Dans sa découverte des Columbia Hills, Spirit rencontre des roches bien plus intéressantes que dans les plaines. Son cadeau de Noël avant l'heure est le rocher " Wishstone " (littéralement " pierre de vœu ") qui ne ressemble à aucun autre échantillon rencontré jusqu'à présent. Le 7 décembre (sol 333), l'astromobile utilise sa brosse pour épousseter une parcelle de Wishstone, en prendre des images au microscope et en faire une analyse au spectromètre Alpha. Le lendemain, la fraise est utilisée pour décaper la parcelle en profondeur et répéter l'analyse, suivie le 9 décembre (sol 335) par une analyse au spectromètre Mössbauer, qui va durer un jour et demi.
Une pause est donc marquée le 14 décembre (sol 340), mise à profit pour scruter les alentours au spectromètre mini-TES, à la recherche d'un autre rocher qui ressemblerait à Wishstone. Une rotation sur 60 degrés de la roue arrière droite décoince le caillou qui reste toutefois logé dans la roue. Le week-end du 15 décembre permet de continuer la pause et d'examiner le sol au pied de l'astromobile, de prendre des images avec la caméra panoramique et d'essayer une petite manœuvre qui ne parvient pas à dégager le caillou de la roue. Les navigateurs vont s'y employer dans la semaine avant Noël. Le lundi 18 décembre (sol 344), une manœuvre soulève partiellement la roue arrière droite hors d'une poche de sable où elle a échoué, mais le caillou reste engagé dans la roue. Le lendemain (sol 345), une autre manœuvre est exécutée pour sortir la roue de la poche de sable et déloger le caillou, qui fait évoluer la situation dans le bon sens.
Les géologues cherchent d'autres indices dans les Columbia Hills qui éclairciraient ce dernier point, en particulier que de l'eau souterraine a traversé les couches rocheuses pour les altérer, à défaut de trouver des traces irréfutables de ruissellement à la surface. Spirit continue donc vaillamment son ascension de Husband Hill: après avoir traversé un replat et parcouru 110 m en six jours, l'astromobile vise un promontoire qui le surplombe, baptisé "Larry's Lookout", à 75 m de distance. Le trajet ne sera pas de tout repos, en raison de la pente, des rochers et du sable qui la parsèment. Sur le chemin, Spirit s'est arrêté, le week-end du 4 décembre, pour effectuer une série d'observations sur le rocher "Wishstone". L'astromobile est toujours en excellente condition, un an après son atterrissage sur Mars. Le grippage de sa roue avant droite s'estompe peu à peu, une amélioration que les ingénieurs mettent sur le compte des périodes de repos planifiées dans la marche du robot et ses séquences de conduite en marche arrière, qui épargnent la roue et aident à redistribuer le lubrifiant. Spirit affiche 3944 mètres au compteur et atteindra sans doute son quatrième kilomètre avant Noël, un bilan extraordinaire en regard des 300 mètres souhaités en début de mission !
Durant cette dernière quinzaine de novembre, Spirit a effectué un panorama du site, analysé les cibles " Corn ", " Cocomama " et " Butter ", et continue sa progression vers l'Est entre " West Spur " et la reprise de la pente menant à Husband Hill. Au 1er décembre (sol 325), Spirit a accompli 80 mètres supplémentaires, portant son total à 3 820 mètres.
