Utilisatrice:Eric.LEWIN/Traductions en cours/SuperCam
SuperCam est une suite d'instruments de télédétection pour le rover Perseverance de la mission Mars 2020, qui effectue des analyses à distance des roches et des sols. Elle est construite sur la base d'un télescope, d'un microphone, d'une caméra en couleurs, d'un laser empruntant deux voies dont une équipée d'un doubleur de fréquence, et de quatre spectromètres pour analyser les lumières, naturelle ou provoquées. Outre de caractériser les compositions chimique et minéralogique des cibles, elle est capable de détecter des composés organiques qui pourraient contenir des biosignatures d'une vie microbienne passée sur Mars, si jamais elle y a existé.
SuperCam a été développé en collaboration entre : le Laboratoire national de Los Alamos (LANL) aux États-Unis ; un consortium de recherche et de développement en France, piloté par l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) et l'Agence spatiale française CNES, auxquels sont adossés plusieurs laboratoires du CNRS, principalement de son département INSU, ainsi que d'une demie-douzaine d'universités ; l'Université d'Hawaï ; et l'université de Valladolid en Espagne. Le scientifique responsable de l'instrument est Roger Wiens (du LANL), adjoint par Sylvestre Maurice (de l'IRAP). SuperCam est une version améliorée des instruments ChemCam, l'un des succès technologiques du rover Curiosity de la mission Mars Science Laboratory (MSL), augmenté d'un système de doublement du faisceau laser, de détecteurs différents, d'une caméra en couleurs et d'un microphone. [1] [2] [3]
En avril 2018, la suite SuperCam est entrée dans les dernières étapes d'assemblage et de test. Le modèle de vol a été installé sur le rover en juin 2019. La mission du rover a été lancée le 30 juillet 2020. [4]
Instruments[modifier | modifier le code]
| SuperCam | Unités / performances [5] |
|---|---|
| Lieu | Mât (laser, optique de division de la longueur d'onde, télescope, caméra, électronique de pilotage de ces sous-sytèmes) ; intérieur du pont (spectromètres, électronique de commande générale, d'acquisition et de traitement des données) |
| Masse | 10,4 kg |
| Puissance | 17,9 watts |
| Dimensions | Environ. 38 cm × 24 cm × 19 cm |
| Retour de données | 15,5 mégabits par expérience |
| Portée maximale de travail | Laser en voie rouge (LIBS): 7 m ; </br> Laser en voie verte (Raman): 12 m. |
Pour les mesures de composition chimique, la suite d'instruments utilise une version des instruments ChemCam à succès du rover Curiosity qui ont été mis à niveau avec deux lasers et détecteurs différents. [2] [3] Les instruments de SuperCam sont capables d'identifier les types de produits chimiques qui pourraient être des preuves de la vie passée sur Mars . SuperCam est une suite d'instruments divers, et la collecte de mesures corrélées sur une cible peut être utilisée pour déterminer directement la géochimie et la minéralogie des échantillons. [1] [6] [7]
La suite dispose de plusieurs instruments intégrés: la spectroscopie Raman, la spectroscopie de fluorescence résolue en temps (TRF) et la spectroscopie de réflectance visible et infrarouge (VISIR) pour fournir des informations préliminaires sur la minéralogie et la structure moléculaire des échantillons considérés, ainsi que pour pouvoir directement mesurer les composés organiques . [3] [2] Le total est de quatre spectromètres complémentaires, ce qui rend la suite suffisamment sensible pour mesurer des traces de produits chimiques. [1] [6]
LIBS[modifier | modifier le code]
Le système de spectroscopie de panne induite par laser à distance (LIBS) émet un faisceau laser de 1064 nm pour étudier des cibles aussi petites qu'un grain de riz à une distance de plus de 7 mètres, permettant au rover d'étudier des cibles au-delà de la portée de son bras. [5] [6] [7] Le faisceau vaporise une infime quantité de roche, créant un plasma chaud. SuperCam mesure ensuite les couleurs de la lumière dans le plasma, qui fournissent des indices sur la composition élémentaire de la cible. [2] Son laser est également capable d'éliminer à distance la poussière de surface, donnant à tous ses instruments une vision claire des cibles. L'unité LIBS contient trois spectromètres. Deux d'entre eux gèrent la partie visible et violette des spectres VISIR, tandis que la partie IR est enregistrée dans le mât. [8]
Spectroscopie Raman[modifier | modifier le code]
Spectromètre Raman de SuperCam (à 532 nm) étudie des cibles jusqu'à 12 m du mobile. Dans la technique de spectroscopie Raman, la plupart de la lumière laser verte est réfléchie à la même longueur d'onde qui a été envoyée, mais une petite fraction de la lumière interagit avec les molécules cibles, changeant la longueur d'onde proportionnellement à l'énergie vibrationnelle des liaisons moléculaires. En observant spectralement la lumière Raman renvoyée, l'identité des minéraux peut être déterminée. [9] [10]
Spectromètre IR[modifier | modifier le code]
Le spectromètre infrarouge, fourni par la France, fonctionne dans les longueurs d'onde du proche infrarouge (1,3 à 2,6 micromètres) et ses photodiodes, ou détecteurs, sont refroidis par de petits refroidisseurs thermoélectriques pour s'assurer qu'ils fonctionnent entre -100 ° C et −50 ° C à tout moment. [8] Cet instrument analysera de nombreux minéraux argileux et aidera à démêler l'histoire de l' eau liquide sur Mars . [1] Les types de minéraux argileux et leurs abondances donnent des indices sur la nature de l'eau qui était présente, que ce soit frais ou salé, acide ou neutre pH, si elle aurait pu être glacé ou chaud, et si l'eau était présent pendant une longue période de temps. Ce sont des questions clés pour comprendre à quel point l'environnement de surface était habitable dans un passé lointain.
