Préparation des futures missions in situ martiennes via la télédétection et l'expérimentation en spectroscopie de réflectance

L’exploration spatiale de la planète Mars sera marquée dans la prochaine décennie par une étape historique : l’exploration in situ de terrains d’âge noachien, soit faisant partie des plus anciens de la planète. Les sites d’atterrissage sélectionnés, le cratère Jezero et Oxia Planum, présentent depuis l’orbite les traces d’une activité hydrologique ancienne, ainsi qu’un potentiel exobiologique. Les deux rovers envoyés pour explorer ces sites (Perseverance par la NASA, et Rosalind Franklin par l’ESA et Roscosmos), sont équipés des premiers spectromètres de réflectance visible et proche-infrarouge (VNIR) à toucher le sol martien, alors que cette technique de détection est la première utilisée depuis l’orbite pour détecter et cartographier les minéraux en surface. Nos travaux de thèse sont découpés en deux axes : dans un premier temps, une analyse des deux sites d’atterrissage par télédétection a été effectuée, afin d’avancer sur leur caractérisation géologique et minéralogique. Dans un second temps, des roches terrestres analogues aux sites d’atterrissage ont été collectées et analysées à l’aide d’un spectromètre de réflectance dont le faisceau d’analyse est comparable en taille à celui de la voie VNIR du spectromètre SuperCam du rover Perseverance. Notre analyse sur le site d’atterrissage de Perseverance a permis de carter les variations minéralogiques d’une des unités géologiques les plus étendues sur le site, l’unité à olivine et carbonate, de proposer une origine pyroclastique, et d’en dater la mise en place il y a 3,82 +/- 0,07 Ga. Cet âge pourra être utilisé dans l’optique du retour des échantillons collectés par Perseverance, afin de calibrer la chronologie martienne. Là où le site d’atterrissage de Rosalind Franklin apparaît spectralement homogène depuis l’orbite, nous montrons qu’il existe à haute résolution une diversité morphologique, compositionnelle et minéralogique au sein des argiles présentes sur le site, cibles principales de la mission. Au cours de ces travaux de recherche, nous avons produit une base de données spectrale sur des échantillons analysés en laboratoire. Cette base de données inclut le premier panel représentatif de météorites martiennes, des roches terrestres naturelles dont la composition minéralogique a pu être estimée grâce à la diffraction de rayons X, ainsi que des mélanges synthétiques de composition simplifiée et de minéralogie directement transposable à celle estimée sur les sites d’atterrissage. Ces spectres de réflectance pourront être directement et automatiquement comparés à ceux mesurés sur des affleurements rocheux in situ