Mise à jour 22 Janvier 2025.
CONFÉRENCE MENSUELLE
D’Antonin WARGNIER astrophysicien LESIA
« MMX/IDEFIX MISSION VERS PHOBOS »
Organisée par la SAF
En présence du public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF
Le Mercredi 8 Janvier 2025 à 19H00
Photos : TM et JPM, pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent
m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des
autres photos si nécessaire
La présentation est disponible sur
ma liaison ftp ,
Rentrer le mot de passe, puis aller à CONFÉRENCES SAF ensuite SAISON 2024/2025 ;
Elle s’appelle : La_mission_MMX_AWargnier.pdf
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent aussi me
contacter avant..
La conférence disponible est en pdf, je citerai les principales animations dans
le texte de ce compte rendu.
La vidéo de la réunion est accessible à cet URL :
https://youtu.be/4A4q-Li63Jk
Tous les autres enregistrements des conférences mensuelles sont accessibles sur
la playlist des conférences mensuelles
d’Astronomie de notre chaine YouTube SAF.
Nous étions approx une soixcentaine dans la salle et 99 à distance sur YouTube.
Nous avons changé d’amphi encore une fois.
Antonin Wargnier est un doctorant au LESIA, nouveau nom
LIRA pour
Laboratoire d’instrumentation et de recherche en astrophysique.
Le
LIRA regroupe le LESIA, le LERMA et le GEPI.
Notre conférencier a passé sa thèse sur la mission MMX/Idefix vers Phobos.
La mission MMX, acronyme de Martian Moons Exploration, est une mission consacrée
à Phobos et à Mars.
Elle a pour but de ramener sur Terre
un échantillon du sol de
Phobos, un des deux satellites martiens, sur lequel on se pose d’ailleurs
beaucoup de questions.
Mission essentiellement Japonaise (JAXA) avec contribution du CNES et de la DLR
Allemande.
Doit être lancée en 2026.
QUELQUES INTRO SUR LE SYSTÈME MARTIEN.
Mars, située à 1,5 UA du Soleil, deux fois plus petite que la Terre et un jour
martien légèrement plus long qu’un jour terrestre.
Planète froide et atmosphère très fine de CO2.
Deux lunes : Phobos et Deimos.
Phobos : 27 km la plus grande et la plus proche de la planète à 6000 km, elle
est d’ailleurs sous la
limite de Roche.
Deimos deux fois plus loin et plus petite 15 km.
Découvertes en 1877 par l’astronome Américain Asaph Hall.
Photos : NASA/JPL
Autres propriétés de Phobos et Deimos :
·
Albedo très faible : 0,06
·
Densité faible approx 1,6
·
Temp de surface : -96 à -74 °C suivant l’exposition.
·
Phobos : surface fortement cratérisée dont le
cratère Stickney de 9 km de diamètre.
·
Deimos : surface plus lisse avec
une large concavité de 11 km.
Propriétés spectroscopiques et photométriques de Phobos.
·
2 régions sont clairement identifiables : l’unité bleue et l’unité rouge
·
L’unité bleue est principalement présente aux abords des cratères mais pas que…
·
Les régions les plus brillantes sur Phobos sont aux alentours du cratère
Stickney
Unité bleue : matériaux frais et poreux ??
La méthode d’opposition avec ses relevés photométriques semble indiquer que le
matériel de surface aurait une porosité élevée.
De Deimos :
·
Moins de variations de réflectance
·
La crête équatoriale est plus brillante
que le reste de la surface
Les observations terrestres ainsi que les nombreuses missions martiennes nous
ont appris beaucoup de choses sur ces deux petits corps.
De même les missions vers les astéroïdes comme Hayabusa et Osiris-Rex.
LA MISSION MMX/IDEFIX.
·
Lancement de la sonde en Septembre 2026 du Japon avec le lanceur H3 en direction
de Mars pour une mise en orbite en Aout 2027 pour 3 ans.
·
Orbite de type QSO (Quasi Sateliite Orbit)
·
Mais on va s’intéresser cette fois à Phobos (et accessoirement à Deimos).
·
Les orbites sont très complexes pour à la fois étudier Phobos, Deimos et Mars et
permettre la prise d’échantillons.
·
Au cours de la mission un rover, Idefix, fourni par le CNES et la DLR se posera
sur Phobos et procédera a des mesures sur le sol de ce satellite. Vers la fin de
la mission, MMX devrai collecter des échantillons du sol un peu à la façon
Hayabusa.
·
Ces échantillons seront ramenés sur Terre vers 2031 avec la capsule de retour.
Séquences de la mission MMX crédit
JAXA.
On se pose beaucoup de questions sur les origines de ces deux satellites.
Il y a deux hypothèses principales concernant les origines de ces deux corps :
·
Capture d’un astéroïde
par l’attraction martienne, en accord avec les propriétés spectro et
photométriques. Serait similaire aux astéroïdes primitifs.
·
Impact géant de Mars par un astéroïde,
dont les restes se seraient mis en orbite et auraient formés Phobos et Deimos.
Explique les propriétés orbitales de ces deux corps.
Pour répondre à ces questions, on a conçu la mission MMX.
La sonde MMX (4,2 tonnes au lancement) se compose de trois modules :
·
Le module d’exploration est équipé d’un train d’atterrissage,
d’échantillonneurs, de certains instruments, ainsi que du rover Idefix. Le
module d’exploration est relié au
·
Module de retour avec la capsule de retour des échantillons, elle-même reliée à
·
Un module de propulsion abritant des réservoirs d’ergols et des propulseurs.