Les ingénieurs se sont affranchis des petits problèmes qui semblaient handicaper Spirit. Celui du frein qui paraissait bloquer le moteur de direction du couple de roues avant droit/arrière gauche n'est plus qu'un mauvais souvenir : les ingénieurs se sont convaincus que c'est le capteur indiquant l'état du frein - plutôt que le frein lui-même - qui est en cause. Ce capteur est vraisemblablement faussé par de la matière isolante qui s'y serait accumulée, et les ingénieurs ont décidé d'ignorer ses indications. Du reste, si le frein de direction reste effectivement bloqué lorsqu'un changement de cap est demandé, un interrupteur-fusible arrêtera le moteur de direction, empêchant qu'il surchauffe. L'autre souci de Spirit était un court-circuit - anodin pour l'instant - faisant prise de terre entre le circuit électrique du véhicule et son châssis. L'incident était survenu lors d'une rotation de l'articulation N°5 du bras robotique (celle qui permet la rotation de la tourelle d'instruments) au-delà d'un certain seuil. Coïncidence ou responsabilité du câble électrique de cette articulation ? Quoi qu'il en soit, les ingénieurs limiteront de telles rotations extrêmes à l'avenir, bien que le court-circuit ne soit pas problématique en soi. Il ne le serait que si un autre court-circuit avait lieu au même moment autre part sur le véhicule. C'est donc un astromobile tout à fait fonctionnel qui continue son exploration des rochers sur la pente des Columbia Hills. La semaine du 29 octobre (sol 292), Spirit a terminé son analyse du rocher "Uchben", puis parcouru 2 mètres vers l'Ouest pour commencer celle du rocher "Lutefisk" qui contient d'intéressants nodules. C'est auprès de ce dernier que Spirit a fêté son 300e sol (jour) sur Mars, à 2700 m de son atterrissage et à 40 m au-dessus des plaines. Son objectif est le sommet de son promontoire, baptisé "Machu Picchu": le mythique sommet des Incas, dans les Andes. On ne saurait espérer, toutefois, y découvrir les ruines d'une civilisation disparue…
Malgré ces soucis, finalement dérisoires en regard de l'extraordinaire mission - prolongée de six mois par la NASA - l'astromobile Spirit continue sa quête de roches intéressantes dans les Columbia Hills. Le 16 octobre (sol 280), il commence la séquence du week-end relayée par radio, alors que les ingénieurs sur Terre prennent un repos bien mérité. La séquence commence, avec l'astromobile stationné, par l'étude d'une parcelle de sol dénommée " Take a Break " (" Fais une Pause "), d'abord avec le spectromètre Alpha (sol 280), puis avec le spectromètre Mossbauer (sol 281). Cela fait, Spirit accomplit quatre mètres en marche arrière pour atteindre le rocher Uchben. Le 19 octobre (sol 283), après un peu de télédétection avec caméra et mini-TES, Spirit déploie son bras robotique pour observer une cible sur le rocher avec son microscope, puis pour faire des relevés sur deux jours avec ses deux spectromètres. Le 22 octobre (sol 286), il décape à la fraise la cible " Koolik " sur le rocher Uchben pour une étude nocturne avec le spectromètre Alpha, puis durant le week-end avec le spectromètre Mössbauer. L'impression qui se dégage est que ces roches stratifiées des Columbia Hills sont des couches de cendres volcaniques, altérées par l'eau, bien qu'il soit impossible de dire si cette eau était présente dans le magma avant l'éruption, a été ajoutée au cours de l'éruption, ou a infiltré les couches de cendres après leur mise en place. Le 27 octobre (sol 290), de nouveaux tests sont effectués pour tenter de déterminer la panne qui affecte le contrôle des deux roues malades, sans réponse convaincante. Spirit continuera donc de " traîner la patte " lors de ses prochains déplacements. En attendant, il continue l'analyse de la roche stratifiée Uchben, en y brossant une nouvelle cible - baptisée " Chiikbes " - en vue d'une analyse.
La séquence d'événements fut la suivante. Le 7 octobre (sol 272), l'astromobile étudie au microscope la face litée de l'affleurement " Tetl ", et enchaîne le lendemain avec une analyse au spectromètre Alpha, et les trois jours suivants (sols 274 à 276) avec le spectromètre Mossbauer. L'affleurement semble granulocassé, à savoir composé de couches aux grains de tailles différentes, comme s'il reflétait des conditions fluctuantes de sédimentation, dans la force ou la turbulence du vent ou du courant qui aurait déposé les particules, sans que l'on sache encore si l'agent de transport fut le vent ou de l'eau. Spirit observe d'autre part au spectromètre infrarouge de futures cibles potentielles : les roches dénommées " Zackuk " et " Palenque ". Nous sommes en pleine période Maya ! Le 12 octobre (sol 277), Spirit tente de se déplacer vers " Uchben ", un autre affleurement lité à environ 6 mètres au nord-est de Tetl, mais après 2 mètres de parcours, c'est là que la panne se déclare. Une commande visant à braquer deux roues (la paire avant-droite/arrière-gauche) n'est pas suivie d'effet et l'astromobile interrompt automatiquement sa séquence de navigation. Un test visant à comprendre l'origine de la panne est conduit durant le sol 278 (qui s'achève le 14 octobre). Une répétition des commandes visant à actionner le mécanisme de direction du couple de roues montre que la moitié du temps (5 fois sur 10), le moteur ne répond pas. Jusqu'à ce qu'ils puissent remédier au problème, les navigateurs envisagent de manœuvrer Spirit en lignes droites et rotations sur place, à la manière d'un tank. L'affleurement Uchben demeure le prochain objectif, Spirit comptant 3647 mètres au compteur au jour du 16 octobre.
