Mars Pathfinder

L'étage de croisière, qui mesure 2,65 mètres de diamètre pour 1,5 mètre de haut, a une masse d'environ 300 kg dont 94 kg d'ergols (hydrazine). Son rôle est d'achever la séparation avec le lanceur, de mettre en rotation la sonde spatiale pour la stabiliser durant le transit entre la Terre et Mars et d'entretenir cette rotation, d'effectuer les corrections de trajectoire nécessaires durant cette phase, d'assurer les communications avec la Terre et enfin de placer le module de descente en position pour la rentrée atmosphérique. Une fois cette dernière tâche effectuée, il est largué par le module de descente. Il comprend des panneaux solaires d'une superficie de 4,4 m² utilisant des cellules photovoltaïques d'arséniure de gallium et fournissent 250 à 450 watts. L'énergie nécessaire à l'étage de croisière est de 178 watts. Pour corriger sa trajectoire et contrôler son orientation, l'étage de croisière utilise 8 moteurs-fusées d'une poussée de 4,4 newtons brûlant de l'hydrazine qui permettent de modifier la vitesse de 130 m/s sur l'ensemble de la mission. Les autres équipements sont une antenne moyen gain fonctionnant en bande X et enfin des capteurs solaires et des viseurs d'étoiles utilisés pour déterminer l'orientation (dérivés de ceux de la sonde spatiale Magellan[5] - [6].

• 
  Les trois rétrofusées installées sur un bâti reproduisant la forme du bouclier supérieur.
• 
  Test des rétrofusées sur une maquette du bouclier supérieur.
• 
  Airbags gonflés et générateurs de gaz.

Maquette de l'atterrisseur exposée au Centre Steven F. Udvar-Hazy.

Le module de descente protège la partie de la sonde spatiale qui doit se poser au sol de la chaleur qui se dégage durant la rentrée atmosphérique puis réduit la vitesse à l'approche du sol en utilisant un parachute puis quelques secondes avant de toucher le sol des rétrofusées. Le module de service comprend un bouclier thermique avant (le plus exposé à la chaleur) et un bouclier thermique arrière dont la forme et la structure sont directement dérivées du module de descente des sondes spatiales Viking. Des équipements mesurent les performances du module durant la descente. Il comprend également un parachute à fente également dérivé des sondes Viking et trois rétrofusées à propergol solide et un radar qui permet dont les données sont utilisées pour déclencher les dernières opérations durant la descente. Le module de descente a une masse d'environ 310 kg[5].

L'atterrisseur, avant son déploiement au sol, a la forme d'une pyramide tronquée à trois côtés. Chacun des quatre panneaux formant cette pyramide est de forme triangulaire et d'un 1 mètre de côté. Le panneau central sert de support au boitier contenant l'électronique et aux antennes, les trois autres sont reliés à ce panneau par des articulations munis de moteurs lents mais puissant. Lors du déploiement, l'atterrisseur s'ouvre comme une fleur, de sorte que le rover (posé sur l'un des trois panneaux latéraux) puisse s'en extraire. L'ensemble mesure alors 2,75 mètres d'envergure pour une hauteur de 1,5 mètre. Pour le cas où l'atterrisseur ne se poserait pas convenablement sur sa base mais sur l'un de ses panneaux latéraux, un dispositif est prévu lui permettant de le redresser. L'atterrisseur possède trois panneaux solaires triangulaires d'une superficie de 2,8 m² qui fournissent 1200 watts-heures par jour lorsque l'air est transparent et la moitié de cette quantité lorsque de la poussière est en suspension dans l'air. L'énergie est stockée dans des batteries argent zinc d'une capacité de 40 ampères-heures. L'ensemble des composants électroniques est placé dans un boitier central situé sur le pétale du milieu dans lequel est maintenu une température comprise entre 0 et 20 °C. Ce boitier abrite notamment l'ordinateur embarqué qui utilise un microprocesseur IBM RAD6000 version radio-durcie du PowerPC. Celui-ci dispose d'une mémoire de masse de 128 mégaoctets pour stocker les données et les photos effectuées. Le système de communication qui assure les échanges avec la Terre mais également avec le rover est également stocké dans ce boitier. L'atterrisseur dispose d'une antenne grand gain de 30 cm de diamètre (débit de 2 250 bits par seconde), ainsi qu'une antenne à faible gain[7].

