Premiers tests de l’instrument MIRS en environnement thermique

La mission MMX (Martian Moons eXploration) est une mission de l’agence spatiale japonaise JAXA dont l’objectif principal est de ramener pour la première fois sur Terre des échantillons de Phobos, satellite de Mars. Cette mission devrait ainsi permettre de déchiffrer l’origine des lunes martiennes, ce qui fournira des informations importantes sur la formation des planètes et sur les conditions d’apparition de l’eau sur les planètes de type terrestre.

La mission sera lancée en septembre 2024 vers le système martien. La sonde atteindra sa destination en août 2025 et fera des observations de Mars, Phobos et Deimos (deuxième satellite de Mars) pendant 3 ans. Le retour d’un échantillon de Phobos vers la Terre est prévu en juillet 2029.

Parmi les différents instruments embarqués sur la mission, l’instrument MIRS (MMX InfraRed Spectrometer) permettra de caractériser les surfaces de Phobos et de Deimos et la composition atmosphérique de Mars, en identifiant les signatures spectrales caractéristiques dans le proche infrarouge.

MIRS est développé sous la responsabilité du LESIA en collaboration avec quatre autres laboratoires français : le Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux (LAB), le Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), l’Institut Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), sous maîtrise d’ouvrage du CNES.

L’instrument MIRS est un spectromètre infrarouge de 10.6 kg qui permet de cartographier Phobos, Deimos et Mars dans la bande [0.9-3.6] µm avec une résolution spectrale de 20 nm. Il est composé de deux boitiers reliés par un harnais d’interconnexion :

• un boitier optique (OBOX) qui contient l’ensemble des composants opto-mécaniques, les mécanismes, le détecteur et sa carte électronique de proximité ;
• un boitier électronique (EBOX) qui contient la carte de puissance et la carte de pilotage de l’instrument.

Instrument MIRS - Boitier optique OBOX du modèle EM1

Crédit photo : S. Cnudde - LESIA / Observatoire de Paris-PSL

Instrument MIRS, modèle EM1 - Boitier optique OBOX et boitier électronique EBOX reliés par le harnais d’interconnexion

Crédit photo : S. Cnudde - LESIA / Observatoire de Paris-PSL

Le développement de l’instrument MIRS a commencé début 2020. Avant la livraison finale du modèle de vol à l’agence spatiale japonaise, plusieurs modèles ont été construits pour mettre de valider les interfaces, le comportement en environnement et les performances de l’instrument. Parmi ces modèles, l’EM1 (Engineering Model n°1) est très similaire au modèle de vol. Il vient d’être intégré dans la cuve SimEnOm pour tester ses performances et son comportement en environnement vide-thermique représentatif de la mission. L’instrument doit fonctionner sur la gamme de températures [-40°C ; +35°C], et doit supporter jusqu’à +60°C en stockage.

Instrument MIRS, modèle EM1 - Préparation des tests en environnement vide-thermique

Crédit photo : S. Cnudde - LESIA / Observatoire de Paris-PSL

Instrument MIRS, modèle EM1 - Tests optiques en environnement vide-thermique

Crédit photo : S. Cnudde - LESIA / Observatoire de Paris-PSL

L’assemblage et les tests du modèle de vol ont d’ores et déjà commencé. Comme le modèle EM1, le modèle de vol subira des tests en environnement vide-thermique mais également, début mai 2023, des tests en environnement mécanique (vibrations aléatoires et chocs). La livraison du modèle de vol à l’agence spatiale japonaise est prévue en juillet 2023. Il sera alors intégré sur le satellite pour à nouveau, d’ici la fin de l’année, passer des tests en environnement mécanique et vide-thermique.