Le 29 septembre (sol 263), Spirit roule sur 7 mètres en direction d'une petite dépression large de 2 mètres, puis en effectue le tour le lendemain sur 4 mètres, pour présenter ses panneaux solaires plein nord vers le Soleil, bas sur l'horizon en ce milieu d'hiver. Comme d'habitude, Spirit est conduit en mode " boîteux " avec 5 roues allumées sur 6, car la sixième pompe trop de puissance électrique et les ingénieurs préfèrent la désactiver quand elle n'est pas utile. Le 1er octobre (sol 265), un problème sur l'un des freins détecté par le logiciel de bord annule la séquence de roulage du jour, et les jours suivants sont passés à analyser les causes du problème. Entre temps, le spectromètre Alpha mesure la composition du sol, suivi par le spectromètre Mössbauer. Le 7 octobre (sol 271), les ingénieurs ont la conviction que le problème de frein est fictif et que l'électronique fonctionne : ils font donc se déplacer Spirit de 2 mètres vers l'affleurement Tetl, qui est alors à portée du bras robotique. Avec 3641 mètres au compteur, le rover est à poste pour étudier cet affleurement lité, le premier observé sur le site Gusev. Un autre affleurement de même genre, baptisé Coba, est à portée de la sonde. Au terme de cette analyse, les navigateurs ont déjà identifié la prochaine cible de Spirit, distante de 20 mètres : Machu Picchu.
Spirit a bénéficié de courtes vacances durant la conjonction-période lorsque Mars passe derrière le Soleil et que les communications radio sont impossibles. Le dernier jour avant cette interruption, le 9 septembre (sol 243), l'équipe au sol transmet les dernières consignes à la sonde, concernant le service minimum qu'elle doit assurer pendant la dizaine de jours que dure le « blackout » radio. Il s'agit en particulier de recueillir des données météo quotidiennes, et d'analyser les poussières magnétiques collectées sur l'aimant du rover, au moyen du spectromètre Mossbauer. Les opérateurs se sont en effet aperçus qu'une précédente opération du bras robotique a laissé tomber un peu de sol sur le pourtour de l'aimant et que lorsque Spirit se remettra à rouler, ce sol risque de se répandre sur l'aimant et de fausser toute donnée future, le rôle de l'instrument étant de fournir des renseignements sur les poussières transportées par le vent, et non celles du sol semées par des erreurs de manipulation. Le spectromètre Mossbauer doit donc, durant la conjonction, intégrer une dernière analyse de la partie encore non polluée de l'aimant. Les ingénieurs du JPL font également quelques tests radio de routine durant la conjonction, mais vu que ces tests occasionnent un « reboot » intempestif de l'ordinateur de bord (sol 249), ils arrêtent ces tests jusqu'à la reprise normale des opérations. Au sol 256 (22 septembre), les communications reprennent avec Spirit qui se révèle en excellente santé. Les analyses de l'aimant s'achèvent, puis au sol 258, le spectromètre Mossbauer en est retiré et remplacé par le microscope dont les images indiquent que des traces de sol polluent effectivement le pourtour de l'aimant (et collent aussi, du reste, au spectromètre lui-même). Les analyses se tournent ensuite vers la surface du sol, afin de voir si des poussières ont été déposées par le vent au cours des dix derniers jours. Spirit recule d'un mètre et demi le 27 septembre (sol 261) pour photographier une dernière fois son lieu de vacances et prendre des images panoramiques alentours et préparer la prochaine étape de son parcours.
