeSat’s intrinsic limitations, which are crucial in understanding the development and current status of the CubeSat sector. The strategies of NASA and ESA are also presented. Finally, the chapter concludes with a summary of the technology roadmap required to enable the next generation of CubeSat-based missions, including satellite constellations or federations, formation flying, and synthetic apertures. The work done & presented in this paper is the result of the mini-project work that has been done by the first sem engineering students of the college and as such there is little novelty in it and the references are being taken from various sources from the internet, the paper is being written by the students to test their writing skills in the starting of their engineering career and also to test the presentation skills during their mini-project presentation. The work done & presented in this paper is the report of the assignment / alternate assessment tool as a part and parcel of the academic assignment of the first year subject on nanotechnology & IoT.

The planet Mars is the most probable among the terrestrial planets in our solar system to support human settlement or colonization in the future. The detection of water ice or liquid water on the shallow subsurface of Mars is a crucial scientific objective for both the Chinese Tianwen-1 and United States Mars 2020 missions, which were launched in 2020. Both missions were equipped with Rover-mounted ground-penetrating radar (GPR) instruments, specifically the RoPeR on the Zhurong rover and the RIMFAX radar on the Perseverance rover. The in situ radar provides unprecedented opportunities to study the distribution of shallow subsurface water ice on Mars with its unique penetrating capability. The presence of water ice on the shallow surface layers of Mars is one of the most significant indicators of habitability on the extraterrestrial planet. A considerable amount of evidence pointing to the existence of water ice on Mars has been gathered by previous researchers through remote sensing photography, radar, measurements by gamma ray spectroscopy and neutron spectrometers, soil analysis, etc. This paper aims to review the various approaches utilized in detecting shallow subsurface water ice on Mars to date and to sort out the past and current evidence for its presence. This paper also provides a comprehensive overview of the possible clues of shallow subsurface water ice in the landing area of the Perseverance rover, serving as a reference for the RIMFAX radar to detect water ice on Mars in the future. Finally, this paper proposes the future emphasis and direction of rover-mounted radar for water ice exploration on the Martian shallow subsurface.

ABSTRACT For the first time, the Emirates Mars Infrared Spectrometer (EMIRS) instrument on board the Emirates Mars Mission (EMM) ‘Hope’, is providing us with the temperature measurements of Mars at all local times covering most of the planet. As a result, it is now possible to compare surface temperature measurements made from orbit with those from the surface by rovers during the same time period. We use data of diurnal temperature variation from the Rover Environmental Monitoring Station (REMS) suite on board the Mars Science Laboratory (MSL) ‘Curiosity’ rover, and the Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) suite on board the Mars 2020 ‘Perseverance’ rover, between June and August 2021 and compare them with EMIRS observations and estimates of the Mars Climate Database (MCD) model. We show that although the overall trend of temperature variation is in excellent agreement across missions, EMIRS measurements are systematically lower at night compared to Mars 2020. The lower spatial resolution of EMIRS compared to the rovers and consequently lower average thermal inertia of the observed regions in this particular case primarily contributed to this discrepancy, among other factors. We discuss the implications of these results in improving our understanding of the Martian climate which would lead to better modeling of local weather prediction, useful for future robotic and crewed missions.

