Les capacités de discernement des couleurs que le rover Curiosity de la NASA utilise sur Mars depuis 2012 s'avèrent particulièrement utiles sur une crête à flanc de montagne que le rover est en train d'escalader.

Ces capacités vont au-delà des milliers d'images en couleur que Curiosity prend chaque année :le rover peut regarder Mars avec des filtres spéciaux utiles pour identifier certains minéraux, et aussi avec un spectromètre qui trie la lumière en milliers de longueurs d'onde, s'étendant au-delà des couleurs de la lumière visible dans l'infrarouge et l'ultraviolet. Ces observations facilitent les décisions sur l'endroit où conduire et les enquêtes sur les cibles choisies.

L'une de ces méthodes pour discerner les couleurs des cibles utilise la Mast Camera (Mastcam); l'autre utilise l'instrument Chemistry and Camera (ChemCam).

Chacun des deux yeux de la Mastcam - un téléobjectif et un angle plus large - possède plusieurs filtres scientifiques qui peuvent être modifiés d'une image à l'autre pour évaluer la luminosité d'une roche réfléchissant la lumière de couleurs spécifiques. Intentionnellement, certains des filtres sont destinés aux longueurs d'onde de diagnostic que certains minéraux absorbent, plutôt que de réfléchir. Hématite, un minéral d'oxyde de fer détectable avec les filtres scientifiques de Mastcam, est un minéral de premier intérêt alors que le rover examine "Vera Rubin Ridge".

"Nous sommes dans un domaine où cette capacité de curiosité a une chance de briller, " a déclaré Abigail Fraeman du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, qui dirige la planification de l'enquête de la mission sur Vera Rubin Ridge.

Cette crête sur le mont Sharp inférieur est devenue une destination prévue pour Curiosity avant que le rover n'atterrisse il y a cinq ans. Les observations au spectromètre depuis l'orbite ont révélé de l'hématite ici. La plupart des hématites se forment en présence d'eau, et la mission se concentre sur des indices sur les environnements humides dans le passé ancien de Mars. Il a trouvé des preuves au cours de la première année après l'atterrissage que certains anciens environnements martiens offraient des conditions favorables à la vie. Alors que la mission se poursuit, il étudie comment ces conditions ont varié et changé.

La ChemCam de Curiosity est surtout connue pour zapper les roches avec un laser afin d'identifier les éléments chimiques qu'elles contiennent, mais il peut également examiner des cibles proches et lointaines sans utiliser le laser. Pour ce faire, il mesure la lumière solaire réfléchie par les cibles dans des milliers de longueurs d'onde. Certains modèles de ces données spectrales peuvent identifier de l'hématite ou d'autres minéraux.

"Les couleurs des roches sur la crête sont plus intéressantes et plus variables que ce que nous avons vu plus tôt dans la traversée de Curiosity, " a déclaré Jeffrey Johnson, membre de l'équipe scientifique du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins, Laurier, Maryland. Il utilise à la fois les données Mastcam et ChemCam pour analyser les roches.

L'hématite se produit à des tailles de grains suffisamment petites dans les roches trouvées dans cette partie de Mars pour absorber de préférence certaines longueurs d'onde de la lumière verte. Cela lui donne une teinte violacée dans les images couleur standard de Curiosity, en raison de plus de réflexion de la lumière plus rouge et plus bleue que la réflexion des longueurs d'onde vertes. Les capacités supplémentaires de discernement des couleurs de Mastcam et ChemCam montrent l'hématite encore plus clairement.

Johnson a dit, "Nous utilisons ces capacités multispectrales et hyperspectrales pour examiner les roches juste devant le rover et également pour la reconnaissance—en regardant vers l'avenir pour aider à choisir où conduire pour une inspection plus approfondie."

Par exemple, un panorama en fausses couleurs du 12 septembre combinant des images Mastcam prises à travers trois filtres spéciaux a fourni une carte des endroits où l'hématite pouvait être vue dans une région à quelques jours de route. L'hématite est plus apparente dans les zones autour du substratum rocheux fracturé. L'équipe a conduit Curiosity sur un site de cette scène pour vérifier le lien possible entre les zones de fracture et l'hématite. Enquête avec Mastcam, ChemCam et autres outils, comprenant une caméra et une brosse sur le bras du rover, a révélé que l'hématite se trouve également dans le substrat rocheux plus loin des fractures une fois qu'une couche obscurcissante de poussière bronzée est éliminée. La poussière ne recouvre pas la roche fracturée aussi complètement.

Cette découverte suggère que la poussière et les fractures font apparaître l'hématite plus inégale qu'elle ne l'est en réalité. Si l'hématite est largement distribuée, son origine était probablement précoce, plutôt que dans une période ultérieure de fluides se déplaçant à travers des fractures dans la roche.

"Alors que nous nous approchions de la crête et maintenant que nous l'escaladons, nous avons essayé de lier ce qui a été détecté en orbite à ce que nous pouvons apprendre sur le terrain, " a déclaré Danika Wellington, membre de l'équipe scientifique de Curiosity de l'Arizona State University, Tempé. "C'est encore un travail en cours. Le degré d'oxydation des minéraux ferreux ici est lié à l'histoire des interactions entre l'eau et la roche."