Mars passe de l'autre côté du Soleil par rapport à la Terre et Spirit doit se débrouiller tout seul, hors contact radio avec sa planète mère. Il a reçu pour ce faire du staff de la NASA une liste de recherches automatiques à effectuer.
Fin août, l'astromobile a conclu une série d'analyses sur l'affleurement Clovis, 13 mètres au-dessus du niveau de base des Columbia Hills qu'il escalade progressivement. Il brosse sept cibles sur l'affleurement rocheux-les cinq premières dessinant le motif des anneaux olympiques en l'honneur des jeux d'Athènes-avant de reculer de l'affleurement le 21 août (sol 225), avec 3605 mètres au compteur. Huit mètres plus loin, il atteint un rocher baptisé Ebenezer, depuis lequel il a une vue magnifique vers le Sud-Est sur les plaines du cratère Gusev. S'ensuit la traditionnelle ronde des instruments avec la mise en place du spectromètre Alpha le 26 août (sol 230), suivi les jours suivants par le microscope et le spectromètre Mossbauer. Le 1er septembre, il commence à brosser une série de huit cibles côte à côte sur la roche pour offrir assez de surface propre au spectromètre mini-TES. Ce dernier en effectue en effet un scanning à partir du 3 septembre (sol 238), avant de reprendre sa route, progressant de 9 mètres vers un nouveau site baptisé Tikal, où il doit désormais œuvrer seul, libéré de sa tutelle terrestre. La période de conjonction, hors contact radio de la Terre, dure 18 jours, le contact devant reprendre vers le sol 256 ou 258, c'est-à-dire vers le 21 ou le 23 septembre. Pour ses vacances, Spirit a reçu une douzaine d'objectifs à remplir, à commencer par des études par caméra et spectromètre mini-TES de futurs sites à explorer. Quant au bras robotique, il est placé de façon à ce que le spectromètre Mossbauer puisse lire l'aimant sur l'astromobile et vérifier quotidiennement les particules de poussières collectées, jour après jour. À la fin des vacances, il sera temps de repartir à la conquête des Columbia Hills, tout en faisant attention à l'orientation des panneaux solaires, car c'est le solstice d'hiver dans l'hémisphère Sud de Mars et l'insolation est à son minimum.
Au cours du sol 209 (4 août), Spirit a subi un reboot intempestif de son logiciel de bord, ce qui a retardé d'une journée le bon déroulement du programme. Ce n'est donc que le 5 août (sol 210) qu'il a atteint Clovis pour débuter son analyse. Les cinq jours suivants (sols 211 à 216), l'astromobile a analysé la roche brute avec ses spectromètres, puis a décapé une cible, appelée " Plano ", sur la roche. Ce faisant, il a établi un nouveau record de forage en creusant un trou de 8,9 millimètres de profondeur. Les 12 et 13 août (sols 217 et 218), Spirit a entrepris l'étude de la surface forée avec microscope, spectromètre Alpha et spectromètre Mössbauer, cumulant de longs temps d'intégration afin d'obtenir des mesures particulièrement précises de l'altération chimique de la roche. À défaut de découvrir des sédiments aquatiques aussi flagrants que ceux d'Opportunity, l'équipe de Spirit compte bien trouver les traces d'une activité aqueuse dans le cratère Gusev.
L'odyssée débute lorsque l'astromobile quitte sa cible " Mastodon ". Au 200ème sol de sa mission, les 26-27 juillet, il se met à grimper la pente sur 16 mètres. Le lendemain, 30 mètres sont prévus au programme, mais au bout de 3 mètres seulement, l'angle de la pente dépasse 25 degrés et l'astromobile s'arrête automatiquement. Il accomplit néanmoins ses observations de la journée. Avec une " autorisation de pente " portée à 32 degrés, Spirit réattaque le versant de West Spur le 28 juillet (sol 202) et accomplit les 25 mètres prévus. Toutefois, il n'y a là aucun affleurement à étudier. Il faut continuer à monter. C'est donc 20 mètres supplémentaires que l'astromobile effectue le 29 juillet, mais l'alimentation électrique est faible, de sorte qu'il n'effectue qu'un léger repositionnement le 30 juillet (sol 204), au terme duquel son compteur affiche 3 565 mètres. L'altitude de Spirit au-dessus des plaines de Gusev est alors de 9 mètres. L'astromobile est cette fois-ci en vue d'un affleurement baptisé " Clovis ". Le 31 juillet, il échoue en tentant de rejoindre son objectif, la pente occasionnant un dérapage de 20 %. Le lendemain 1er août (sol 206), c'est encore pire : à un moment, Spirit dérape plus qu'il ne grimpe la pente et perd du terrain ! Les ingénieurs marquent donc une pause le 2 août (sol 207) pour recharger les batteries du rover et lui communiquer un plan de route de 8 mètres qui lui permet le lendemain d'atteindre l'affleurement " Clovis ". Son étude peut enfin commencer. L'ascension des Columbia Hills n'est pas une partie de plaisir !
