Perseverance : tests de l'extrême pour les composants de SuperCam
Le 18 février dernier, après presque 7 mois de voyage et 480 millions de kms parcourus, le rover Perseverance s’est posé sans encombre sur Mars.
Toutes celles et tous ceux qui ont suivi cet atterrissage ont pu voir l’émotion des acteurs et des spectateurs de l‘évènement. Avec un peu d’imagination, on aurait pu entendre le « ouf » de soulagement qui a précédé l’explosion de joie des ingénieurs et des scientifiques du projet…
La manœuvre n’était pas sans risques. La Nasa parle même des « 7 minutes de terreur » à propos de cette phase de l’atterrissage ! Un succès pour l'agence américaine, prélude à l'aventure scientifique.
Thales en fait partie. En partenariat avec le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES), ses équipes ont participé à la qualification spatiale des composants de SuperCam. Cet observatoire géologique du rover Perseverance, comporte notamment une caméra et un laser. Deux instruments indispensables à la réussite de la mission Mars 2020 : découvrir d’éventuelles traces de vie, des bio signatures, sur la planète rouge.
Composants standards pour instruments
de pointe
Pour limiter ses déplacements sur Mars, très coûteux en temps et en énergie, Perseverance effectue des prises de vue de son environnement avec ses 16 caméras dont celle de SuperCam. Les images panoramiques ainsi que les gros plans servent aux scientifiques des centres de contrôles, dont le FOCSE* au CNES Toulouse, et aux experts à déterminer les zones propices pour effectuer des prélèvements d’échantillons.
C’est là que le laser Thales de nouvelle génération qui équipe SuperCam entre en jeu. Comme son prédécesseur ChemCam, en service sur Curiosity, à chaque tir, son interaction avec la matière forme une étincelle dont la température instantanée peut atteindre 10 000°. Elle émet une brève lumière dont la composante dans ‘Ultra-violet est analysée par les spectromètres UV de l’instrument, fabriqués par le Los Alamos National Laboratory. Le spectre obtenu est caractéristique de la composition élémentaire de la matière.
La nouveauté, c’est que le laser peut aussi émettre un deuxième faisceau de couleur verte qui sert à déterminer la composition moléculaire de certains matériaux de surface. Cette technique d’analyse appelée « spectroscopie Raman » repérera d’éventuelles signatures biochimiques de formes de vie. C’est la première fois cette technique est utilisée sur Mars.
* FOCSE: French Operations Centre for Science and Exploration
Des outils de pointe ? Oui, bien sûr, dans leur conception…
…pour limiter les coûts, ils ont été construits avec des composants standards, accessibles par tous dans le commerce. Mais ce sont les ingénieurs de Thales qui les ont sélectionnés après de multiples tests et avec beaucoup d’exigence.
Nous avons eu le privilège et la responsabilité de tenir entre nos mains les composants des modèles de vol de deux instruments de SuperCam» s’enthousiasme Hélène Chauvin, experte technologue du service Evaluation de Sécurité et de Fiabilité (Security and Reliability Evaluation), Business Line Solutions de CyberDéfense.
Chercher la faille
Pendant les sept mois de croisière et sur la planète rouge, les instruments de SuperCam sont mis à rude épreuve. Avant d’être envoyés dans l’espace, les équipes de Thales ont testé leur fiabilité.
Les conditions extrêmes de fonctionnement accélèrent le vieillissement des composants. Pour être sélectionnés ils subissent des tests sévères : des températures variant de -170 à 60°C, des radiations, des chocs et des vibrations, des surtensions électriques… Grâce à ces tests, nos ingénieurs en évaluent la fiabilité et leur durée de vie.
Les ingénieurs de Thales ont aussi soumis deux composants de SuperCam à une analyse technologique très poussée. Objectif : détecter d’éventuels défauts de construction, aussi infimes soient-il. L’œil dans le microscope, ils ont cherché la faille technologique, soumis les composants a des tests mécaniques et environnementaux ... avant de confronter attentivement leurs résultats avec les normes spatiales en vigueur.
À Toulouse, fierté et enthousiasme
« Pour réaliser ce genre de test, il faut une équipe très compétente et du matériel de haut niveau », résume Aurélien Janvresse, chef de projet pour le service Evaluation de Sécurité et de Fiabilité.
Basé à Toulouse dans les locaux du CNES, ce service teste la fiabilité des composants des systèmes électroniques des clients de nombreux secteurs : énergie, spatial, automobile, défense…
Il bénéficie des équipements de pointe de l’agence spatiale française : un laboratoire de chimie et de préparation d’échantillons, des équipements de tomographie par rayon X, des microscopes électroniques à balayage (MEB haute résolution), des FIB (Focused Ion Beam ou sonde ionique focalisée), des équipements de test et de diagnostic et des bancs optiques.
« C’est une grande fierté pour notre équipe d’avoir contribué au succès de Perseverance. Quand on imagine que les composants que nous avons eus entre les mains sont désormais sur Mars, c’est une grande source de motivation », commente Aurélien Janvresse."
Ce n’est pas une première ! Le rover Curiosity est sur Mars depuis 2012 et contient des composants testés par le Cesti. Idem pour la sonde Rosetta qui s’est posé sur la comète Tchouri en 2014.
Prochaines destinations prévues pour des composants testés par les équipes de Thales : notre Lune et Phobos, une des deux lunes de Mars. L’aventure continue !
Pour en savoir plus :
> CESTI | Evaluation de Sécurité et de Fiabilité