La principale innovation apportée par le Jet Propulsion Laboratory est constituée par le système de ballons servant d'amortisseur durant la dernière partie de la descente. Gonflés par des générateurs de gaz huit secondes avant l'arrivée au sol ils entourent complètement l'atterrisseur. Une fois déployés l'ensemble fait 5,3 mètres de large, pour 4,3 mètres de haut et 4,8 mètres de profondeur. Ces airbags permettent de s'affranchir d'un système propulsif à poussée variable pour arriver au sol ainsi que d'un logiciel de guidage pointu. Il élimine également le risque associé aux irrégularités du terrain. L'atterrissage peut se faire avec une vitesse verticale de 14 m/s, une vitesse horizontale de 20 m/s et en présence de rochers de 50 centimètres de haut. Ce dispositif n'est pas réellement nouveau car il a été utilisé par les soviétiques pour poser certaines de leurs sondes sur la surface de la Lune[8]. Sa mise au point a entraîné de nombreuses modifications. Le système initial qui ne comportait qu'une seule couche de tissu ne pesait que 15 kg mais les tests ont démontré qu'il ne fallait pas moins de quatre couches portant le poids à 85 kg[9].

Le rover Sojourner.

Le rover Sojourner (nommé d'après Sojourner Truth) pèse 10,6 kg et mesure 65 cm de long pour 48 cm de large et 30 cm de haut. Doté de six roues il peut s'éloigner théoriquement jusqu'à 500 mètres de la zone d'atterrissage. Le système de suspension de type rocker-bogie a été mis au point par le JPL et permet à ses roues de 13 centimètres de diamètre de franchir des obstacles de 20 centimètres et gravir des pentes de 45°. Chaque roue dispose dans son moyeu d'un moteur électrique et peut pivoter de manière indépendante. Sa vitesse de déplacement théorique est de 24 mètres par heure mais en pratique il ne dépassera jamais 1 cm/s durant les opérations au sol sur Mars. L'énergie est fournie par un panneau solaire d'une superficie de 0,25 m². La consommation électrique de ses équipements et de ses instruments est de 16 watts. Durant la nuit il utilise une batterie au lithium non rechargeable. Pour maintenir les équipements à une température acceptable ceux-ci sont isolés sur le plan thermique par des blocs d'aérogel, une matière d'une densité infime mais possédant un très bon pouvoir isolant. Ce dispositif est complété par trois piles contenant chacune 2,6 grammes de plutonium 238 dont la désintégration fournit de la chaleur. Il est relié en bande UHF avec l'émetteur récepteur radio de l'atterrisseur. Pour ses déplacements Sojourner dispose de deux modes de fonctionnement. D'une part il peut recevoir des instructions de la Terre (par l'intermédiaire de l'atterrisseur). L'opérateur analyse les images du terrain environnant pour définir les instructions de déplacement. Il peut également naviguer de manière autonome en analysant la réflexion des rayons lumineux émis par cinq lasers dont il dispose à l'avant. Cette analyse lui permet de distinguer les obstacles et de les contourner. S'il ne parvient pas à trouver un passage, il signale par radio à la Terre qu'il est bloqué[9].

IMP (Imager for Mars Pathfinder) est une caméra stéréo couleur qui utilise deux optiques pour fournir des images en relief. La caméra est fixée à 1 mètre au-dessus du plateau supérieur de l'atterrisseur au sommet d'un mat télescopique constitué d'un treillis métallique qui est déployé après l'atterrissage. La caméra est orientable sur 360° sur le plan horizontal et de -73° à +83° en élévation. Les deux optiques distantes de 150 millimètres ont une longueur focale de 23 millimètres et un champ de vue de 14,4°. Elles sont protégées de la poussière extérieure par des vitres en silice fondues. Les deux images collectées sont renvoyées sur deux détecteurs de type CCD placées côte à côte comportant chacun 256x256 pixels. Sur le chemin optique est située une roue à filtre comportant quatre paires de filtres atmosphériques, deux paires de filtres pour les images en relief et 11 filtres destinés à mettre en évidence des formations géologiques. Un objectif dioptrique permet de prendre des images rapprochées d'un petit aimant fixé à faible distance de l'IMP pour visualiser les poussières qui adhèrent à l'aimant. La réalisation de la caméra a été pilotée par l'Université de l'Arizona avec des contributions de la société Lockheed Martin, de l'institut Max Planck d'aéronomie de Lindau (Allemagne), de l'Université technique de Brunswick (Allemagne) et de l'institut Niels Bohr à Copenhague (Danemark)[10]

