INGMAR
Le projet INGMAR (IrradiatioN de Glaces et Météorites Analysées par Réflectance VIS-IR) permet l'irradiation ionique de glaces, météorites ou analogues planétaires ainsi que leur analyse par réflectance VIS-NIR in situ. La chambre à vide est installée sur le séparateur d’isotopes SIDONIE de la plateforme MOSAIC de l’IJCLab.
La majorité des petits corps du système solaire subit une altération de surface (« space weathering ») due à l'irradiation par les particules du vent solaire et du rayonnement cosmique de plus haute énergie. L'interprétation des spectres en réflectance observés exige de comprendre les mécanismes et processus déterminant l'évolution de telles surfaces. Les expériences de laboratoire simulant l'altération spatiale des petits corps et les variations spectrales correspondantes apportent de précieuses contraintes à cette problématique.
Avant 2010, la majorité des expériences d’étude de cette altération dans le VIS-NIR a été effectuée sur des objets à albédo élevé (contexte des retours d’échantillons lunaires puis de l’astéroïde Itokawa). En revanche, très peu d'études ont été dédiées aux corps de faible albédo (riches en matière carbonée). Le projet INGMAR (mis en service en 2015) a été initialement pensé pour combler ce manque de données expérimentales en développant une activité de laboratoire consacrée à l'irradiation ionique de glaces et météorites riches en carbone, et à leur analyse par réflectance VIS-NIR in situ. Cela se situait dans un contexte international très favorable, notamment grâce aux missions spatiales de retour d’échantillons d’astéroïdes carbonés Hayabusa 2/JAXA et OSIRIS-REx/NASA. L’expérience a permis de montrer l’influence de la composition initiale des échantillons sur la réponse spectrale aux irradiations.
Légende = Influence de la composition initiale sur la réponse spectrale à l’irradiation aux ions. Les objets plus riches en silicates anhydres (gauche) vont voir leur surface s’assombrir (haut) et leur spectre « rougir » (augmentation de la pente vers les grandes longueurs d’onde ; bas) plus la dose d’irradiation est importante. AU contraire des objets plus carbonés (et enrichis en matière hydratée ; droite) qui ont un comportement spectral opposé avec un éclaircissement de la surface et une pente plus « bleue ». Figure adaptée de Lantz et al. 2017.
Nous avons depuis mené des projets sur de nombreux corps du Système solaire, bien souvent pour apporter un support à l’interprétation des données de missions spatiales. Nous avons ainsi étudié des analogues des OTNs (JWST/NASA), de Mercure (BepiColombo/ESA-JAXA) ou de Phobos (MMX/JAXA), entres autres. De futures expériences nous permettront de fournir un support fondamental à la mission JUICE (ESA). Nous développons de plus un système de porte-échantillon permettant l’irradiation de grains millimétriques (et non pas centimétriques comme fait jusqu’à présent).
Nous étendons nos analyses grâce à d’autres techniques (IR moyen et lointain, Raman, MEB, MET, …) afin d’avoir une meilleure compréhension minéralogique et chimique des processus en question.
Ce programme a reçu un soutien financier du programme RD du labex P2IO (Physique des 2 Infinis et des Origines) et du Programme National de Planétologie (PNP). Nous recevons de plus un soutien régulier de la part du CNES.
Contacts : R. Brunetto et C. Lantz