À gauche la sonde en configuration de lancement et à droite en configuration de
croisière vers Mars.
Illustration : JAXA.
Les objectifs de la mission.
·
Trancher la controverse sur l'origine des lunes martiennes par des observations
rapprochées et le retour d'échantillons.
·
Contraindre les processus de formation planétaire et de transport de matière
dans la région qui relie le Système solaire interne et externe.
·
Révéler les processus évolutifs dans le système martien. Étude de l’atmosphère
martienne notamment.
·
Composition : agrégats (rubble pile) ou glace ?
Y-a-t-il des matériaux organiques ?
Les instruments.
La sonde possède 7 instruments principaux :
·
MIRS Spectromètre proche IR (0.9 - 3.6 μm) – CNES/LESIA
·
MEGANE Spectro Gamma et neutrons - NASA
·
OROCHI Optical Radiometer composed of Chromatic Imagers
·
TENGOO Telescopic Nadir Imager for Geomorphology Imageur Nadir
·
LIDAR Light Detection and Ranging Laser de détection
·
CMDM Circum-Martian Dust Monitor moniteur environnement poussières
·
MSA Spectro de masse
·
Le rover IDEFIX équipe de 4 instruments (voir plus loin). CNES et DLR.
La suite de la conférence va concerner principalement les instruments français
MIRS et IDEFIX.
L’INSTRUMENT MIRS.
Collaboration de différents laboratoires : LESIA , LATMOS , IRAP , LAB , LPG ,
LAM.
4 ans de développement.
L’instrument MIRS (MMX InfraRed Spectrometer), développé sous la responsabilité
du LESIA, est un spectromètre imageur qui permettra de caractériser la
composition du système martien et contribuera à sélectionner les sites candidats
pour prélever des échantillons.
MIRS est un spectromètre imageur dans la bande spectrale 0,9 - 3,6 microns avec
une résolution spectrale meilleure que 20 nm.
Le modèle de vol de l’instrument MIRS a été livré à la JAXA fin Mars 2024
Crédit photo : LESIA
Buts principaux :
·
Observer les bandes d’absorption des minéraux (eau, organiques, silicates
hydratés) (2,6 – 3,5 μm).
·
Identifier l’unité rouge (rougie par l’érosion spatiale) et l’unité bleue
(localisé et frais).
·
Couvrir les précédents manques de données spectrales
·
Température de surface (variation spatiale et temporelle)
·
Inertie thermique
·
Observation globale, de longue durée et fréquente de Mars pour élucider :
·
L’état actuel de
grandes quantités d’eau dans le passé
·
Mécanisme de
formation rapide et généralisée des nuages
Film de présentation sur MIRS :
https://youtu.be/ibFYY9D4gm8
vidéo :
LE ROVER IDEFIX.
C’est un rover (25 kg) dont le développement a été basé sur les rovers
précédents construits par le CNES et l’agence spatiale Allemande, la DLR, et qui
se sont posés sur des astéroïdes avec succès.
Il va être lâché depuis MMX à 40 m du sol de Phobos.
Le grand défi est bien sûr de se poser et …de rouler !
En effet la gravité sur Phobos étant très faible (1/1700 fois la gravité
terrestre !!!), il faut pouvoir y rester.
Il doit être déployé en 2029 et sa mission durera 100 jours.
Équipé de panneaux solaires et de 4 instruments :
·
Une caméra de navigation
·
Une caméra d’observation du régolithe située sous le rover
·
Un radiomètre infra rouge
·
Un spectromètre Raman pour étudier la composition du sol.
Roues à aubes particulières
pour pouvoir rouler dans n’importe quelles conditions.
Il pourra se relever quelle
que soit la position d’arrivée sur le sol. Ensuite il roulera, très
lentement 1 mm/s !
Crédit illustration : DLR.
Simulation de l’atterrissage d’IDEFIX sur Phobos par la DLR :
vidéo :
et par le CNES :
https://youtu.be/2gyxWW4wioQ
vidéo :
Mais évidemment, ce que l’on attend tous, c’est la prise d’échantillons.
Il y a deux mécanismes d’échantillonnage :
·
Un, sous les pieds d’atterrissage (Pneumatic
sampler P-SMP) fourni par la NASA et
·
Un mécanisme japonais (core
sampler C-SMP) qui lance un petit projectile qui pénètre de 2 cm dans
la surface et dont on récupère l’échantillon.
Vidéo expliquant les mécanismes d’échantillonnage :
https://youtu.be/yiS6NdpEL2A?list=PL-XJoa_8IGlL84I2aM7c84cLgu9Pmp_Tw
Arrivée de la capsule dans le désert australien en 2031.
POUR ALLER PLUS LOIN :
Le cratère Stickney sur Phobos, lune de Mars
MIRS sur la mission MMX de la JAXA
Spectro-imageur MIRS pour la mission MMX de la JAXA
du LESIA
MIRS: an
imaging spectrometer for the MMX mission article
d’A. Barucci.
https://www.mmx.jaxa.jp/en/gallery/
Voir aussi absolument :
MMX Phobos : CR conf SAF (Planétologie)
d’A. Barucci du 10 Fév 2024
Bon ciel à tous
Prochaine conférence SAF. : le mercredi 12 Février 2025
(CNAM) 19 H
avec
David SMITH
Astrophysicien LAB
sur « FAST,
LE PLUS GRAND RADIO TÉLESCOPE DU MONDE »
Réservation comme d’habitude à
partir du 9 Janv 9h00 ou à la SAF directement.
Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF :
https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/feautured
Bon ciel à tous !
Jean Pierre
Martin
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