Ce bras va ser­vir à récol­ter des échan­tillons pour les étu­dier dans les minis labo­ra­toi­res dont je fais la des­crip­tion ci-des­sous. Il est équipé d’un foret, d’une caméra, d’un spec­tro­mè­tre et d’outils pour trai­ter les échan­tillons..

Nous savions déjà que l’ins­tru­ment Chem­Cam, lui aussi décris ci-des­sous, avait com­mencé à tra­vailler avec suc­cès.

C’est une mis­sion d’au moins deux ans (si tout se passe comme prévu) qui com­mence donc dans de bon­nes con­di­tions.

Compte tenu de la dis­tance entre la terre et mars, le temps néces­saire aux signaux pour aller d’une pla­nète à l’autre variera de 8 à 42 minu­tes, ce qui rend la con­duite des expé­rien­ces com­plexe et lente. D’autre part la quan­tité d’infor­ma­tion qui peut tran­si­ter entre Curio­sity et la terre est rela­ti­ve­ment limi­tée. Le trans­fert se fait de pré­fé­rence en uti­li­sant les satel­li­tes en orbite autour de mars mais aussi direc­te­ment avec la terre.

Le rover con­tient 10 ins­tru­ments scien­ti­fi­ques. Bien sûr les medias met­tront iné­vi­ta­ble­ment l’accent sur les pho­to­gra­phies du sol mar­tien et c’est effec­ti­ve­ment inté­res­sant de voir la sur­face de mars mais les appa­reils embar­qués per­met­tront sur­tout de pro­gres­ser dans la con­nais­sance du sol.

Quelle est la nature et la com­po­si­tion des roches qui le com­po­sent ? Peut-on trou­ver des tra­ces d’eau, voire de vie ? Com­ment se com­porte l’atmo­sphère mar­tienne ? Tel­les sont les ques­tions qui con­di­tion­nent les explo­ra­tions futu­res de mars et qui per­met­tront d’avan­cer dans la con­nais­sance de la pla­nète et plus géné­ra­le­ment dans celle du sys­tème solaire.

Je vous pro­pose aujourd’hui de pas­ser en revue les 10 ins­tru­ments dont est doté le rover (on donne ce nom aux véhi­cu­les char­gés de l’explo­ra­tion d’une pla­nète) en en pré­ci­sant le rôle et le fonc­tion­ne­ment. Vous pou­vez cli­quer sur la plu­part des pho­tos qui accom­pa­gnent cet arti­cle pour les voir en plus grande réso­lu­tion.

Le des­sion qui suit vous per­met­tra de situer les appa­reils sur le rover.

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1. MAHLI (MArs Hand Lens Ima­ger)

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C’est une caméra con­çue pour voir de près. Elle devrait per­met­tre de voir la struc­ture des roches.

Elle dis­pose de ses pro­pres sour­ces de lumière grâce à 4 LED (dio­des élec­tro­lu­mi­nes­cen­tes) qui peu­vent éclai­rer la zone étu­diée et de 2 LED qui émet­tent dans l’ultra­vio­let afin de pro­duire de la fluo­res­cence qui est carac­té­ris­ti­que de cer­tains miné­raux.

Le cap­teur CCD qui fabri­que l’image est de 1 600 par 1 200 pixels. La caméra peut pren­dre 7 ima­ges par seconde. Cette caméra est située sur le bras du rover, elle peut donc être appro­chée de la roche à étu­dier mais peut aussi ser­vir à pho­to­gra­phier le rover ou l’envi­ron­ne­ment car elle peut être pla­cée plus haut que les camé­ras MAST­CAM.

2. MAST­CAM (MAST Camera)

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Il s’agit d’un ensem­ble de 2 camé­ras fixées sur le mât du rover à envi­ron 2 m du sol.

Elles pro­dui­sent des ima­ges en cou­leurs en lumière visi­ble et dans le pro­che infra­rouge. Elles ser­vi­ront à étu­dier l’envi­ron­ne­ment du rover et les phé­no­mè­nes météo­ro­lo­gi­ques. L’une des camé­ras est munie d’un objec­tif “grand angle” (34 mm), l’autre dis­pose d’un télé­ob­jec­tif de 100 mm. des fil­tres peu­vent être pla­cés devant les objec­tifs.

Les cap­teurs ont une réso­lu­tion de 1 200 x 1 600 pixels. Les ima­ges sont pro­dui­tes au for­mat JPEG ou RAW. Elles sont sto­ckées dans une mémoire flash de 5 GO. Des vidéos peu­vent éga­le­ment être pro­dui­tes.

3. MARDI (MARs Des­cent Ima­ger)

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Il s’agit d’une caméra cou­leurs pla­cée sous le chas­sis du rover et pré­vue pour pho­to­gra­phier le site d’atter­ris­sage pen­dant la des­cente. Elle a dû pren­dre envi­ron 500 pho­tos.

4. CHEM­CAM (CHE­Mis­try CAMera)

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Il s’agit d’un des ins­tru­ments les plus impres­sion­nants. Il est conçu pour ana­ly­ser les roches à dis­tance. C’est la pre­mière fois qu’un ins­tru­ment de ce type est uti­lisé sur un engin spa­tial.

Com­ment fonc­tionne-t-il ?

Il y a d’abord un laser qui lance des impul­sions très brè­ves. Ces impul­sions vien­nent frap­per la roche à ana­ly­ser sur une toute petite zone ( de 0,3 à 0,6 mm). Il peut tra­vailler jusqu’à une dis­tance d’envi­ron 7 mètres.