Perseverance images of a delta on Mars The Perseverance rover landed in Jezero crater, Mars, in February 2021. Earlier orbital images showed that the crater contains an ancient river delta that was deposited by water flowing into a lake billions of years ago. Mangold et al . analyzed rover images taken shortly after landing that show distant cliff faces at the edge of the delta. The exposed stratigraphy and sizes of boulders allowed them to determine the past lake level and water discharge rates. An initially steady flow transitioned into intermittent floods as the planet dried out. This history of the delta’s geology provides context for the rest of the mission and improves our understanding of Mars’ ancient climate. —KTS

La vapeur d'eau est un composant mineur dans l'atmosphère de Mars, mais elle joue un rôle significatif dans la formation du climat actuel de la planète. L'eau était autrefois beaucoup plus abondante, ce qui se traduit aujourd'hui par des caractéristiques telles que des lits de rivières asséchées, des canaux d'écoulement et des minéraux hydratés, suscitant ainsi des recherches approfondies sur sa disparition. La vapeur d'eau atmosphérique a été largement surveillée et étudiée au cours des dernières décennies, et la plupart de ses caractéristiques chimiques et dynamiques sont désormais connues. Cependant, l'une des rares difficultés restantes concerne sa distribution verticale. Des missions telles que Mars Express, MAVEN et ExoMars Trace gas Orbiter ont ouvert une nouvelle ère dans les études de profils verticaux de l'eau, fournissant des informations précieuses. Cependant, l'accès à la partie la plus basse de l'atmosphère est resté limité. La vapeur d'eau est généralement supposée avoir une distribution uniforme en dessous de la couche de condensation des nuages, mais certaines mesures remettent en question cette hypothèse, suggérant un profil plus complexe près de la surface où les échanges entre le régolithe et l'atmosphère pourraient jouer un rôle.Le principal travail de cette thèse est lié à la vapeur d'eau, avec pour objectif l'étude de la teneur en eau près de la surface dans un contexte saisonnier et géographique. Pour cela, nous avons exploré deux techniques non conventionnelles : une méthode de synergie spectrale appliquée aux observations au nadir, et des observations spectroscopiques infrarouges de surface. Cette thèse contient également un chapitre sur la météo spatiale martienne, qui présente des travaux secondaires menés tout au long de cette thèse.La synergie spectrale utilise des spectres infrarouges proches et thermiques provenant respectivement du SPICAM et du PFS sur Mars Express. La vapeur d'eau est récupérée simultanément à partir des deux bandes spectrales, et comme ces deux intervalles de longueurs d'onde sont sensibles à des régions altitudinales atmosphériques distinctes, le degré de liberté accru qui en résulte permet d'obtenir des informations sur la distribution verticale. La synergie a été appliquée à près de 200 000 observations co-localisées, échantillonnées sur environ huit années martiennes. Des climatologies composites d'abondances de colonne très précises et de profils verticaux ont été rassemblées. Les abondances de colonne s'accordaient avec les études précédentes, mais les résultats présentaient des différences significatives avec la base de données climatiques de Mars, autant pour les abondances de colonne que la distribution verticale. Le pic de sublimation printanier a été observé comme moins extrême et son apparition était plus tardive par rapport au modèle. Le confinement vertical est observé comme étant plus fort par rapport au modèle dans presque toutes les saisons et latitudes, et la distribution est rarement uniforme. Le confinement en fonction de la saison et de la latitude a été étudié en détail, et un comportement de type ondulation latitudinale a été découvert.Pour les observations de surface, nous utilisons le spectromètre infrarouge de SuperCam sur le rover Perseverance, et réalisons des mesures dites "passives du ciel". À ce jour, nous avons effectué 64 observations régulières sur une année martienne. Dans la technique du ciel passif, des spectres infrarouges sont acquis à deux angles d'élévation puis rationnés afin d'éliminer les effets continus et instrumentaux. Le spectre résultant est principalement sensible à l'atmosphère en dessous de 15 km et peut donc sonder directement des altitudes peu accessibles depuis l'orbite. Nous présentons ici les progrès réalisés en matière de traitement des données et de développement d'un outil de récupération. Un modèle direct et une routine de minimisation ont été composés et sont en cours de test et de d'amélioration
