La NASA envoie un nouveau robot porteur de laser sur Mars. Mais contrairement aux lasers de la science-fiction, celui-ci est utilisé pour étudier la minéralogie et la chimie jusqu'à environ 20 pieds (7 mètres) de distance. Cela pourrait aider les scientifiques à trouver des signes de vie microbienne fossilisée sur la planète rouge, trop.

L'un des sept instruments à bord du rover Mars 2020 qui sera lancé cet été, SuperCam a été construit par une équipe de centaines et emballe ce qui nécessiterait généralement plusieurs pièces d'équipement de taille dans quelque chose de pas plus gros qu'une boîte de céréales. Il tire un faisceau laser pulsé du mât du rover, ou "tête, " vaporiser à distance de petites portions de roche, fournir des informations qui seront essentielles au succès de la mission.

Voici de plus près ce qui rend l'instrument si spécial :

Une portée lointaine

L'utilisation d'un faisceau laser aidera les chercheurs à identifier les minéraux qui sont hors de portée du bras robotique du rover ou dans des zones trop escarpées pour que le rover puisse y aller. Cela leur permettra également d'analyser une cible avant de décider s'il faut y guider le rover pour une analyse plus approfondie. Particulièrement intéressants :les minéraux qui se sont formés en présence d'eau liquide, comme les argiles, carbonates et sulfates. L'eau liquide est essentielle à l'existence de la vie telle que nous la connaissons, y compris les microbes, qui aurait pu survivre sur Mars il y a des milliards d'années.

Les scientifiques peuvent également utiliser les informations de SuperCam pour décider s'il faut capturer des carottes de roche pour le système de mise en cache des échantillons du rover. Mars 2020 collectera ces carottes dans des tubes métalliques, éventuellement les déposer à un endroit prédéterminé pour une future mission à récupérer et à ramener sur Terre.

Mise au point laser

SuperCam est essentiellement une version de nouvelle génération de la ChemCam du rover Curiosity. Comme son prédécesseur, SuperCam peut utiliser un faisceau laser infrarouge pour chauffer le matériau qu'il impacte à environ 18, 000 degrés Fahrenheit (10, 000 degrés Celsius) - une méthode appelée spectroscopie de claquage induite par laser, ou LIBS - et le vaporise. Une caméra spéciale peut alors déterminer la composition chimique de ces roches à partir du plasma créé.

Tout comme ChemCam, SuperCam utilisera l'intelligence artificielle pour rechercher des cibles rocheuses à zapper pendant et après les trajets, quand les humains sont hors de la boucle. En outre, cette A.I. améliorée. permet à SuperCam de pointer très précisément sur de petites entités rocheuses.

Une autre nouveauté de SuperCam est un laser vert qui peut déterminer la composition moléculaire des matériaux de surface. Ce faisceau vert excite les liaisons chimiques dans un échantillon et produit un signal en fonction des éléments qui sont liés entre eux - une technique appelée spectroscopie Raman. SuperCam utilise également le laser vert pour faire émettre de la lumière à certains minéraux et produits chimiques à base de carbone, ou fluorescent.

Les minéraux et les produits chimiques organiques émettent une fluorescence à des taux différents, le capteur de lumière de SuperCam est donc doté d'un obturateur qui peut se fermer aussi rapidement que 100 nanosecondes à la fois - si vite que très peu de photons de lumière y pénètrent. La modification de la vitesse d'obturation (une technique appelée spectroscopie de luminescence à résolution temporelle) permettra aux scientifiques de mieux déterminer les composés présents.

De plus, SuperCam peut utiliser la lumière visible et infrarouge (VISIR) réfléchie par le Soleil pour étudier la teneur en minéraux des roches et des sédiments. Cette technique VISIR complète la spectroscopie Raman; chaque technique est sensible à différents types de minéraux.

Laser avec un contrôle de micro

SuperCam comprend un microphone pour que les scientifiques puissent écouter chaque fois que le laser frappe une cible. Le son éclatant créé par le laser change subtilement en fonction des propriétés matérielles d'une roche.

"Le microphone a une fonction pratique en nous informant à distance de nos cibles rocheuses. Mais nous pouvons également l'utiliser pour enregistrer directement le son du paysage martien ou le pivotement du mât du rover, " a déclaré Sylvestre Maurice de l'Institut de recherche en astrophysique et sciences planétaires de Toulouse, La France.

Le rover Mars 2020 marque la troisième fois que cette conception de microphone particulière ira sur la planète rouge, dit Maurice. A la fin des années 1990, le même design est monté à bord du Mars Polar Lander, qui s'est écrasé à la surface. En 2008, la mission Phoenix a rencontré des problèmes électroniques qui ont empêché l'utilisation du microphone.

Dans le cas de Mars 2020, SuperCam n'a pas le seul microphone à bord du rover :une entrée, Le microphone de descente et d'atterrissage captera tous les sons du rover de la taille d'une voiture qui remonte à la surface. Il ajoutera de l'audio à la vidéo en couleur enregistrée par les caméras du rover, capturer un atterrissage sur Mars comme jamais auparavant.

Travail en équipe

SuperCam est dirigé par le Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique, où l'unité de corps de l'instrument a été développée. Cette partie de l'instrument comprend plusieurs spectromètres, électronique de commande et logiciel.

Le Mast Unit a été développé et construit par plusieurs laboratoires du CNRS (Centre français de recherche) et des universités françaises sous maîtrise d'ouvrage du CNES (Agence spatiale française). Les cibles d'étalonnage sur le pont du rover sont fournies par l'Université espagnole de Valladolid.

JPL construit et gérera les opérations du rover Mars 2020 pour la direction de la mission scientifique de la NASA au siège de l'agence à Washington.