Un laser spatial aide les robots à "détecter" la vie extraterrestre

Un laser spatial aide les robots à

Un système lidar utilisé pour détecter les risques biologiques aériens sur Terre peut aider la NASA à rechercher la vie extraterrestre sur Mars et ailleurs dans le système solaire.

Dans les années 2000, lorsque Branimir Blagojevich a mis au point un capteur permettant à l’armée de détecter les risques biologiques dans l’air, il ne savait pas que sa technologie pourrait par la suite être utilisée pour rechercher une vie extraterrestre.

Ses travaux originaux portaient sur l'utilisation du nouveau lidar (télémètre lumineux) et reposaient sur les mêmes principes que ceux utilisés dans le radar. Mais au lieu des ondes radio, un lidar utilise un faisceau laser pour détecter des objets et mesurer la distance à la cible. C'est pourquoi on l'appelle souvent «radar léger».

Blagojevich, maintenant technologue de la NASA au Goddard Space Flight Center dans le Maryland, a réalisé que la technologie basée sur la recherche de toxines et de pathogènes dans l’air pouvait être utilisée à l’extérieur de la Terre et pouvait même contribuer à la mission de recherche dans la vie de la NASA ) sur Mars.

"Si la vie existait sur Mars dans le passé, alors avec l'aide d'un tel outil, nous pouvons le détecter", a déclaré Blagojevich.

Or, toute mission visant Mars est très limitée dans sa recherche de la vie (passée ou présente). Par exemple, le laboratoire scientifique martien du rover Curiosity peut prélever un échantillon de régolithe (un sol poussiéreux poudreux recouvrant la planète rouge), en espérant qu’il existe une chimie biologique dans une petite quantité de roche broyée. Mais le contact physique avec tout matériau analysé est un problème. Il y a un risque de contamination de l'échantillon «intact» avec des substances terrestres, ce qui pourrait fausser les résultats du test. De plus, il s’agit d’un processus lent et laborieux: le robot doit s’installer, collecter et analyser des échantillons. Cela signifie que très peu d'échantillons peuvent être prélevés à un endroit donné. Il se peut que l’échantillon analysé par les outils du mobile soit complètement stérile. Mais à quelques mètres du site, la chimie organique peut être sale. Et sans la connaissance du robot ou de ses contrôleurs terrestres, nous ne l'aurions jamais su.

Pour Blagojevich, il semble que nous cherchions une aiguille dans une botte de foin. Mais la situation est bien pire, car nous ne savons même pas où se trouve cette botte de foin.

Alors, comment réduire les chances de trouver du matériel biologique sur Mars? Une solution consiste à utiliser son instrument Bio-Indicateur Lidar, ou simplement «BILI».

Un laser spatial aide les robots à

Mars n’est pas étranger aux lasers. Curiosity utilise maintenant ChemCam pour souffler des roches dans un laser. Parallèlement, ses capteurs peuvent étudier la vapeur afin de déchiffrer sa composition chimique. Cependant, les races martiennes seront protégées du BILI.

Blagojevich, en collaboration avec les scientifiques planétaires de la NASA, Melissa Trainer, Alexander Pavlov et Melissa Floyd, espère installer un système lidar pour le futur rover. Cela fonctionnera de la même manière que ChemCam sur Curiosity. Mais il ne s'intéresse pas aux caractéristiques géologiques, mais aux particules dans l'atmosphère martienne. Pendant la mission, le mobile analysera l’environnement à la recherche de panaches de poussière. Après avoir détecté, probablement au-dessus d'une pente difficile à atteindre, il aurait projeté des lasers ultraviolets dans la poussière.

Lorsqu'un faisceau laser frappe des particules de poussière individuelles, il leur est demandé de produire de la lumière en réponse. Ce phénomène s'appelle la floraison. La lumière de ces particules fluorescentes peut ensuite être mesurée et montrée en produits chimiques. S'il y a de la matière organique (bioindicateur) dans la poussière, BILI peut décoder son signal. Et l’essentiel est que tout le processus se déroule à distance, éventuellement à des centaines de kilomètres du rover. Cela signifie que vous pouvez scanner une vaste zone autour du rover et calculer la pollution et la chimie organique, ce qui simplifie grandement la recherche.

"Cela augmentera les chances de retrouver la vie en déplaçant des mécanismes sur la surface martienne", a déclaré Blagojevich.

Les paris sur Mars sont évidents et il est possible de voir des rovers dotés de la technologie BILI pour scanner des jets rouges poussiéreux. Mais cette technologie peut-elle être utilisée pour chasser la vie ailleurs dans le système solaire?

«En dehors de Mars, nous avons simulé des calculs pour déterminer si cet outil pouvait fonctionner sur des mondes gelés tels qu'Enceladus ou l'Europe», a déclaré Blagojevich.

Enceladus est l’un des mystérieux satellites de Saturne, dont l’épaisse coquille de glace entoure l’océan sous-marin. En raison de l’interaction des marées avec Saturne, Enceladus produit de la chaleur dans son noyau, qui contient de l’eau souterraine à l’état liquide. Son océan est d'un grand intérêt pour les astrobiologistes, car, par analogie avec la Terre, l'eau liquide est synonyme de vie.

Le chauffage interne et les contraintes constantes sur la coque de glace provoquent l'éruption d'eau liquide sur la surface lunaire, comme lors de l'ouverture d'un bouchon sur une bouteille de Coca-Cola. Une énorme quantité de vapeur est perdue dans l'espace, créant un train. Si la biologie extraterrestre est présente dans cette eau, elle est également libérée dans l'espace.

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La mission Cassini de la NASA a utilisé les capteurs embarqués pour «essayer» ces jets alors qu’ils passaient (image ci-dessus), mais une analyse détaillée est nécessaire. Est-il possible d'installer BILI dans le cadre de la mission survol de Saturn pour tirer un laser dans le panache et voir s'il y a des produits chimiques organiques? «Ce sera tout un défi. Le fait est que les jets d’eau d’Enceladus ont une densité très faible comparée aux particules de poussière dans l’air martien », a déclaré Blagojevich. Par conséquent, pour détecter quelque chose, un engin spatial devrait voler à une distance de 50 km de la surface de la lune et le laser doit être dans la plage de 1W pour détecter toute floraison.

"C'est possible, mais cela nécessite un laser ultraviolet plus puissant, qui peut devenir une réalité pour les futures missions de vol, ou ne le peut pas", a-t-il ajouté.

En ce qui concerne Europe, Blagojevich avertit que, sans avoir des jets évidents de longue durée, l'utilisation du système lidar dépendra de la présence éventuelle d'aérosols à proximité de sa surface. L'Europe, comparée à Encelade, gagne en matière de recherche de vie. Certaines prévisions optimistes suggèrent que vous pouvez même y vivre une vie multicellulaire.

Puisque nous connaissons la chimie à l’intérieur des cycles lunaires (par la tectonique active des glaces), s’il existe une biologie dans les océans d’Europe, il est alors possible de trouver des preuves sur la surface glacée. Et s'il existe un mécanisme qui oblige ces produits chimiques organiques à s'élever au-dessus de la glace, alors BILI peut peut-être être utilisé pour découvrir ces secrets.

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