En juillet 2020, le Mars 2020 rover - le dernier du programme d'exploration de la NASA sur Mars - commencera son long voyage vers la planète rouge. Chaud sur les talons de la Opportunité et Curiosité rovers, le Mars 2020 rover tentera de répondre à certaines des questions les plus urgentes que nous avons sur Mars. La première de ces questions est de savoir si la planète avait ou non des conditions habitables dans le passé, et si la vie microbienne y existait ou non.
À cette fin, le Mars 2020rover obtiendra des échantillons de forage de roche martienne et les mettra de côté dans une cache. Les futures missions en équipage pourraient récupérer ces échantillons et les ramener sur Terre pour analyse. Cependant, dans une annonce récente, la NASA a indiqué qu'un morceau d'un météore martien accompagnera le Mars 2020 retour sur Mars, qui sera utilisé pour calibrer le scanner laser très précieux du rover.
Ce scanner laser est connu sous le nom de SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals). La résolution du laser est capable d'éclairer même les éléments les plus fins des échantillons de roche, qui pourraient inclure des micro-organismes fossilisés. Mais pour y parvenir, le laser nécessite une cible d'étalonnage afin que l'équipe scientifique puisse affiner ses paramètres.
Habituellement, ces cibles d'étalonnage impliquent des morceaux de roche, de métal ou de verre, des échantillons qui sont le résultat d'une histoire géologique complexe. Cependant, en répondant aux besoins d’étalonnage du SHERLOC, les scientifiques du JPL ont proposé une idée plutôt innovante. Pendant des milliards d'années, Mars a subi des impacts qui ont envoyé des morceaux de sa surface en orbite. Dans certains cas, ces pièces sont venues sur Terre sous la forme de météorites, dont certaines ont été identifiées.
Bien que ces météorites soient rares et non identiques aux échantillons géologiquement divers, la Mars 2020 rover va recueillir, ils sont bien adaptés pour la pratique de la cible. Comme Luther Beegle du JPL, l'investigateur principal de SHERLOC, l'a déclaré dans un récent communiqué de presse de la NASA:
"Nous étudions les choses à une échelle si fine que de légers désalignements, causés par des changements de température ou même par le rover qui se dépose dans le sable, peuvent nous obliger à corriger notre objectif. En étudiant la façon dont l'instrument voit une cible fixe, nous pouvons comprendre comment il verra un morceau de la surface martienne. »
À cet égard, le Mars 2020 rover est en bonne compagnie. Par exemple, Curiosité a utilisé son instrument Chimie et caméra (ChemCham) - qui repose sur la spectroscopie de dégradation induite par laser (LIBS) - pour déterminer les compositions élémentaires des échantillons de roche et de sol qu'il a obtenus. De même, le Opportunité Le spectromètre à émission thermique miniature du rover (Mini-TES) a permis à ce rover de détecter la composition des roches à distance.
Cependant, SHERLOC est unique en ce qu'il sera le premier instrument déployé sur Mars à utiliser la spectroscopie Raman et à fluorescence. La spectroscopie Raman consiste à soumettre des matériaux à la lumière dans le visible, le proche infrarouge ou le proche ultraviolet et à mesurer la réponse des photons. En fonction de la façon dont leurs niveaux d'énergie augmentent ou diminuent, les scientifiques sont en mesure de déterminer la présence de certains éléments.
La spectroscopie de fluorescence s'appuie sur les lasers ultraviolets pour exciter les électrons dans les composés à base de carbone, ce qui fait briller les produits chimiques connus pour se former en présence de vie (c'est-à-dire les biosignatures). SHERLOC photographiera également les roches qu'il étudie, ce qui permettra à l'équipe scientifique de cartographier les signatures chimiques qu'elle trouve à la surface de Mars.
Pour leurs besoins, l'équipe SHERLOC avait besoin d'un échantillon suffisamment solide pour résister aux vibrations intenses provoquées par le lancement et l'atterrissage. Ils en avaient également besoin d’un contenant les bons produits chimiques pour tester la sensibilité de SHERLOC aux biosignatures. Avec l'aide du Johnson Space Center et du Natural History Museum de Londres, ils ont finalement décidé d'un échantillon de la météorite Sayh al Uhaymir 008 (alias SaU008).
Cette météorite, qui a été trouvée à Oman en 1999, était plus robuste que d'autres échantillons et pouvait être tranchée sans que le reste de la météorite ne s'écaille. En conséquence, SaU008 sera le premier échantillon de météorite martienne qui aide les scientifiques à rechercher les signes de vie passés sur Mars. Ce sera également la première météorite martienne à avoir restitué un morceau d'elle-même surface de Mars - bien que techniquement pas le premier à être renvoyé.
Cet honneur revient à Zagami, une météorite récupérée au Nigéria en 1962, qui avait renvoyé un morceau de lui-même sur Mars à bord du Mars Global Surveyor (MGS) en 1999. Cette mission a pris fin en 2007, donc ce morceau flotte depuis en orbite autour de Mars. De plus, l'équipe derrière Mars 2020L’instrument SuperCam ajoutera également une météorite martienne pour ses propres tests d’étalonnage.
Avec des morceaux de SaU008, le Mars 2020 la charge utile comprendra des échantillons de matériaux avancés. En plus d'être également utilisés pour étalonner SHERLOC, ces matériaux seront testés pour voir comment ils résistent aux conditions météorologiques et aux radiations martiennes. S'ils s'avèrent suffisamment résistants pour survivre sur la surface martienne, ces matériaux pourraient être utilisés dans la fabrication de combinaisons spatiales, de gants et de casques pour les futurs astronautes.
Comme l'a expliqué Marc Fries, co-chercheur et conservateur des matériaux extraterrestres au Johnson Space Center de SHERLOC:
«L'instrument SHERLOC est une occasion précieuse de se préparer au vol spatial humain ainsi que d'effectuer des recherches scientifiques fondamentales sur la surface martienne. Cela nous donne un moyen pratique de tester du matériel qui gardera les futurs astronautes en sécurité lorsqu'ils arriveront sur Mars. »
Avec chaque mission robotique envoyée sur Mars, la NASA et d'autres agences spatiales se préparent à un jour où les bottes des astronautes se poseront enfin sur la planète rouge. Lorsque la première mission en équipage sur Mars aura lieu (actuellement prévue pour les années 2030), ils suivront les traces de certains explorateurs robotiques vraiment intrépides!
