29 juin-1 juil. 2022 Lyon (France)
Les mesures atmosphériques et acoustiques réalisées par l'instrument SuperCAM sur Mars.
Franck Montmessin  1@  , Baptiste Chide  2, 3@  , Jeremie Lasue  4@  , Sylvestre Maurice, Thierry Fouchet  5@  , David Mimou,, Naomi Murdoch  6@  , Alexander Stott, Tanguy Bertrand, Olivier Beyssac  7@  , Pierre Beck, Olivier Forni, Olivier Gasnault  8@  , Nicolas Mangold  9@  , Cathy Quantin-Nataf  10@  , Roger Wiens, équipe Supercam@
1 : PLANETO - LATMOS
Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales
2 : Institut de recherche en astrophysique et planétologie
Université Toulouse III - Paul Sabatier, Observatoire Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique
3 : Institut Supérieur de lÁéronautique et de lÉspace
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE), Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace [ISAE]
4 : Institut de recherche en astrophysique et planétologie
Institut National des Sciences de l'Univers : UMR5277, Université Toulouse III - Paul Sabatier, Observatoire Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5277
5 : Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique  (LESIA)  -  Site web
Université Pierre et Marie Curie [UPMC] - Paris VI, Observatoire de Paris, INSU, CNRS : UMR8109, Université Paris VII - Paris Diderot, Université Pierre et Marie Curie (UPMC) - Paris VI
5, place Jules Janssen 92190 MEUDON -  France
6 : Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), Université de Toulouse, Toulouse, France
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE)
7 : Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie  (IMPMC)
Sorbonne Université UPMC Paris VI, CNRS : UMR7590, Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN)
8 : Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP)
Centre national d'études spatiales - CNES (FRANCE), Université Paul Sabatier-Toulouse III - UPS, CNRS : UMR5277, Observatoire Midi-Pyrénées - OMP (FRANCE)
9 : LPGNantes URM6112  (LPG Nantes)
LPG Nantes
Faculté des Sciences et Techniques 2 rue de la Houssinière - BP 92208 44322 Nantes Cedex 3 (FRANCE) -  France
10 : Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement  (LGL-TPE)
CNRS : UMR5276, INSU, Université Claude Bernard - Lyon I (UCBL), École Normale Supérieure (ENS) - Lyon

L'instrument SuperCam, à bord du rover Perseverance de la NASA, détermine la composition et la minéralogie des roches du cratère Jezero depuis février 2021 par spectroscopie d'ablation laser (LIBS) et Raman. Linstrument est aussi équipé de 2 spectromètres visible et infrarouge (240 à 850 nm et 1,3 à 2,6 μm) et d'un microphone à l'écoute des sons martiens.

Ces spectromètres peuvent aussi observer la lumière solaire diffusée par le ciel (mode passif). Ces observations sont effectuées sur deux lignes de visée à deux élévations distinctes ce qui permet de retrancher la forme du spectre solaire et la réponse instrumentale. Les mesures dans le visible, effectuées par ChemCam à Gale et SuperCam à Jezero permettent de calculer les abondances de CO2, O2, et H2O. Les mesures IR de SuperCam s'associent au visible et produisent des mesures indépendantes de CO, CO2, O2, et H2O. La combinaison des mesures d'O2, de CO, et de H2O permettra à terme de contraindre, pour la première fois depuis le sol, les espèces majeures impliquées dans le cycle chimique qui stabilise l'atmosphère martienne.

Les mesures du microphone (20 Hz à 50 kHz) permettent d'accéder à 3 types d'informations : les sons naturels de l'atmosphère (vents, impacts de la poussière, etc.), les sons des ‘mini-explosions' laser lors de l'expansion du plasma sur la roche, et les sons artificiels du rover et de l'hélicoptère Ingenuity. Les sons détectés permettent d'étudier le régime de dissipation de la turbulence dans la couche limite de l'atmosphère, corrélée avec les bourrasques de vent détectées par la station météo MEDA. Ces mesures ont déjà permis de caractériser la vitesse du son sur Mars (de 246 m.s-1 à 257 m.s-1) selon la température de l'atmosphère et donc l'heure locale. Une baisse de 10 m.s-1 est observée au-delà de 240 Hz, un phénomène caractéristique de la propagation dans une atmosphère ténue de CO2. Le couplage entre mesures de propagation du son et mesures de composition des roches LIBS permet d'accéder aux informations de profondeur d'ablation laser et de dureté des roches entourant le rover.


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