L'instrument ASI/MET (Atmospheric Structure Instrument/Meteorology Package) doit recueillir des données météorologiques telles que la pression, la température, la vitesse et la direction des vents une fois l'atterrisseur au sol. Il doit également mesurer les caractéristiques des couches atmosphériques traversées durant la descente. L'instrument, qui a une masse de 2,41 kg, est développé par le Jet Propulsion Laboratory. Il comprend quatre thermocouples chargés de mesurer la température avec une précision de 0,1 °C. Ceux ci sont fixés sur un mat de 1 mètre de haut qui est placé à la verticale une fois l'atterrisseur au sol. Les thermocouples sont régulièrement espacés et situés au niveau du sol et à 25 cm, 50 cm, 1 m de hauteur. La pression est mesurée par un capteur qui dérive de celui utilisé par les missions Viking. Trois manches à air fixés à différentes hauteurs sur le mat météorologique permettent de mesurer à la fois la direction et la vitesse du vent. La direction est déterminée en prenant régulièrement des photos des manches à air avec la caméra IMP.

APXS (Alpha Proton X-Ray Spectrometer) est un spectromètre à particules alpha et à rayons X utilisé pour déterminer les éléments chimiques présents dans un échantillon de roche. Pour y parvenir l'instrument bombarde la roche à analyser de particules alpha générées par une source radioactive (curium 244). Les détecteurs de l'instrument analysent alors les particules émises en réaction au bombardement. Un détecteur au silicium analyse les particules alpha renvoyées par les noyaux des atomes de la roche. En mesurant leur énergie maximum il peut déterminer précisément la présence des atomes légers comme le carbone, l'oxygène et l'azote. Il est moins précis pour les éléments les plus lourds. Un deuxième détecteur également au silicium mesure les protons expulsés par le bombardement et permet d'identifier des atomes légers (masse atomique comprise entre 9 et 14) comme le sodium, l'aluminium, le soufre et le magnésium. Le troisième détecteur analyse les rayons X émis par les atomes les plus lourds (à partir du sodium) et permet de déterminer la proportion des éléments présents avec une précision proche du ppm. Tous ces détecteurs ne peuvent fonctionner que si leur température est inférieure à -25 °C ou -35 °C (selon le détecteur). Un refroidisseur à effet Peltier permet d'abaisser la température des détecteurs mais, pour limiter la consommation d'énergie, les responsables de la mission ont préféré ne pas l'utiliser et faire fonctionner l'instrument de nuit, qui sur Mars est caractérisée par des températures très basses (-85 °C). L'instrument est installé sur un bras qui se déploie devant le rover Sojourner pour le positionner le détecteur au contact avec la roche. Pour obtenir des résultats, l'instrument doit rester plaqué contre l'échantillon pendant 10 heures. L'instrument, qui a une masse de 0,56 kg, est une copie de celui embarqué à bord de la sonde russe Mars 96 lui-même dérivé des instruments emportés par les sondes soviétiques Vega et Phobos. Il est fourni par l'Institut Max-Planck de chimie de Mayence (Allemagne). Le détecteur rayons X est fourni par l'Université de Chicago[11] - [10].

Le lancement est reporté à deux reprises, la première fois pour cause de mauvais temps, la seconde à cause d'une panne informatique, qui stoppe le compte à rebours, 4 minutes avant l'allumage des moteurs. Il a finalement lieu le 4 décembre 1996 à 06:58:07 (UTC), depuis ESMC / Complexe de lancement 17B. Durant les sept mois que dure son trajet vers la planète rouge, l'étage de croisière (un cylindre de 2,65 m de diamètre pour 1,5 m de hauteur) alimente Pathfinder en énergie (grâce à ses 2,5 m² de panneaux solaires) et assure les transmissions avec la Terre (grâce à une antenne à gain moyen). Équipé d'un système propulsif (deux séries de quatre tuyères et quatre réservoirs d'hydrazine) pour les corrections de trajectoire, il tourne sur lui-même deux fois par minute de manière à se stabiliser. Grâce à lui, la sonde effectue quatre corrections les 10 janvier, 3 février, 6 mai et 25 juin.