Water vapor is a minor species in the atmosphere of Mars, yet plays a significant role in shaping the current climate of the planet. Water was once much more abundant, evident today from features such as dry riverbeds, outflow channels and hydrated minerals, prompting extensive research into its disappearance. Atmospheric water vapor has been monitored and studied extensively in the past decades, and most of its chemical and dynamical behaviors are now known, but one of the few remaining challenges is related to its vertical distribution. Missions like Mars Express, MAVEN, and the ExoMars Trace gas Orbiter ushered in a new era in water vertical profile studies and have all provided valuable insights, but access to the lowest part of the atmosphere has remained limited. Water vapor is commonly assumed to have a uniform distribution below the cloud condensation layer, but some measurements are challenging this view, suggesting a more complex profile near the surface, where regolith-atmosphere exchanges might play a role.The main work of this thesis is related to water vapor, with the objective of investigating the near-surface water content in both a seasonal and geographical context. To do this, we have explored two unconventional techniques; a spectral synergy method applied to nadir observations, and infrared spectroscopic surface observations. This thesis also contains one chapter about Martian space weather, which contains a collection of smaller projects conducted throughout the duration of this PhD.The spectral synergy uses near- and thermal-infrared spectra from SPICAM and PFS respectively on Mars Express. Water vapor is retrieved simultaneously from both spectral bands, and since these two wavelength intervals are sensitive to separate atmospheric altitude regions, the resulting increased degree of freedom allows for information on the vertical distribution to be gained. The synergy was applied to almost 200 000 co-located observations, sampled across roughly eight Mars year. Composite climatologies of very accurate column abundances and vertical profiles were assembled. The column abundances were in good agreement with previous studies, but the results exhibited some significant differences from the Mars Climate Database, both with respect to the column abundances and the vertical distribution. The spring sublimation peak was observed to be less extreme, and the sublimation onset occurred later than the model. The vertical confinement is observed to be stronger compared to the model at almost all seasons and latitudes, and the distribution is rarely uniform. The confinement as a function of season and latitude was studied in details, and a latitudinal wave-like behavior was discovered in both hemispheres, as well as a prevailing double-layer structure in the northern hemisphere.For the surface observations, we make use of the infrared spectrometer part of SuperCam on the Perseverance rover, and conduct so-called passive sky measurements. To date, we have 64 observations taken regularly across one Martian year. In the passive sky technique, infrared spectra are acquired at two elevation angles and then ratioed in order to remove continuum and instrumental effects. The resulting spectrum is mainly sensitive to the atmosphere below 15 km, and can therefore directly probe altitudes rarely accessible from orbit. Here we outline the progress made so far regarding data processing and the development of a retrieval pipeline. A forward model and minimization routine has been composed, and is currently undergoing testing and further maturing

Depuis une vingtaine d'années, la spectroscopie de réflectance proche-infrarouge appliquée à la planétologie a révolutionné notre vision des surfaces planétaires, grâce notamment à la découverte de phyllosilicates à la surface de Mars par les instruments OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité) à bord de la sonde européenne Mars Express, et CRISM (Compact Reconnaissance Infrared Spectrometer for Mars) embarqué sur la sonde Mars Reconnaissance Orbiter, en 2005 et 2007. Ces deux missions spatiales ont ouvert la voie à l'étude approfondie de toutes les surfaces planétaires dans le proche-infrarouge (entre 1 et 5 µm), à la recherche de leur composition minéralogique et des processus d'altération passés et présents.Dans l'optique d'équiper toute sonde interplanétaire, voire même in-situ, avec des spectromètres proche-infrarouge, il est nécessaire de développer une nouvelle génération d'instruments à la fois compacts et performants. L'AOTF (Acousto-Optic Tunable Filter) utilisé en tant que monochromateur est une technologie-clé sur laquelle pourront s'appuyer ces instruments. Les deux spectromètres au coeur de ma thèse, IRS (Infrared Spectrometer) équipant l'instrument combiné SuperCam à bord du rover Perseverance, et ExoCam, au stade de R&T à l'Institut d'Astrophysique Spatiale, exploitent le potentiel de ce composant pour produire des données scientifiques de haute qualité avec un volume réduit.Ma thèse a ainsi contenu deux volets principaux : la préparation et la réalisation de l'étalonnage radiométrique des modèles de vol et de qualification de IRS/SuperCam, et le développement d'un simulateur d'observations infrarouge pour les futures opérations du rover Perseverance d'une part ; et l'étude des performances de l'imagerie hyperspectrale proche-infrarouge utilisant l'AOTF en transmission avec le programme de R&T ExoCam, accompagnée du développement d'un modèle radiométrique du banc de R&T permettant de projeter les résultats obtenus sur table à de futures opérations dans l'espace