Spirit a donc passé le mois de juillet à gravir lentement les contreforts des collines Columbia et à entreprendre quelques séquences d'auto-réparation. Cette période de faible roulage doublé d'un chauffage du circuit de lubrification du 10 au 13 juillet a visé à améliorer la performance de la roue avant droite. Celle-ci fonctionne un peu mieux (amélioration de 20 %), mais consomme toujours deux fois plus d'électricité que les autres roues. En même temps, sur son aire de stationnement, l'astromobile a testé un nouveau logiciel pour manipuler avec plus de précision son bras robotique. Le logiciel, établi à partir des images de la caméra avant de navigation, fut testé sur neuf cibles : sept furent atteintes par le bras et deux furent manquées. Le 13 juillet, Spirit se remet en marche sur 8 mètres, commençant à quitter son aire de stationnement baptisé " Engineering Flats ". Le 14 juillet (sol 188), il met en œuvre sa nouvelle stratégie de circulation en marche arrière, afin d'épargner sa roue avant droite récalcitrante. Le lendemain, il effectue 9 mètres et son compteur atteint 3 450 mètres au total.
Le 25 juillet (sol 198), Spirit se tourne vers une autre cible de l'affleurement, baptisée " Mastodon ", qui est travaillée par la fraise puis assujettie, elle aussi, à toute la panoplie des analyses. Celle-ci devait durer trois jours, amenant Spirit à dépasser la barre des 200 jours passés sur Mars, un chiffre impressionnant. Il est prêt désormais à poursuivre son ascension des collines Columbia.
Pour Spirit, le mois de juillet a débuté par une étude des cibles "Breadbox" et "Sourdough" avec toute la panoplie des instruments. Le 2 juillet (sol 177), le rover s'est tourné vers une rangée de petits grains baptisés "String of Pearls" (collier de perles), puis le lendemain il a reculé d'un mètre et demi pour prendre des images finales du site de "Hank's Hollow" et "Pot of Gold" avant de reprendre sa route. Le 5 juillet, le rover passait sa 180ème journée martienne sur la planète rouge, soit deux fois la durée de la mission nominale (90 sols). Il utilisa le mini-TES infrarouge et la caméra panoramique, mais ne put accomplir les analyses avec son bras (microscope et spectromètres) avant la tombée du jour, programme qui fut remis au lendemain. L'approche de l'hiver sur le site rend en effet plus difficile d'opérer les manoeuvres de changements d'instruments avec un budget électrique désormais fort limité. En fait, le lendemain (sol 181), le robot calcula qu'il rencontrerait un obstacle en déployant son bras et interrompit la séquence de travail, perdant du coup une journée. Le 7 juillet, le programme consistait à rejoindre "Engineering Flats", l'étendue de terrain plat où le robot doit être "mis au garage" pour étudier ses problèmes techniques et tenter de réparer par télécommande sa roue avant droite. De fait, cet examen d'une semaine devait déboucher sur une nouvelle stratégie d'utilisation du rover. Pour se lancer à l'assaut des Columbia Hills, les ingénieurs de Spirit ont en effet décidé de faire grimper la pente à leur astromobile en marche arrière, ce qui leur permet de contourner le manque de puissance qui affecte la roue avant droite. Le "graissage" de la roue par chauffage et distribution de lubrifiant n'a en effet pas effacé le problème. Spirit affiche 3500 mètres à son compteur, six fois plus que le minimum escompté du robot. La nouvelle stratégie consiste à faire rouler l'astromobile en marche arrière en utilisant les cinq roues valides, et ne mettre en marche la sixième roue que lors des passages délicats, afin de l'économiser. Le 15 juillet, Spirit a ainsi accompli 8 mètres de cette façon en roulant vers le nord le long de la base des collines. La roue avant droite ne fut activée que 10 % du temps. Ce court parcours lui a permis de s'approcher d'un affleurement de roche qui paraît particulièrement ancien aux géologues. L'itinéraire prévu dans les prochains jours sera de continuer vers le nord à la recherche de roches similaires, puis de mettre cap à l'est pour grimper la colline.