Déroulement de la descente vers le sol martien[12]

	Réf. schéma	Heure	Événement	Altitude	Vitesse
	1	T - 34 min	Largage de l'étage de croisière	8 500 km	7,26 km/s
	2	T - 4 min	Début de la rentrée atmosphérique	125 km	7,26 km/s
	3	T - 2 min	Déploiement du parachute	6-11 km	350-450 m/s
	4	T - 100 s	Largage du bouclier thermique avant	5-9 km	95-130 m/s
	5	T - 80 s	Atterrisseur suspendue par filin	3-7 km	65-95 m/s
	6	T - 32 s	Le radar mesure la distance au sol	1,5 km	60-75 m/s
	7	T - 8 s	Les airbags sont gonflés	300 m	52-64 m/s
	8	T - 4 s	Mise à feu des rétrofusées	50-70 m	52-64 m/s
	9	T - 2 s	Largage de l'atterrisseur	0-30 m	0-25 m/s
	10	T + 15 min	Les airbags se dégonflent	au sol
	11	T + 75 min	Rétractation des airbags atmosphérique
	12	T + 120 min	Transmission des premières données
T = heure atterrissage.

La séquence d'atterrissage débute à 8 500 km d'altitude, soit 35 minutes avant le contact avec le sol, par l'éjection de l'étage de croisière, désormais inutile. Contrairement aux sondes Viking, Pathfinder ne se met pas en orbite autour de la planète, il effectue directement sa rentrée, à 130 km d'altitude, avec un angle de 14,2°. La sonde est protégée d'un échauffement excessif par un bouclier thermique de 2,65 mètres de diamètre. Grâce à ce freinage « naturel », la vitesse de Pathfinder est réduite à 1 440 km/h. Alors que le sol n'est plus qu'à 9,4 km, un parachute de 11,5 m de diamètre est éjecté. La vitesse de Pathfinder tombe à 234 km/h. Vingt secondes plus tard, le bouclier thermique est éjecté. Vingt autres secondes s'écoulent avant que la sonde ne soit descendue au bout d'un filin de kevlar de 30 mètres de long, dont l'extrémité est fixée au bouclier supérieur (attaché au parachute). La distance au sol n'est plus que de 6,6 km. Quand elle n'est plus que de 300 m, huit secondes avant le contact avec le sol, la grappe des 24 ballons protecteurs se gonfle tout autour d'elle en moins d'une seconde. Deux secondes plus tard, alors que la sonde n'est plus qu'à 50 m du sol, les trois rétrofusées rivetées sur le bouclier supérieur s'allument, stoppant instantanément l'ensemble en plein ciel. Presque simultanément, la bride de kevlar qui reliait la sonde au bouclier supérieur est sectionnée : Pathfinder parcourt les vingt derniers mètres qui la séparent du sol en chute libre et touche le sol avec une vitesse de 19 m/s, soit 68 km/h. Il s'est alors écoulé quatre minutes et demie depuis le début de sa rentrée dans l'atmosphère, elle touche le sol d'Ares Vallis. Il est alors 2 h 56 min 55 s du matin, heure martienne (soit 16 h 56 min 55 s UTC. Le site d'atterrissage est situé comme prévu à Ares Vallis à 19 kilomètres au sud-ouest du centre de l'ellipse. Les coordonnées sont 19,33° de latitude nord et 33,52° degrés de longitude ouest. Mars Pathfinder a rebondi quinze à vingt fois sur ses airbags (au début jusqu'à 15 m de haut), parfois sur des rochers, avant de se stabiliser[9]. .

De son côté le bouclier supérieur, après le largage de l'atterrisseur, reprend un peu d'altitude sous la poussée des rétrofusées, qui continuent à fonctionner pendant deux secondes afin de l'entraîner le plus loin possible du site d'atterrissage et d'éviter ainsi qu'il ne retombe sur la sonde[Note 2]. Le site d'atterrissage est baptisé Mémorial Carl Sagan en l'honneur de l'astronome et planétologue américain Carl Sagan, qui avait été un grand défenseur de l'exploration spatiale et qui était décédé deux semaines seulement après le lancement de la sonde spatiale[9].

Cette photo extraite d'un panorama montre les coussins dégonflés et une des deux rampes utilisables par Sojourner pour descendre sur le sol martien.

