Vue d’artiste du rover Rosalind Franklin © Thales Alenia Space
MicrOmega – ExoMars
Mars constitue une cible privilégiée en planétologie, notamment du fait de la conservation de terrains anciens (-4.5,-3.7 Md d’années) sur les hauts plateaux du Sud, alors que la Terre vivait ses premiers instants. Cet intérêt s’est accentué avec la découverte dans les terrains les plus anciens de phyllosilicates, minéraux témoignant de la présence d’eau liquide de façon stable sur des échelles de temps qui pourraient être compatibles avec le développement de la vie.
La mission ExoMars de l’agence spatiale européenne (ESA) a pour objectif de caractériser ce potentiel exobiologique. Cette mission comporte un orbiteur (Trace Gas Orbiter / TGO), lancé en 2016 et actuellement en orbite autour de Mars, et un rover dont le lancement est prévu en 2028.
Le rover ExoMars sera doté d’une foreuse lui permettant de récolter des échantillons jusqu’à une profondeur de 2 mètres, là où des traces de vies pourraient avoir été conservées.
Les échantillons, une fois prélevés au moyen de la foreuse, seront ensuite broyés avant d’être distribués par un carrousel (SPDS / Sample Preparation and Distribution System) aux différents instruments d’un petit laboratoire au sein même du rover : le microscope hyperspectral visible/proche-IR MicrOmega développé par l’IAS, le spectromètre RAMAN RLS et MOMA (Mars Organic Molecule Analyser), un spectromètre de masse couplé à un chromatographe en phase gazeuse.
Les objectifs scientifiques de MicrOmega, qui s’inscrivent au cœur de ceux de la mission ExoMars, sont de procéder, de manière non destructive, à une analyse minéralogique et moléculaire (organiques) des échantillons jusqu’aux échelles de ~20 µm. Les objectifs sont d’une part d’identifier et de caractériser les principaux constituants des échantillons, et d’autre part de localiser (« Regions of Interest », RoI) ceux dont la composition révèle un intérêt particulier en regard des objectifs premiers de la mission ; ceci permettra aux deux instruments (RLS et MOMA), qui constituent des spectromètres ponctuels, de poursuivre et raffiner l’analyse, par des techniques complémentaires.
MicrOmega couple donc des objectifs propres, et participe à la « science combinée » qui constitue une spécificité majeure de cette mission : jamais en effet de telles études couplées, à l’échelle microscopique, n’ont été réalisées à bord d’une mission spatiale martienne. En cela, MicrOmega jouera un rôle pivot pour optimiser le succès scientifique de la mission.
Modèle de qualification de l'instrument MicrOmega/ExoMars
Les capots ont été retirés ce qui permet de voir les différents sous-systèmes composant MicrOmega/ExoMars : à gauche la machine cryogénique avec le détecteur et à droite le système d'illumination de l'échantillon.
Contacts
Référents scientifiques
- Jean-Pierre Bibring, Professeur émérite à l’Université Paris-Saclay, Équipe Physique du système solaire et des systèmes planétaires
- Cédric Pilorget, Maître de conférences à l’Université Paris-Saclay, Équipe Physique du système solaire et des systèmes planétaires
Référents techniques
- Vincent Hamm, IR à l’Institut d’Astrophysique Spatiale
Pour aller plus loin :
Au plan instrumental, MicrOmega est un microscope hyperspectral ultra-miniaturisé, opérant dans le domaine spectral 0.99 – 3.65 µm, intégrant l’ensemble des fonctions instrumentales requises : éclairement monochromatique des échantillons dans un champ de vue de 5 x 5 mm2, en 256 x 250 pixels ; système dispersif constitué du couplage entre une lampe en lumière blanche et un AOTF bi-modal (double transducers) de très hautes performances ; focalisation de l’image sur un détecteur refroidi (activement) par une machine cryogénique dédiée. L’instrument complet, cartes électroniques incluses, pèse 2.0 kg.
