Un laboratoire de chimie sur ExoMars Vagabond
Un laboratoire de chimie sur ExoMars Vagabond recherchera des preuves de vie sur Mars- un groupe mondial de scientifiques a créé un petit laboratoire de chimie pour un vagabond qui percera sous la surface martienne; essayant de trouver des signes de vie antérieure ou existante.
Le laboratoire de la taille d’un grille-pain, appelé Mars Organic Particle Analyzer ou MOMA, est un outil essentiel sur l’ExoMars Wanderer. Une mission conjointe entre l’European Room Agency et la société spatiale russe Roscosmos; avec une contribution considérable au MOMA de la NASA. Il sortira vers le Monde Rouge en juillet 2020.
“La foreuse de deux mètres de profondeur de l’ExoMars Rover offrira au MOMA des échantillons spéciaux qui pourraient contenir des substances organiques complexes préservées d’une période ancienne où la vie aurait pu commencer sur Mars”. A déclaré Will Brinckerhoff, scientifique de la mission MOMA, du Goddard Area Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
Un laboratoire de chimie sur ExoMars Vagabond: La surface de Mars
Bien que la surface de Mars soit aujourd’hui inhospitalière aux formes de vie bien connues, il existe des preuves que dans un passé lointain, le climat martien a permis la présence d’eau fluide, un composant crucial pour toujours, à la surface. Cette preuve comprend des attributs qui ressemblent à des lits de rivière complètement asséchés et à des gisements minéraux qui ne se forment que dans la visibilité de l’eau liquide. La NASA a envoyé des vagabonds sur Mars qui ont localisé des indications supplémentaires d’atmosphères habitables passées, tels que les vagabonds Chance et Inquisitives, tous deux explorant actuellement le terrain martien.
L’instrument MOMA sera capable de découvrir une variété de molécules naturelles. Les composés organiques sont fréquemment liés à la vie, bien qu’ils puissent également être produits par des processus non biologiques. Les particules organiques contiennent du carbone et de l’hydrogène et peuvent contenir de l’oxygène, de l’azote et divers autres éléments. Pour découvrir ces particules sur Mars, le groupe MOMA a dû prendre des instruments qui occuperaient généralement des établis dans un laboratoire de chimie et les réduire à environ la taille d’un grille-pain, il serait donc utile de les monter sur un vagabond.
MOMA
Bien que l’outil soit compliqué, MOMA est développé autour d’un spectromètre de masse solitaire et vraiment minuscule qui divise les atomes et les molécules facturés en masse.
La procédure fondamentale pour localiser les composés organiques martiens peut se résumer à deux étapes : différentes molécules organiques des roches et sédiments martiens et fournissent un coût électrique (ionisé), afin qu’elles puissent être repérées et identifiées par le spectromètre de masse.
MOMA dispose de deux méthodes pour différencier autant de sortes de molécules organiques que possible. La première approche utilise un poêle pour chauffer un échantillon. Ce processus de cuisson évapore les molécules naturelles et les envoie dans une colonne mince qui sépare les combinaisons de composés en leurs composants. Les substances entrent séquentiellement dans le spectromètre de masse, où elles reçoivent une charge électrique et sont classées par masse à l’aide de zones électriques. Chaque type de molécule a un ensemble de rapports masse/charge électrique distincts. L’outil de spectromètre de masse utilise ce modèle appelé plage de masse pour reconnaître les particules.
Les molécules organiques
Certaines molécules organiques plus grosses sont alors délicates et se désintégreraient tout au long de la vaporisation à haute température dans le four. Par conséquent, MOMA a une 2ᵉ méthode pour les localiser : Il zappe l’exemple avec un laser. Étant donné qu’une simple rafale de lumière laser est utilisée; elle évapore certains types de molécules organiques plus grosses sans les endommager complètement. Le laser fournit en outre à ces particules une redevance électrique; de sorte qu’elles sont envoyées directement de l’échantillon au spectromètre de masse pour être triées et identifiées.