During the past 20 years, reflectance near-infrared spectroscopy applied to planetary exploration has brought a new sight on planetary surfaces, mainly thanks to the discovery of Martian phyllosilicates by OMEGA (Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité) on-board the European probe Mars Express, and CRISM (Compact Reconnaissance Infrared Spectrometer for Mars) equipping the probe Mars Reconnaissance Orbiter, in 2005 and 2007. These two space missions have paved the way to the thorough study of the surface of planetary bodies in the near-infrared (between 1 and 5 µm), searching for their mineral composition and past/present alteration processes.In order to board a infrared spectrometer in every interplanetary, and even in-situ probes, it is necessary to design a new generation of instruments both compact and efficient. The AOTF-based (Acousto-Optic Tunable Filter) monochromator is a key technology to fulfill this objective. The two spectrometers studied in the frame of my PhD thesis, IRS (Infrared Spectrometer) on-board the SuperCam instrument on Perseverance rover, and ExoCam, in R&T at the IAS (Institut d'Astrophysique Spatiale), benefit from this subsystem to produce high quality science data with a small volume occupation.My PhD thesis has been thus divided in two main parts: the preparation and performance of the radiometric calibration of the IRS/SuperCam qualification and flight models, and the design of an infrared observation simulator for the future Perseverance operations; the study of the performance of hyperspectral near-infrared imagery using an AOTF in transmission, throught the ExoCam R&T program, along with the development of a radiometric model of the R&T breadboard allowing to extrapolate lab results to future space operations

Le 18 février 2021, l'astromobile de la NASA Perseverance se posera dans le cratère Jezero à la recherche de traces de vie passée. A son bord l'expérience franco-américaine SuperCam ne contient pas moins de quatre techniques spectroscopiques, une caméra haute résolution et un microphone. Ce microphone sera le premier à enregistrer des ondes acoustiques audibles à la surface de Mars entre 100 Hz et10 kHz. Il ouvrira un nouveau champ d'investigation qui fait l'objet de cette thèse. Les objectifs scientifiques de cette thèse s'organisent autour des sons qui seront audibles par ce microphone : les phénomènes atmosphériques dans l'environnement proche du véhicule et les bruits artificiels générés par SuperCam lui-même. Parmi ces derniers, la technique de la spectroscopie de plasma induit par laser (LIBS) ablate les roches et les sols martiens avec un laser impulsionnel, ce qui produit un signal acoustique lors de la détente de ce plasma. Ce manuscrit propose une étude amont qui vise à caractériser le support du microphone à la LIBS et sa contribution à la science atmosphérique. Ces deux thèmes sont explorés expérimentalement en reproduisant en laboratoire les conditions d'écoute que le microphone rencontrera sur Mars.Premièrement, un banc de mesure LIBS sous atmosphère martienne est utilisé pour comparer le signal acoustique issu de l'ablation de différents minéraux. Une étude métrologique a déterminé la sensibilité de l'énergie acoustique par rapport aux paramètres expérimentaux de la LIBS : elle est proportionnelle à la pression atmosphérique et à l'éclairement déposé sur la cible. Ces relations permettront de normaliser le signal acoustique entre toutes les cibles échantillonnées par la LIBS sur Mars. De plus il est remarqué que la décroissance de l'énergie acoustique au cours d'une séquence de tirs est linéairement reliée au volume de la cavité d'ablation et que le taux de décroissance est corrélé à la dureté de la roche. Volume d'ablation et dureté seront deux informations utilisées pour caractériser les cibles de SuperCam et en particulier étudier celles présentant des vernis d'altération en surface.D'autre part, une campagne de tests dans une soufflerie martienne est effectuée pour corréler les propriétés d'un écoulement de vent avec le signal acoustique induit par ce dernier sur le microphone. Il est démontré que le microphone peut déterminer la vitesse de l'écoulement en étudiant le contenu basse fréquence du spectre, mais aussi sa direction en regardant le contenu haute fréquence. Ces résultats nécessiteront une calibration in situ sur Mars avec la station météo de Perseverance, MEDA. Il est également montré que la synchronisation du microphone avec le laser permet une mesure originale de la vitesse du son et donc de la température atmosphérique proche de la surface.Enfin, cette validation des objectifs scientifiques du microphone s'accompagne d'un soutien au développement instrumental du microphone, avec la validation de ses performances, la définition des modes d'observation et la préparation des opérations de SuperCam à la surface de Mars
