Voici la SuperCam, l’instrument laser complexe du rover de Mars 2020

La SuperCam est l’un des sept instruments et sera à bord du rover Mars 2020 dont le lancement devrait avoir lieu dans l’année (crédit : NASA / JPL-Caltech)

Un nouvel article est paru sur le site web de la NASA qui contient de nouvelles mises à jour concernant le rover que la NASA elle-même enverra sur Mars dans le cadre de la mission Mars 2020.
L’article se concentre en particulier sur l’un des instruments qui seront à bord du rover, la SuperCam.

La SuperCam est dotée d’un rayon laser

Construite par des centaines d’ingénieurs, cette chambre spéciale est dotée, entre autres, d’un rayon laser pulsé qui peut « tirer » depuis l’arbre du rover lui-même (le sommet).
Ce laser est utilisé pour vaporiser littéralement les petites portions de roche que les scientifiques décideront d’examiner à distance. La même vaporisation fournira en fait aux scientifiques des informations différentes.

Pourquoi un rayon laser ?

C’est une sorte de « prolongement » du bras robotique lui-même. Le faisceau pourra aller là où le bras robotique ne pourra pas aller et il permettra en outre d’analyser les cibles avant de poursuivre l’analyse.
Toute trace d’eau liquide, d’argiles, de carbonates et de sulfates sera particulièrement intéressante pour les chercheurs qui dirigeront la mission.

L’eau liquide est en fait nécessaire à la vie, du moins telle que nous la connaissons, et constitue donc l’un des principaux objectifs de recherche de la mission elle-même.
Les échantillons les plus intéressants seront déposés dans une chambre spéciale à l’intérieur du rover et seront finalement ramenés sur Terre lors d’une future mission.

Version plus avancée de ChemCam

La SuperCam est une version beaucoup plus avancée de la ChemCam que l’on trouve à bord du rover Curiosity. Cette came peut également s’appuyer sur un rayon laser infrarouge pour chauffer la matière à une température de 10 000 °C.
C’est une méthode d’analyse appelée spectroscopie de rupture induite par laser ou LIBS. Ici aussi, les traces à analyser sont vaporisées afin de pouvoir les diviser en composants essentiels. Il est également possible d’effectuer des analyses approfondies de la composition chimique à l’aide de la caméra.

Intelligence artificielle

SuperCam utilisera également des versions de logiciels avec des algorithmes d’intelligence artificielle plus complexes que ceux de ChemCam.
Cela permettra au rover de la mission de mars 2020 d’être un peu autonome et donc de viser les choses les plus intéressantes presque tout seul.

Un laser vert pour analyser la composition moléculaire

La SuperCam peut également s’appuyer sur un laser vert pour analyser la composition moléculaire des composants ciblés.
Ce faisceau est en effet capable d’exciter des liaisons chimiques, ce qui produit à son tour un signal qui peut être analysé avec une technique appelée spectroscopie Raman.

Un volet qui peut se fermer très rapidement

La SuperCam est équipée d’un obturateur qui peut se fermer très rapidement, même à une vitesse de 100 nanosecondes à la fois, de sorte que très peu de photons peuvent entrer.
Avec un tel obturateur, il sera possible d’utiliser une technique appelée spectroscopie de luminescence résolue dans le temps pour mieux comprendre et analyser les composés présents dans l’échantillon.

Peut également utiliser la lumière infrarouge visible

Enfin, la SuperCam elle-même peut utiliser la lumière infrarouge visible réfléchie par le Soleil pour étudier le contenu de diverses roches et sédiments.
C’est une technique, appelée VISIR, qui complète la spectroscopie Raman. Selon le type de minéral à analyser, une ou plusieurs techniques peuvent être utilisées conjointement.

Laser contrôlé par microphone

La SuperCam est également équipée d’un microphone, qui permet aux chercheurs sur Terre de savoir quand le laser atteint la cible. Lorsque ce phénomène se produit, en effet, un crépitement est créé et ce son change en fonction du matériau affecté, ce qui est une information très importante pour déterminer le type de ce même matériau.

Comme le rapporte Sylvestre Maurice de l’Institut de recherche en astrophysique et en sciences planétaires de Toulouse, en France, le microphone a une fonction assez pratique mais peut aussi être utilisé pour enregistrer le « Je suis du paysage martien », si cela devait s’avérer très intéressant, ou la rotation de l’arbre du rover, pour comprendre tout dommage ou quelque chose qui ne fonctionne plus.

C’est une conception ancienne, celle du microphone : un microphone de ce type, avec les mêmes fonctions, a en effet été équipé à la fin des années 90 à bord du Mars Polar Lander mais s’est écrasé à la surface de la planète rouge.
Il a également été utilisé en 2008 lors de la mission Phoenix. Au cours de cette dernière mission, cependant, l’utilisation du microphone a été presque totalement empêchée en raison de problèmes électroniques.

Deuxième entrée micro

En tout cas, en ce qui concerne la mission Mars 2020, le microphone dont sera équipée la SuperCam ne sera pas le seul : il y aura un autre microphone entrant qui captera tous les sons autour du rover et qui s’ajoutera pratiquement aux vidéos que la caméra pourra également enregistrer pour des films jamais réalisés auparavant concernant le paysage martien.

Le travail de toute l’équipe

C’était un travail d’équipe : chercheurs et ingénieurs se sont lavés en parallèle au Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau Mexique, où l’instrument SuperCam a été développé dès le début. Les spectromètres, l’électronique de contrôle et le logiciel de la caméra elle-même ont été développés ici.
D’autres parties ont été développées dans les laboratoires du CNRS (France) et de l’agence spatiale française.