Certaines molécules organiques ont un bâtiment qui pourrait s’utiliser comme une astuce vitale que la vie a produite. Leur maniabilité ou leur chiralité. Certaines particules organiques utilisées par la vie se présentent en deux sélections qui sont des images miroir l’une de l’autre; comme vos mains. Ainsi dans le monde, la vie utilise tous les acides aminés gauchers et tous les sucres droitiers pour construire des particules plus gros nécessaires à la vie; comme des protéines saines à partir d’acides aminés et de l’ADN à partir de sucres. La vie basée sur les acides aminés droitiers (et les sucres gauchers) pourrait fonctionner ; cependant, un mélange de droitiers et de gauchers pour l’un ou l’autre ne le fera certainement pas. C’est parce que ces particules ont besoin d’avance et de l’alignement approprié, comme les éléments problématiques; pour construire d’autres particules nécessaires en permanence pour fonctionner.
Un laboratoire de chimie sur ExoMars Vagabond: La chiralité des molécules organiques
MOMA peut ainsi trouver la chiralité des molécules organiques. Supposons qu’il découvre qu’une molécule organique est significative de la variété gauche ou droite (appelée « homochiralité »). Dans ce cas, cela peut être la preuve que la vie a généré les molécules; étant donné que les processus non biologiques ont souvent tendance à créer un mélange égal de variétés. C’est ce qu’on appelle une biosignature.
Les vagabonds martiens font face à un obstacle de plus lorsqu’ils cherchent des preuves de vie : la contamination. La planète est pleine de vie. Et les scientifiques doivent être très attentifs au fait que le produit organique qu’ils détectent n’a pas été apporté avec l’instrument depuis la Terre. Pour ce faire, le groupe MOMA a pris des mesures extraordinaires pour s’assurer que l’outil est aussi accessible que possible à partir de molécules terrestres; qui sont des signatures de vie.
Le rover ExoMars sera le premier à découvrir profondément sous la surface; avec une perceuse capable de prendre des exemples jusqu’à 2 mètres de profondeur (plus de six pieds). Ceci est important; car l’environnement mince de Mars et le champ électromagnétique erratique offrent une défense inadéquate contre le rayonnement de la pièce; qui peut donc lentement endommager les particules organiques laissées, révélées à l’extérieur. Néanmoins, les sédiments martiens sont un gardien fiable et l’équipe s’attend aussi à localiser des richesses plus élevées de particules naturelles dans des échantillons sous la surface.
La NASA Goddard
La NASA Goddard met en place les boîtiers de spectromètre de masse et d’appareils électroniques pour le MOMA; tandis que le LATMOS (Laboratoire des Ambiances, des Atmosphères; ainsi que des Observations des Salles), Guyancourt, France et le Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA ou Laboratoire Interuniversitaire des Equipements Atmosphériques) Paris. La France fabrique le chromatographe en phase gazeuse du MOMA et le Max Slab Institute for Solar System Research de Göttingen, en Allemagne; ainsi que le Laser Zentrum Hannover, à Hanovre, en Allemagne, fabriquent le laser; les fours et la station de contact (sécurisation du poêle) de l’outil.
Le MOMA a donc récemment terminé les témoignages de pré-livraison de l’ESA et de la NASA; qui ont ouvert la voie à l’outil de voyage à fournir à l’objectif. Mercredi 16 mai, l’équipe du spectromètre de masse du MOMA s’est réunie à Goddard; pour découvrir leur instrument de recherche scientifique unique dans la première étape de son voyage vers Mars. Expédition à Thales Alenia Space, à Turin, en Italie;où il s’intégrera aux armoires de laboratoire d’analyse du rover lors des prochaines tâches au niveau de la mission cet été. Conformément aux activités ultérieures d’assimilation de vagabond et de vaisseau spatial de niveau supérieur en 2019; l’ExoMars Wanderer devrait se lancer sur Mars en juillet 2020 depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.
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