Présenté avec d’infinies précautions, ce curieux objet métallique semble tout droit sorti d’un atelier d’orfèvrerie ou d’horlogerie. Chaque pièce en a visiblement été ciselée avec une précision micrométrique. Quant aux gants blancs, ils indiquent l’impératif d’éviter la moindre impureté ou le moindre dépôt. On a bien ici affaire à un bijou, spatial, gros de quelques centimètres. Il partira bientôt dans le voisinage de Mars, à bord de la sonde japonaise MMX (Martian Moons Exploration), pour observer les lunes de la Planète rouge, Phobos et Deimos.
Instrument optique
Prise dans une salle blanche du Centre spatial de Toulouse, l’image montre un miroir fixé sur un plateau mobile actionné par un moteur lui permettant d’être piloté autour d’un axe. Il s’agit du scanner du spectromètre imageur infrarouge MIRS (MMX InfraRed Spectrometer). Spectromètre imageur infrarouge… nous voilà bien avancés !
Dit plus simplement, c’est un instrument optique qui capte la lumière des objets sur lesquels il pointe et la décompose pour y détecter la signature spectrale de molécules. Il est dit infrarouge parce qu’il observe dans une bande spectrale qui n’est pas visible à l’œil nu, et imageur parce qu’il reconstitue des images à partir des spectres lumineux. Cela lui permet de réaliser une cartographie des surfaces observées et de donner des informations sur la composition minéralogique des sols.
Le fait que le miroir soit mobile et pilotable via le scanner élargit le champ de visibilité de l’instrument : il pourra balayer le sol de Phobos avec une amplitude d’une quarantaine de degrés, indépendamment du déplacement de la sonde, en s’attardant sur certaines zones ou au contraire en accélérant les prises de vues sur d’autres.
Vers les lunes de Mars
Ce petit bijou technologique, de conception et de fabrication française, est l’un des 13 instruments scientifiques de la mission MMX. Pilotée par l’agence spatiale japonaise JAXA, elle doit s’envoler d’ici la fin de l’année 2026, à bord d’une fusée H3 depuis la base spatiale de Tanegashima. Après environ 8 mois de croisière, la sonde entrera dans l’environnement martien vers l’été 2027, pour une mission d’observation de 3 ans autour de Phobos et Deimos.
L’objectif principal de la mission est d’atterrir deux fois sur Phobos, d’y prélever des échantillons de sol et de poussière et de les rapporter sur Terre à l’horizon 2031 pour les analyser et essayer d’élucider le mystère de l’origine des lunes de Mars. Un autre instrument franco-allemand, le petit rover expérimental Idefix®, se posera sur Phobos et en arpentera le sol pendant une centaine de jours.
Opérations acrobatiques
Quand on connaît la distance, les dimensions de Phobos, à peine une trentaine de kilomètres de diamètre, et sa gravité très faible, dans un système martien à la gravité beaucoup plus forte, on mesure la complexité de ces opérations. Autrement dit, il va falloir viser juste ! Sans compter le vol de retour vers la Terre à bord d’un module qui, au terme de la mission, larguera une capsule avec ses échantillons au-dessus du désert australien. La sonde profitera aussi de ses survols de Deimos au cours de la mission pour réaliser des observations de la plus petite des deux lunes.
La finalité de ces opérations acrobatiques est scientifique : mieux comprendre les lunes de Mars et leur origine, et à partir de là s’interroger plus largement sur la formation des systèmes planétaires et les échanges de matière entre corps célestes. Cela permettra aux scientifiques d’affiner les scénarios de formation planétaire dans le Système solaire et peut-être de mieux comprendre les évolutions de planètes comme Mars et la Terre.
Analyse minéralogique des sols
Et MIRS dans tout ça ? Son rôle principal sera d’aider les équipes scientifiques à sélectionner les meilleurs sites d’atterrissage de la sonde et du rover Idefix® sur Phobos. Meilleurs pour améliorer la sécurité des opérations, et bien sûr pour l’intérêt scientifique de la mission. Le spectromètre sera l’un des principaux instruments mis à contribution pour l’analyse minéralogique du sol du corps céleste, et le seul à le faire dans l’infrarouge.
Alors que de précédentes missions martiennes ont déjà donné des indications partielles sur Phobos, MIRS sera le premier à fournir une vision complète de cette bande où il y a énormément d’éléments d’intérêt scientifique. Il recherchera notamment des traces d’eau, de silicates et de matériaux organiques qui intéressent particulièrement les équipes de la mission MMX. Il entrera également en action lors des survols de Deimos pour en caractériser la minéralogie des sols et permettra également de caractériser les processus à l’œuvre dans l’atmosphère martienne.
Large contribution de la France
L’instrument, sous la responsabilité du CNES, réalisé par le LIRA (Observatoire de Paris-PSL), en étroite collaboration avec le CNES et 5 autres laboratoires du CNRS, portera haut l’excellence spatiale française. L’agence spatiale française a notamment coordonné la contribution de la France et réalisé le mécanisme scanner que l’on voit sur la photo, ainsi que toute l’architecture optique de l’instrument. La mission MMX intègre d’ailleurs d’autres contributions françaises, en particulier le rover Idefix®, conçu et développé en grande partie par le CNES avec l’agence spatiale allemande DLR. Plus globalement, le CNES apportera à la JAXA son expertise en matière de dynamique de vol pour la définition des trajectoires et des orbites vers et autour de Mars et de Phobos. Rendez-vous à la fin de l’année pour le lancement !