Caméra / télescope[modifier | modifier le code]
La caméra optique de SuperCam acquiert des images couleur haute résolution d'échantillons à l'étude, qui aident également à déterminer la géologie de la surface. Cette caméra peut également étudier comment l'eau et la poussière atmosphériques absorbent ou réfléchissent le rayonnement solaire, ce qui peut aider à élaborer des prévisions météorologiques . [5] SuperCam est également équipé d'un microphone pour capturer les premiers enregistrements audio de la surface de Mars. [1] Le microphone est du même modèle (Knowles Electret) que ceux qui ont volé vers Mars sur le Mars Polar Lander 1998 et l' atterrisseur Phoenix 2007. [6] Cependant, aucune des deux missions n'a pu enregistrer des sons.
Spectromètres - Table[modifier | modifier le code]
Les détecteurs des quatre spectromètres sont refroidis juste en dessous de 0 ° C par refroidisseurs thermoélectriques. Les photodiodes pour le spectromètre infrarouge (IR) sont en outre refroidies entre -100 ° C et −50 ° C à tout moment. [8]
| Spectromètre [8] | Région ultraviolette | Région violette | Région visible | Région infrarouge (IR) |
|---|---|---|---|---|
| Type | Czerny-Turner | Czerny-Turner | Transmission | Filtres accordables acousto-optiques </br> (AOTF) |
| Lieu | Corps | Corps | Corps | Mât |
| Fonction | LIBS | LIBS, et </br> VISIR (visible et IR) |
Raman, LIBS, VISIR | VISIR |
| Détecteur | CCD | CCD | ICCD | Photodiode |
| Gamme (nm) | 240–340 | 385–475 | 535–855 | 1300–2600 |
| Nbr. canaux | 2048 | 2048 | 6000 | 256 |
| Résolution | 0,20 nm | 0,20 nm | 0,3-0,4 nm | 30 / cm |
| Champ de vision | 0,7 mrad | 0,7 mrad | 0,7 mrad | 1,15 mrad |
Références[modifier | modifier le code]
Liens externes[modifier | modifier le code]
[[Catégorie:Category:Instrument d'une mission d'exploration martienne]] [[Catégorie:Category:Exogéologie]] [[Catégorie:Category:Planétologie]] [[Catégorie:Exobiologie]] [[Catégorie:Category:Mars (planète)]]
- 'SuperCam' Update: Multi-purpose Instrument Coming Together for 2020 Launch to Mars. Roger Wiens, The Planetary Society. 27 April 2018.
- NASA's Mars 2020 Rover Update: SuperCam Will Detect Organic Materials. Himanshu Goenka, International Business Times. 26 September 2017.
- SuperCam – For Scientists. NASA, Mars 2020 Rover. Retrieved 7 July 2018.
- (en) « Mars 2020 Rover Gets a Super Instrument », jpl.nasa.gov, Jet Propulsion Laboratory, (consulté le ) : « In this image taken June 25, 2019, engineers install the SuperCam instrument on Mars 2020's rover. »
- SuperCam. NASA, Mars 2020 Rover. Retrieved 7 July 2018.
- The SuperCam Remote Sensing Instrument Suite for the Mars 2020 Rover: A Preview. Roger C. Wiens, Sylvestre Maurice, Fernando Rull Perez. Spectroscopy. Volume 32, Issue 5, pg 50–55. 1 May 2017.
- The Mars 2020 Rover features new spectral abilities with its new SuperCam. Optical Society of America. Published by PhysOrg. 25 September 2017.
- The SuperCam Remote Sensing Instrument Suite for the Mars 2020 Rover: A Preview. Roger C. Wiens, Sylvestre Maurice, Fernando Rull Perez. Spectroscopy. Volume 32, Issue 5, pg 54. 1 May 2017.
- D.J. Gardiner, Practical Raman spectroscopy, Springer-Verlag, (ISBN 978-0-387-50254-0)
- (en) Martin, Stone, McAinsh et Walsh, « Using Raman spectroscopy to characterize biological materials », Nature Protocols, vol. 11, no 4, , p. 664–87 (PMID 26963630, DOI 10.1038/nprot.2016.036, lire en ligne, consulté le )