Une antenne faible gain est fixée au sommet de la sonde spatiale et alors qu'il n'y avait qu'une chance sur quatre pour que la sonde spatiale s'immobilise avec sa base posée sur le sol (Si ce n'avait pas été le cas l'ouverture des pétales aurait remis l'atterrisseur à l'endroit) c'est ce qui est arrivé à Mars Pathfinder. L'antenne permet à la sonde spatiale d'informer sans attendre la salle de contrôle que l'atterrissage s'est bien déroulé. Une fois la poussière soulevée par l'atterrissage retombée, les coussins se dégonflent grâce à l'ouverture de valves puis sont rétractés par des câbles en kevlar pour permettre l'ouverture des pétales délimitant le cœur de la sonde spatiale. Les pétales de l'atterrisseur s'ouvrent, exposant ses panneaux solaires. L'atterrissage ayant eu lieu de nuit, il faut attendre le lever du soleil pour permettre aux panneaux solaires de fournir de l'énergie et de prendre le relais des batteries. La caméra est utilisée pour déterminer la position du Soleil, ce qui permet en retour d'orienter l'antenne grand gain vers la Terre et d'envoyer les premières informations détaillées vers la Terre[9].

Durant le premier jour à la surface de Mars, la caméra prend les premières images et quelques relevés météorologiques sont effectués. Les ingénieurs réalisent alors que l'un des coussins ne s'est pas complètement dégonflé et qu'il peut donc gêner le débarquement du rover[13]. Pour résoudre ce problème, ils rehaussent puis abaissent plusieurs fois un pétale de l'atterrisseur pour aplatir le coussin[9]. Les données transmises ce jour-là contiennent celles recueillies durant la descente permettent pour la première fois de disposer d'un profil vertical de température de l'atmosphère martienne durant la nuit. Les données des capteurs enfouis dans le bouclier thermique permettent également de valider la conception de cet équipement qui sera repris par les sondes spatiales martiennes suivantes. Les télémesures indiquent que l'atterrisseur a une inclinaison réduite de 2°[14].

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← Beagle 2 (2003)

← Rosalind Franklin (2023?)

Curiosity (2012) →

←Perseverance (2021)

Deep Space 2 (1999) →

InSight (2018) →

↓Tianwen-1 rover (2021)

Mars 2 (1971) →

← Mars 3 (1971)

Mars 6 (1973) →

Polar Lander (1999) ↓

↑ Opportunity (2004)

← Phoenix (2008)

Schiaparelli EDM (2016) →

← Sojourner (1997)

Spirit (2004) ↑

Viking 1 (1976) →

Viking 2 (1976) →

Les photos des alentours montrent une multitude de petits rochers aux formes, textures et couleurs variées qui ravissent les géologues. Par ailleurs, alors que le terrain à proximité est bien plat, des petites ondulations apparaissent à quelques mètres et deux collines hautes de plus de 50 mètres, l'une au sommet conique l'autre avec un sommet aplati, sont visibles sur l'horizon à l'ouest. Éloignées de 860 mètres, elles sont rapidement baptisées Twin Peaks. Sur les flancs de ces collines, on distingue des traces de dépôts, de coulées et des terrasses formées par des écoulements. Au sud du site, une ondulation est en fait la lèvre d'un cratère de 1,5 km de diamètre qui au moment de sa formation a éjecté des roches qui se sont mélangées avec celles transportées sans doute par les inondations. Des petites saillies visibles sur l'horizon correspondent à des reliefs dont le plus éloigné semble se trouver à une quarantaine de kilomètres. Certaines roches sont très pointues, d'autres sont arrondies ou montrent des signes d'érosion par le vent qui n'avaient jamais été observés jusque là sur la planète. Les cailloux arrondis, les rochers souvent penchés ou alignés sur un axe nord-est semblent confirmer la thèse de débris charriés là par des inondations[15].

La couleur du ciel est une surprise pour les scientifiques. Alors qu'aucune tempête de poussière majeure n'a eu lieu depuis des années, celui-ci est de couleur rosé ce qui semble indiquer que la poussière, à l'origine de cette coloration, est présente en permanence dans l'atmosphère. L'opération de rétraction des airbags a fait apparaitre le sol immédiatement sous la surface, qui est plus sombre. D'autres taches sombres sont visibles plus loin sur les images prises par la caméra. Elles semblent indiquer l'endroit où les airbags ont touché le sol avant de rebondir. Les ingénieurs et les scientifiques baptisent rapidement les rochers alentour en leur donnent des noms de personnages de fiction en particulier de dessins-animés : Barnacle Bill, Yogi, Scooby Doo, Casper, Boe, Stimpy, Bullwinkle, Wedge...)[16].