Niché dans "Hank's Hollow", l'astromobile Spirit passe la fin du mois de juin à compléter son analyse du rocher "Pot-of-Gold", au pied des collines Columbia. Lors du sol 171 (26 juin), le robot scrute la cible dégagée à la fraise avec son microscope et avec le spectromètre Alpha. Le lendemain, c'est le spectromètre Mossbauer qu'il utilise, tout en effectuant aussi une analyse du sol avec son spectromètre infrarouge. Durant le sol 173 (28 juin), il regarde plutôt le ciel avec sa caméra panoramique et son spectromètre infrarouge, puis effectue une marche arrière pour se dégager du rocher. Ces observations sont continuées le lendemain, puis le robot photographie la direction qu'il va suivre dans la poursuite de son ascension. Il photographie aussi des traces claires dans le sol pour tenter de découvrir la nature de ce phénomène. ![]() Durant les deux prochaines semaines, Spirit va faire l'objet d'une révision - nommée avec humour révision des 3000 mètres - avant d'entreprendre l'ascension des collines. Cette révision comprendra une calibration de la caméra avant, notamment en photographiant le bras robotique dans diverses positions, afin d'affiner le programme de navigation stéréo. L'équipe s'est en effet aperçue qu'une erreur de 2 à 3 cm se glisse actuellement dans le calcul des positions des objets au premier plan. D'autre part, les techniciens testeront le mode "Deep sleep" (sommeil profond) qui permet d'économiser du courant et qui a déjà été testé avec succès sur Opportunity. Il y a aussi un problème de lubrification de la roue avant droite qui utilise actuellement deux fois plus de courant que les autres roues. Spirit fera un roulage test sur une zone plate baptisée "Engineering Flats", à sept mètres de son site actuel, avec du chauffage afin de faire circuler du lubrifiant vers la roue. Après cette révision, complète, les garagistes donneront à Spirit le feu vert pour grimper les collines.
Arrivé au pied des Columbia Hills, Spirit s'est donnée pour première tache d'étudier le rocher " Pot-of-Gold " à l'énigmatique texture boursouflée, qui semble truffée de pépites. Juché sur la pente glissante, le petit rocher ne s'est pas laissé facilement analyser. Une première approche a permis au robot d'y déployer le spectromètre alpha le samedi 19 juin (sol 164), mais pour utiliser la fraise, les navigateurs ont préféré programmer un changement de position, nécessitant le contournement du rocher.
Le repositionnement est l'affaire de plusieurs jours, d'abord à cause de cailloux sous la roue arrière gauche. Le lundi 21 (sol 166), l'astromobile n'est plus distant que d'un mètre, et son inclinaison n'est plus que de 13 degrés. Le mardi 22, l'astromobile fait une pause pour analyser le sol, puis avale le dernier mètre le séparant de " Pot-of-Gold ", mais il va plus loin que prévu, et le petit rocher se retrouve sous le châssis. Il recule donc le mercredi 23 (sol 168), terminant sa journée par des images avec la caméra panoramique. Le lendemain, il peut enfin placer sa fraise sur le rocher, décapant les deux premiers millimètres de sa cible en près de deux heures. La petite taille du rocher, à peine plus gros que la panoplie d'instruments au bout du bras robotique, rend la tache particulièrement ardue. Le rocher bouge durant l'opération et la cible n'est pas parfaitement polie, mais une première analyse au spectromètre alpha a lieu le vendredi 25 juin, suivi au cours du week-end par une analyse au microscope et au spectromètre Mossbauer. Les premiers résultats indiquent la présence d'hématite, sans que l'on sache encore quelle est la nature - volcanique ou sédimentaire - du rocher. Affaire à suivre…
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