Pourquoi les échantillons de Perseverance ressemblent à des sabres laser ?

Sylvie Montard - 26 décembre 2022



 
La principale mission de Perseverance est de prélever des échantillons de roches et de régolithe sur Mars, pour les envoyer dans moins d'une décennie sur Terre, afin d'effectuer des analyses plus approfondies. En effet, les outils embarqués à bord du rover ne permettent pas de garantir à 100% l'existence d'une trace de vie passée sur Mars.
 
Le rover devra pour cela les apporter à un petit vaisseau spatial qui atterrira lui aussi dans le cratère Jezero, pour charger les précieux prélèvements, les envoyer en orbite autour de la planète rouge, pour finalement les expédier sur Terre. Pour contrer un éventuel échec de sa mission, Perseverance prend soin de déposer un stock doublon de ses échantillons, destinés à être ramassés par un drone (en image ci-dessous), qui fera le travail à la place du robot.



Le premier de ces échantillons de secours a été déposé au sol le 21 décembre dernier. Perseverance a largué un deuxième prélèvement deux jours plus tard. Au total, il prendra le temps de déposer 10 échantillons d'ici mi-janvier 2023, avant de reprendre ses investigations dans l'ancien delta fluvial à l’intérieur desquels se cachent peut-être des signes de vie.
 
Quand la NASA a mis en ligne les premières photos des tubes d'échantillons de secours largués à 90 centimètres au-dessus du sol de Mars, de nombreux internautes ont évoqué leur frappante ressemblance avec un sabre laser de Jedi. Les ingénieurs se sont-ils inspirés de l'univers Star Wars pour concevoir ces tubes d'échantillons ?



L’un des principaux défis pour les ingénieurs était de s’assurer que ces échantillons soient intacts à leur arrivée sur Terre. Les tubes (43 au total) devaient être suffisamment légers et robustes pour survivre aux exigences d’un tel aller-retour. Ce n’est pas la première fois que la NASA doit faire face à ce type de défi. Il y a une cinquantaine d’années, les missions Apollo avaient également rapporté sur Terre des dizaines de kilos d’échantillons lunaires. Seulement, à l’époque, les caisses de roches n’avaient besoin de maintenir leur cargaison "vierge" que pendant quelques jours, avant d’être transférées en laboratoire. Ici, les tubes de Perseverance devront préserver la valeur scientifique de leur contenu pendant plus de dix ans.
 
Chacun de ces tubes mesure un peu moins de 15,2 centimètres de long (beaucoup plus petits que les sabres laser) et pèse moins de 57 grammes. La partir dorée de ces tubes est du nitrure de titane, tandis que la partie argentée sur la plus petite extrémité est faite en titane. Un revêtement extérieur en alumine blanche permet également de lutter contre l’échauffement solaire. Sans ce revêtement, le soleil pourrait modifier accidentellement la composition chimique de l’échantillon.


Illustration des composants à l’extérieur d’un tube d’échantillon. Crédits : NASA/JPL-Caltech

L’extrémité effilée est un joint hermétique pour protéger l’échantillon de l’atmosphère martienne. Enfin, la "poignée" est un boîtier à l’intérieur duquel se trouve le piston et les ressorts permettant de maintenir l’échantillon en place à l’intérieur du tube. Ces échantillons doivent également être suffisamment "propres" et hermétique pour que les chercheurs soient certains d’analyser du contenu 100 % martien au début de la prochaine décennie.
 
« Comparée à Mars, notre planète est recouverte de vie » , expliquait en 2020 Ken Farley, du projet Mars 2020 à Caltech (Pasadena). «  Nous devions éliminer toutes ces traces de manière à ce que toute preuve restante puisse être détectée et différenciée en toute confiance lorsque ces premiers échantillons seront retournés ».


Illustration des composants à l’intérieur d’un tube d’échantillon. Crédits : NASA/JPL-Caltech

Les tubes sont donc le produit de normes de propreté extrêmes qui ont pour but d’empêcher l’introduction de matières organiques, inorganiques et biologiques terrestres. Les chercheurs ont donc dû limiter la quantité totale de composés terrestres dans un échantillon donné à moins de 150 nanogrammes. Pour un ensemble de composés organiques particuliers, ils se sont limités à moins de quinze nanogrammes. À titre d’information, un nanogramme est un milliardième de gramme.
 
Pour répondre à ces exigences, les ingénieurs ont effectué tout leur assemblage dans une hyper-salle blanche qui est grossièrement une salle blanche à l’intérieur d’une salle blanche. Entre chaque étape d’assemblage, les tubes d’échantillons étaient nettoyés avec des jets d’air filtré, rincés à l’eau désionisée, puis nettoyés par ultrasons avec de l’acétone, de l’alcool isopropylique et d’autres agents de nettoyage exotiques.


Les ingénieurs ont utilisé le rover Optimism, une réplique grandeur nature de Perseverance, pour tester le dépôt des tubes d'échantillons sur la surface martienne. Crédits : NASA/JPL-Caltech.

Ainsi, tout a été pensé pour que rien n’empêche les chercheurs d’analyser ces échantillons dès leur arrivée sur Terre. En attendant, Perseverance poursuit sa mission dans le cratère Jezero, dont le paysage ressemble étrangement à celui de Tatooine. Espérons simplement que le rover ne se heurte pas aux Tuskens en cours de route.
 

Source: mars.nasa.gov
 
   
 
 
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