Le débarquement du rover Sojourner sur le sol martien ne se fait pas sans anicroche. Deux rampes de débarquement sont déroulées l'une devant, l'autre derrière le rover. Mais la rampe de devant ne touche pas le sol. Celle de derrière est par contre au contact avec le sol mais elle nécessite de piloter le rover en marche arrière sans bénéficier des caméras toutes placées sur l'avant du véhicule. Par ailleurs, un airbag déborde légèrement sur la rampe et les liaisons radio entre Sojourner et Mars Pathfinder sont perturbées. Les ingénieurs décident de repousser au lendemain le débarquement du rover. Quand les communications sont rétablies le lendemain, l'ordinateur de Sojourner a redémarré pour une raison non élucidée mais cet événement a permis de résoudre les problèmes de communication entre le rover et l'atterrisseur. Les ingénieurs déclenchent les charges pyrotechniques qui libèrent le rover de ses entraves et envoie l'instruction de mise en marche. Le rover descend à reculons sur la rampe arrière et touche le sol martien une dizaine de minutes plus tard[9].

Photo prise par Sojourner du rocher MOE, sans doute sculpté par les processus éoliens.

Photo prise au crépuscule : la couleur du ciel est représentative de ce qu'un œil humain verrait.

Immédiatement après avoir touché terre, le rover utilise son spectromètre pour déterminer la composition du sol martien au cours de la nuit suivante. Le support télescopique de la caméra IMP est déployé ce qui permet de positionner celle-ci à une hauteur de 1,4 mètre. Le lendemain, Sojourner vient placer en marche arrière son spectromètre APXS au contact du rocher baptisé Barnacle Bill et prend depuis cette position une photo de la sonde spatiale mais les coussins dégonflés obstruent en partie son champ de vue. L'analyse du rocher, une première sur Mars, révèle une proportion surprenante de silicium impliquant la présence de quartz comme l'andésite sur Terre. Mais ce résultat est contesté car il pourrait provenir d'une couche superficielle, sans rapport avec la roche, et créée par l'exposition de celle-ci aux éléments et aux bombardements de particules (vent solaire, rayons cosmiques). Un deuxième rocher baptisé Yogi, de grande taille, de forme arrondie et comprenant de manière intrigante deux coloris, constitue la deuxième cible étudiée. Mais à la suite d'une manœuvre d'approche erronée, puis de plusieurs anomalies successives, il faut quatre jours pour que le spectromètre puisse être apposé contre le rocher. Par la suite, Sojourner analyse un rocher blanc baptisé Scooby Doo puis une portion de sol sableux. Pour la première fois, il utilise pour se déplacer son système de navigation autonome[17].

Durant ce temps, la caméra de Mars Pathfinder est utilisée pour réaliser des panoramas, assister le rover dans sa navigation en réalisant des images de sa position à la fin de chaque journée et photographier les manches à air et les aimants utilisés pour collecter la poussière magnétisée. Les images prises montrent que les roues du rover dévoilent des portions de sol de couleur rosée. Après l'examen d'un rocher baptisé Souffle, les contrôleurs au sol décident de contourner avec le rover l'atterrisseur afin de se diriger vers un groupe de rochers baptisé Rock Garden (le « jardin de rochers »). 38 jours se sont écoulés depuis l'atterrissage lorsque Sojourner atteint son objectif. Le rover, à la suite d'une erreur d'un capteur, entreprend de se hisser sur une roche ce qui porte son inclinaison à 20°. Les mécanismes de protection se déclenchent et la progression du rover est stoppée. Au cours des 20 jours suivants, le rover analyse les roches Sharp, Moe et Half Dome. Le 58^e jour, les batteries de Sojourner cessent de fonctionner : le spectromètre ne pourra désormais plus être utilisé qu'en journée lorsque les cellules solaires situées sur le dessus du rover fournissent de l'énergie. Le 76^e jour, Sojourner parvient à photographier un champ de petites dunes non visibles par la caméra de Mars Pathfinder[18].

