Rapport annuel 2019

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Une caméra made in Bern
Prof. Dr. Nicolas Thomas

« Si la caméra CaSSIS était à Berne, elle pourrait prendre des photos des voitures à Zurich – en couleur et en stéréo! »

Matière et Univers

CaSSIS fournit des images spectaculaires de Mars

La caméra CaSSIS livre des images en couleurs en haute résolution de la surface de Mars, qui ont encore fait sensation en 2019. Le système de caméra développé à l’Université de Berne a commencé son voyage vers Mars en 2016 à bord de la sonde spatiale ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO).

 

ExoMars est une mission spatiale de l’Agence spatiale européenne (ESA) menée en collaboration avec l’agence spatiale russe Roskosmos. ExoMars signifie exobiologie sur Mars : pour la première fois depuis les années 70, on recherche activement des signes vie sur la Planète rouge.

Depuis octobre 2016, la sonde spatiale ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) est entrée dans l’orbite de Mars. En 2022, le rover « Rosalind Franklin » doit entamer son périple vers le sol martien. La sonde TGO et le rover permettront de recueillir des données sur l’évolution de l’eau et de l’environnement géochimique sur Mars.

Des données de Mars en couleur et en haute qualité

La sonde TGO embarque à son bord le « Colour and Stereo Surface Imaging System » (CaSSIS), un système de caméra développé par une équipe internationale dirigée par Nicolas Thomas de l’Institut de physique de l’Université de Berne.

CaSSIS observe Mars depuis avril 2018 et fournit des images en couleurs en haute résolution de la surface de la planète, qui ont fait sensation dans le monde entier. « Les sondes spatiales chez Mars peuvent fournir des images avec une résolution au moins 1'000 fois supérieure à celle que nous pouvons obtenir des télescopes terrestres ou en orbite autour de la Terre. De plus, la capacité stéréo de la caméra nous permet de relier la composition locale à la topographie. On obtient ainsi des images tridimensionnelles», explique Nicolas Thomas.

En mars 2019, la caméra CaSSIS a produit sa première image d’InSight, le lander de la NASA qui s’est posé sur Mars. Les images qui ont suivi en septembre 2019 ont livré des informations sur les explosions de gaz dans des régions de dunes, le changement climatique et les avalanches sèches sur Mars. Les images de CaSSIS témoignent donc des prouesses scientifiques impressionnantes du système de caméra bernois.

Bon à savoir

« La caméra CaSSIS a été achevée en un temps record. En temps normal, on prévoit 38 mois pour le développement d’un instrument de ce type. Nicolas Thomas et son équipe y sont arrivés en seulement 23 mois. »

CaSSIS aide aussi à trouver des terrains d’atterrissage

L'équipe cible également les structures de geysers actifs dans l'hémisphère sud. "Certains de ces geysers peuvent atteindre 140 mètres de haut - le même que le Jet d'Eau à Genève. Mais les jets sont actionnés par des gaz et ils semblent très difficiles à identifier dans le contexte".

Les images prises par CaSSIS du cratère martien Oyama sont captivantes : « Les différentes couches sur les parois du petit cratère sont dégagées, ouvrant en quelque sorte une fenêtre sur le passé », explique Nicolas Thomas.

Les zones de ce type sont particulièrement intéressantes pour l’exploration future de Mars, car, sous l’influence de l’eau, elles pourraient abriter des traces d’une vie passée. « Les images fournies par CaSSIS nous aident aussi à identifier les zones qui pourraient servir de terrains d’atterrissage et permettre de poursuivre l’exploration de notre planète voisine. »

Toutes les données seront placées dans des archives publiques. Les premières données devraient être rendues publiques à la mi-2020.

 

 

Dégel des dunes : les éruptions de gaz lors du dégel de la glace créent les points noirs dans ce champ de dunes au pôle nord sur Mars. © ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO
Cratère non nommé sur Mars rempli de matériaux qui ont coulé ici et qui contiennent probablement un mélange de roche, de glace ou de gel et d'autres dépôts de sol. © ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO
Le cratère Gale, aujourd'hui le site du Curiosity Rover de la NASA, a un diamètre d'environ 150 km et est situé près de la frontière entre les hautes terres du sud et les basses terres du nord de Mars. © ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO
Cette image est particulièrement intéressante car les différentes couches des parois du petit cratère dans le cratère Oyama en haut de l'image sont exposées, nous donnant une fenêtre sur le passé. Ces zones sont souvent considérées comme des sites de débarquement à fort potentiel pour les missions en raison de l'influence de l'eau et donc de leur potentiel à préserver les traces de la vie passée. ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO

Financement par le SEFRI / Division Affaires spatiales

CaSSIS est un projet de l'Université de Berne et est financé par le Secrétariat d’État à la formation, à la recherche et à l'innovation SEFRI, Division Affaires spatiales dans le cadre du programme PRODEX (PROgramme de Développement d'Expériences scientifiques) de l'Agence spatiale européenne ESA. Le développement du matériel de l'instrument a également été soutenu par l'Agence spatiale italienne (ASI), l'INAF/Observatoire astronomique de Padoue et le Centre de recherche spatiale (CBK) de Varsovie.

Pour tous les instruments développés en Suisse, les contributions majeures et/ou les livraisons partielles proviennent de l'industrie suisse. Le programme PRODEX, dans le cadre duquel des instruments ou des sous-systèmes scientifiques sont fournis, exige la participation de l'industrie et favorise ainsi le transfert de connaissances et de technologies entre les universités et l'industrie. Il confère à la Suisse un avantage concurrentiel structurel en tant que site économique – notamment grâce aux retombées sur d'autres secteurs des entreprises participantes. La participation suisse aux programmes de l'ESA permet aux acteurs suisses de la science et de l'industrie de se positionner de manière idéale dans les activités de l'ESA dans ce domaine.

La recherche spatiale bernoise: Avec l’élite mondiale depuis le premier alunissage

Le 21 juillet 1969, lorsque Buzz Aldrin, deuxième homme à sortir du module lunaire, a posé le pied sur la Lune, il a déroulé la voile solaire de l’Université de Berne et l’a plantée dans le sol lunaire avant même que le drapeau américain ne soit hissé. Le Solarwind Composition Experiment (SWC), qui avait été planifié et évalué par le Prof. Dr. Johannes Geiss et son équipe de l’Institut de physique de l’Université de Berne, a été l’un des premiers moments forts de l’histoire de la recherche spatiale bernoise.

Depuis, celle-ci fait partie de l’élite spatiale mondiale. Les chiffres dressent un bilan impressionnant : des instruments ont volé 25 fois dans la haute atmosphère et l’ionosphère à bord de fusées (1967-1993), 9 fois dans la stratosphère lors de vols en ballon (1991-2008), plus de 30 instruments ont équipé des sondes spatiales et, avec CHEOPS, l’Université de Berne a été en charge d’une mission complète aux côtés de l’ESA.

Les travaux fructueux du Département de recherche spatiale et de planétologie (WP) de l’Institut de physique de l’Université de Berne ont été consolidés par la création d’un centre de compétence universitaire : le Center for Space and Habitability (CSH). Le Fonds national suisse a en outre confié le pôle de recherche national (PRN) PlanetS à l’Université de Berne, qu’elle dirige en collaboration avec l’Université de Genève.

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