Sous l’effet de ces impul­sions (on en uti­lise envi­ron 60 par ana­lyse), il y a fusion de la roche en sur­face et créa­tion d’un plasma. La lumière émise dépend des ato­mes qui com­po­sent le plasma et donc de la com­po­si­tion de la roche.

La lumière émise est col­lec­tée et ana­ly­sée par des spec­tro­mè­tres. Ces appa­reils mesu­rent les lon­gueurs d’ondes émi­ses, ce qui per­met d’en déduire la com­po­si­tion chi­mi­que de la roche étu­diée. De nom­breux élé­ments peu­vent être détec­tés dont le sodium, le magné­sium, l’alu­mi­nium, le cal­cium, le potas­sium, le tita­nium, le man­ga­nèse, l’oxy­gène, l’hydro­gène, le stron­tium,…

La cons­truc­tion de CHEM­CAM a été con­fiée au CNES par la NASA. C’est le CEA qui a réa­lisé les étu­des et la mise au point. L’IRAP de Tou­louse a déve­loppé le laser sur la base d’un appa­reil fourni par Tha­lès. Les spec­tro­mè­tres ont été con­çus par la Labo­ra­toire natio­nal de Los Ala­mos.

CHEM­CAM a pu déjà être uti­lisé une pre­mière fois. 30 impul­sions laser ont été envoyées sur un caillou nommé “Coro­na­tion” et les résul­tats de l’ana­lyse sont arri­vés sur terre. De nom­breu­ses ana­ly­ses doi­vent avoir lieu dans les mois qui vien­nent.

5. APXS (Alpha-Par­ti­cle-X-ray-Spec­tro­me­ter)

Il s’agit d’un spec­tro­mè­tre à rayons X. Il per­met de mesu­rer la pro­por­tion des élé­ments chi­mi­ques lourds (sodium, magné­sium, alu­mi­nium, brome, nickel,…) dans les roches étu­diées.

APXS uti­lise un corps radio­ac­tif, le curium 244, comme source de rayon­ne­ment alpha et X. L’échan­tillon est bom­bardé par ce rayon­ne­ment et émet en retour des rayons X qui dépen­dent de sa com­po­si­tion.

Comme le curium 244 a une demie-vie de 18 ans, le géné­ra­teur pourra fonc­tion­ner plu­sieurs années si néces­saire.

Cet ins­tru­ment a été fabri­qué par l’Uni­ver­sité de Guelph au canada.

6. Che­Min (Che­mis­try and Mine­ra­logy)

Cet ins­tru­ment est des­tiné à l’ana­lyse miné­ra­lo­gi­que des roches. Il per­met de déter­mi­ner la struc­ture cris­tal­line des échan­tillons et la con­cen­tra­tion des dif­fé­rents com­po­sants. Cha­que ana­lyse dure envi­ron 10 heu­res.

Si vous vou­lez en savoir plus sur la lon­gue his­toire de la cons­truc­tion de cet ins­tru­ment, lisez (en anglais) ce pas­sion­nant arti­cle.

7. SAM (Sam­ple Ana­ly­sis at Mars)

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C’est un petit labo­ra­toire com­posé de 3 ins­tru­ments. L’objec­tif est ici d’étu­dier l’habi­ta­bi­lité de la pla­nète et de déce­ler d’éven­tuel­les tra­ces de vie. SAM com­porte :

- Un chro­ma­to­gra­phe en phase gazeuse. Cet appa­reil a été déve­loppé par deux labo­ra­toi­res fran­çais (LAT­MOS et LISA).

- Un spec­tro­mè­tre de masse à qua­dru­pôle pour ana­ly­ser les gaz de l’atmo­sphère ou créés par l’échauf­fe­ment d’un échan­tillon.

- Un spec­tro­mè­tre laser régla­ble. Il per­met de détec­ter les iso­to­pes de car­bone et d’oxy­gène et de détec­ter des tra­ces de méthane.

Ces trois appa­reils sont com­plé­tés par des dis­po­si­tifs per­met­tant de mani­pu­ler et de trai­ter les échan­tillons de roche.

8. RAD (Radia­tion Assess­ment Detec­tor)

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Ce dis­po­si­tif est des­tiné à étu­dier le rayon­ne­ment venant du soleil qui arrive sur le sol de mars. C’est impor­tant pour savoir com­ment ce rayon­ne­ment a modi­fié la sur­face du sol mais aussi pour savoir de quel rayon­ne­ment les hom­mes qui explo­re­ront mars devront se pro­té­ger.

9. DAN (Dyna­mic of Albedo Neu­trons)

Ce détec­teur de neu­trons a pour objec­tif de mesu­rer l’impor­tance de l’hydro­gène con­tenu dans le sol et d’en déduire la pro­por­tion d’eau con­te­nue dans le sol.

10 REMS (Rover Envi­ron­men­tal Moni­to­ring Sta­tion)



Il s’agit d’une sta­tion météo­ro­lo­gi­que. Elle mesure la pres­sion atmo­sphé­ri­que, l’humi­dité, les radia­tions ultra­vio­let­tes, la vitesse du vent, la tem­pé­ra­ture du sol et de l’air.

Cet ins­tru­ment a été conçu par des cher­cheurs espa­gnols.


Vous le voyez c’est un ensem­ble d’ins­tru­ments com­plexes (envi­ron 75 kg) qui com­mence à fonc­tion­ner sur mars. Je regrette que les médias ne s’y inté­res­sent pas plus mais j’y revien­drai sur ce blog…

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(La plu­part des infor­ma­tions et des ima­ges con­te­nues dans cet arti­cle pro­vien­nent du site de la NASA (an anglais).