In February 2021 the Mars 2020 Perseverance rover will land in Jezero to search for traces of past life.Part of the Perseverance payload, the SuperCam instrument suite includes four spectroscopy techniques,a high resolution imager and a microphone. This microphone will be the first microphone to record audible acoustic waves on the surface on Mars between 100 Hz to 10 kHz. It will open a new field of investigation which is the subject of this thesis. The scientific objectives of this thesis are organized around the sounds that will be recorded by this microphone : atmospheric phenomena in the close vicinity of the rover and artificial noises generated by SuperCam itself. Among the latest, the laser-induced breakdown spectroscopy technique (LIBS) ablates Martian rocks and soils with a pulsed laser. It creates an acoustic signal due tothe expansion of this plasma. These two topics are experimentally explored thanks to the development of laboratory test benches that simulate the conditions likely to be encountered by the microphone on Mars.On the one hand a LIBS setup under Mars atmosphere is used to compare acoustic signal from several minerals. A metrological study of the sensitivity of the acoustic signal with respect to LIBS experimental parameters is conducted : the acoustic energy is proportional to the CO2 background pressure and to the irradiance deposited on the sample. These two relationships will help to normalize the acoustic signal from multiple LIBS targets on Mars. Moreover, it is noticed that the decrease of the acoustic energy along a LIBS burst is linearly linked to the ablated volume. The decrease rate is correlated to the rock hardness.It provides new information relative to the ablation process that is independent from the LIBS emission spectrum. It could be used to better characterize geologic targets and rock, in particular the ones with asurface coating or a weathering rind.On the other hand, a test campaign in a Martian wind tunnel is dedicated to link wind properties withwind-induced signal recorded by the microphone. It is demonstrated that the microphone can determinethe flow velocity by studying the low frequency range of the acoustic spectrum whereas the wind directioncan be retrieved by looking at the high frequency range. An in situ cross-calibration with the weather station on board Perseverance, MEDA, will be required to validate these results. It is also shown that the synchronization of the microphone with the LIBS laser can be used to measure the speed of sound and therefore to estimate the atmospheric temperature close to the surface of Mars.This work also describes some progresses in the microphone development including the performances' validation, the implementation of operating modes and the preparation of SuperCam operations at the surface of Mars

Object Lessons is a series of short, beautifully designed books about the hidden lives of ordinary things. In 1971, the first lunar rover arrived on the moon. The design became an icon of American ingenuity and the adventurous spirit many equated with the space race. The lunar roving vehicles (LRVs) would be the first and last manned rovers to date, but they provided a vision of humanity’s space-faring future: astronauts roaming the moon like space cowboys. Fifty years later, that vision feels like a nostalgic fantasy, but the LRV’s legacy would pave the way for Mars rovers like Sojourner, Curiosity and Perseverance, who afforded humanity an intimate portrait of our most tantalizingly (potentially) colonizable neighbor. Other rovers have made accessible the world’s deepest caves and most remote tundra, extending our exploratory range without risking lives. Still others have been utilized for search and rescue missions or in clean up operations after disasters such as Chernobyl. For all these achievements, rovers embody not just our potential, but our limits. Examining rovers as they wander our terrestrial and celestial boundaries, we might better comprehend our place, and fate, in this universe. Object Lessons is published in partnership with an essay series in The Atlantic.