En parallèle, les instruments accumulent les observations de l'atmosphère de Mars. Des photos du crépuscule martien et la mesure de la chute de la production d'électricité par les panneaux solaires sont utilisés pour mesurer la proportion de poussière dans l'atmosphère. La quantité d'eau en suspension en prenant des images du Soleil avec des filtres correspondant aux raies d’absorption de la vapeur d'eau. Des nuages de glace d'eau de couleur bleue sont parfois aperçus dans le ciel. La température à différentes altitudes au-dessus du sol est mesurée de manière continue[19].

Vue du site de Mars Pathfinder à Ares Vallis. Dans le lointain. On distingue nettement à l'horizon deux collines baptisées Twin Peaks.

Après avoir étudié le site de Rock Garden, l'équipe projet envisage d'envoyer Sojourner beaucoup plus loin pour évaluer ses capacités et contribuer à la mise au point de la prochaine génération de rovers. Mais la recharge de la batterie de Mars Pathfinder se dégrade progressivement. Un dernier contact avec la sonde spatiale a lieu le 27 septembre 1997 à 10 h 23 heure universelle. Le 28 septembre, la sonde spatiale ne répond plus. La raison exacte de l'arrêt des transmissions n'est pas certaine, mais l'arrêt est probablement dû à l'épuisement de la batterie durant la nuit qui aurait remis l'horloge interne à 0. Lorsque le jour revient et que l'énergie afflue à nouveau, l'ordinateur embarqué n'aurait pas pu situer la Terre et donc pointer l'antenne parabolique vers celle-ci. Une brève liaison est rétablie les 1^er et 7 octobre mais sans qu'aucune donnée ne soit transmise. L'électronique étant exposée à une température de plus en plus basse au fil des nuits, il est probable qu'elle a cessé de fonctionner de jour au bout d'un certain temps. Les ingénieurs abandonnent le 10 mars 1998 les tentatives de prise de contact[20].

NASA

• (en) NASA, Mars Pathfinder Landing, juillet 1997 (lire en ligne)
  Dossier de presse fourni par la NASA pour l'atterrissage de Mars Pathfinder

Articles sur le déroulement de la mission et résultats

• (en) Mathew P. Golombek, T. Economou, W. M. Folkner et al., « The Mars Pathfinder Mission », Journal of Geophysical Research, vol. 102, n^o E2,‎ 25 février 1997, p. 3953-3965 (DOI 10.1029/96JE02805, lire en ligne) — Présentation de la mission
• (en) M. P. Golombek, T. Economou, W. M. Folkner et al., « Overview of the Mars Pathfinder Mission and Assessment of Landing Site Predictions », Science, vol. 278, n^o 5344,‎ 5 décembre 1997, p. 1743-1748 (DOI 10.1126/science.278.5344.1743, lire en ligne) — Synthèse des résultats de la mission Mars Pathfinder
• (en) P. H. Smith, J. F. Bell III, N. T. Bridges et al., « Results from the Mars Pathfinder Camera », Science, vol. 278, n^o 5344,‎ 5 décembre 1997, p. 1758-1765 (DOI 10.1126/science.278.5344.1758, lire en ligne) — Synthèse des résultats de la mission Mars Pathfinder

Autres ouvrages

• (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 2 Hiatus and Renewal 1983-1996, Chichester, Springer Praxis, 2009, 535 p. (ISBN 978-0-387-78904-0)
  Historique et déroulement détaillé des missions interplanétaires entre 1982 et 1996
• (en) Peter J. Westwick, Into the black : JPL and the American space program, 1976-2004, New Haven, Yale University Press, 2006, 413 p. (ISBN 978-0-300-11075-3) — Histoire du Jet Propulsion Laboratory entre 1976 et 2004
• (en) Erik M. Conway, Exploration and engineering : the Jet propulsion laboratory and the quest for Mars, Baltimore, Johns Hopkins University Press, 2015, 418 p. (ISBN 978-1-4214-1605-2, lire en ligne) — Histoire du programme d'exploration martien du Jet Propulsion Laboratory

• Exploration du système martien
• Mars Exploration Rover
• Spectromètre à particules alpha et à rayons X
• Astromobile
• Programme Discovery et Programme Mars Surveyor
• MESUR projet abandonné à l'origine de la mission Mars Pathfinder
• Mutex (Cet article détaille le bug informatique dont fut victime la mission).

• (en) Site officiel de la NASA
• Description de la mission Pathfinder sur le site de Philippe Labrot.
• (en) Toutes les photos de la mission sur le site Photojournal du JPL).