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Caractérisation d’environnements cryogéniques et de poussières hypervéloces par un spectrométre de masse intégrant le CosmOrbitrap – étape vers sa spatialisation

Description

Les prochaines missions vers les satellites glacés devront cibler les corps les plus susceptibles d’arborer la vie, c’est à dire ceux étant connus pour posséder un océan d’eau liquide en sub-surface. Les données recueillies par la mission Galileo ont permis de déterminer la présence probable d’un océan d’eau liquide sous la surface glacée d’Europe. La mission Europa Clipper en phase B vise entre autre la recherche de la vie sur cette lune. Europe et Encelade constituent de manière différente des cibles incontournables pour l’étude des mondes océaniques. En raison d’une activité hydrothermale probable au fond de leurs océans, pouvant fournir des conditions favorables à la création de la vie, ces deux lunes revêtent probablement le plus haut potentiel astrobiologique de notre système solaire.

L’habitabilité de l’océan d’Encelade a été établie à l’aide des mesures de Cassini et les récents travaux de Postberg et al (Nature, 2018), portant sur  l’étude in situ des panaches de poussières hypervéloces, ont mis en lumière l’existence d’une chimie organique très riche. L’instrument qui a permis ces découvertes est n instrument de spectrométrie de masse permettant des mesures de la composition chimique des grains de poussières éjectés de la surface ou sous la surface des objets planétaires sans atmosphère. Il s’agit de l’instrument CDA (Cassini Dust Analyzer). La mision Europa Clipper embarque une version un peu plus performante qui offrira un pouvoir résolutif entre 150 et 200 jusqu’aux masses 150. Néanmoins cetet résolution en masse restera insuffisante pour discriminer les interférences chimiques et contraintes la composition des poussières. Un instrument à haute résolution est nécessaire.   

Une collaboration entre le groupe americano-allemand des instruments CDA et SUDA et le consortium CosmOrbitrap est engagée depuis quelque années dans le but de développer un futur instrument spatial de spectrométrie de masse pour l’étude des poussières hypervéloces, qui intégrerait la technologie CosmOrbitrap (visant à offrir à minima une résolution de 50 000 à la masse 56).

L'objectif de ce travail de thèse sera tout d’abord d'analyser des analogues de matériaux glacés d’Europe et d’Encelade par le nouveau dispositif franco-allemand LILBID-CosmOrbitrap. La composition et l'évolution des échantillons seront corrélées à ce qui peut réellement être mesurée dans le cadre d'une mission spatiale. Une seconde étape consistera à l’étude de poussières hypervéloces générées par accélérateur de poussière, étape clé vers la spatialisation d’un instrument d’étude de poussières hypervéloces.

Ce travail de thèse sera conjointement encadré par des membres de ces 2 équipes (Christelle Briois pour le consortium CosmOrbitrap, et Frank Postberg pour l’équipe CDA/SUDA)

Profil

Etudiant diplômé d’un master spécialité recherche, à dominante Chimie (Analytique, Environnement, Planétologie, Astronomie). Connaissance de la spectrométrie de masse et/ou des problématiques liées à l’étude d’Encélade et d’Europe, mais non obligatoire. Elle devra être acquise (approfondie) en cours de thèse.

Description de la structure
Laboratoire d'accueil : LPC2E, Orléans
Directeur(rice) de thèse/recherche : BRIOIS Christelle
E-mail du directeur(rice) de thèse/recherche : christelle.briois@cnrs-orleans.fr
Responsable Cnes de l'offre : ROCARD Francis

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019.

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