Pendant 1 645 jours martiens, le rover Perseverance Mars de la NASA a mesuré les particules fines et ultrafines de poussière martienne adhérées à des échantillons de matériaux de combinaison spatiale transportés à bord du rover, y compris certains suffisamment petits pour pénétrer les poumons et pénétrer dans la circulation sanguine. Les résultats seront publiés mardi 27 octobre dans les Proceedings of the National Academy of Sciences et pourraient éclairer la conception des combinaisons spatiales et des habitats, les procédures d’élimination de la poussière et les normes de santé des équipages pour les futures missions de la NASA vers Mars.
« La NASA a une longue histoire de transformation des défis en solutions réalisables et de trouver des moyens créatifs d’utiliser les données dont nous disposons pour répondre à des questions au-delà de ce pour quoi elles ont été initialement collectées », a déclaré Lindsay Hays, directrice par intérim de la division des sciences planétaires, siège de la NASA à Washington. « La poussière est un défi d’exploration de surface depuis le programme Apollo. Perseverance fournit à nos ingénieurs et aux chirurgiens de bord des mesures qu’ils peuvent utiliser pour améliorer nos conceptions existantes bien avant l’arrivée des premiers astronautes américains sur Mars. »
La poussière lunaire a rayé les visières, dégradé les couches extérieures des combinaisons spatiales et endommagé leurs joints lors des missions Apollo de la NASA, et certains membres d’équipage ont signalé des symptômes similaires au rhume des foins.
Arrondis par des collisions provoquées par le vent avec d’autres particules, les grains de poussière sur Mars sont moins agressifs que ceux de la Lune. Ils sont également enrichis en soufre, en chlore et en fer et contiennent plus de silice que la poussière lunaire. Les tempêtes de poussière régionales et mondiales sur Mars peuvent également maintenir la recirculation des grains dans l’atmosphère.
Le rover transporte un ensemble de cinq échantillons de matériaux de combinaison spatiale. Les échantillons, chacun de trois quarts de pouce (20 millimètres) de côté, font partie d’une cible d’étalonnage utilisée pour tester les réglages de SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals), un instrument sur le bras robotique de Perseverance. La cible de calibration d’un autre instrument ayant fourni les mesures de poussière, appelé PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), transporte un échantillon de téflon et de verre basaltique.
Comme le Téflon ne contient aucun élément que PIXL peut détecter directement, les signaux élémentaires captés par le spectromètre X proviennent de poussières posées dessus.
L’équipe a également analysé des échantillons de Téflon et de Vectran, deux matériaux utilisés dans les combinaisons spatiales, sur la cible de calibration de SHERLOC. La NASA a envoyé ces échantillons sur Mars pour étudier la résistance des matériaux des combinaisons spatiales à la surface de la planète.
« La mission principale de Perseverance est de rechercher des signes de vie microbienne ancienne, mais la mission a aussi été conçue pour aider à se préparer aux explorateurs humains. Cette initiative inclut des démonstrations technologiques comme MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) et Ingenuity, ainsi que les échantillons de combinaisons spatiales », a déclaré Katie Stack Morgan, scientifique du projet Perseverance au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.
Alors que les premières mesures sur Mars avaient permis de résoudre des particules de poussière jusqu’à environ 3 micromètres de diamètre, PIXL a détecté deux catégories de particules encore plus petites : des particules fines mesurant moins de 2,5 micromètres (un cheveu humain mesure environ 70 micromètres de large) et des particules ultrafines d’environ 100 nanomètres (environ 700 fois plus fines qu’un cheveu humain). Les particules sur la cible Téflon de PIXL et l’échantillon Vectran de SHERLOC étaient en moyenne d’environ 2 micromètres. Sur le verre basaltique de PIXL et l’échantillon Teflon de SHERLOC, la taille des particules de poussière allait d’environ 100 à 300 nanomètres.
L’électricité statique semble déterminer la taille des particules de poussière qui adhèrent à quelle surface. Les grains de poussière se chargent en entrant en collision dans l’air, et différents matériaux sur la cible d’étalonnage attirent des grains de tailles variées. Les particules les plus fines sont restées attachées pendant des années de conduite et de forage. Des polymères organiques comme l’échantillon de combinaison spatiale en Teflon de SHERLOC sont courants dans les couches externes des combinaisons, et les résultats montrent qu’ils collectent facilement la poussière fine.
L’étude a également révélé que certains matériaux contiennent moins de poussière que d’autres, ce qui pourrait orienter le choix futur de matériaux et de revêtements protecteurs pour les combinaisons spatiales et les habitats. Des conceptions telles que les ports de combinaison, qui permettent aux astronautes d’entrer dans une combinaison fixée à l’extérieur d’un habitat, et les sas à double chambre pourraient réduire la quantité de poussière qui pénètre dans les quartiers d’habitation des astronautes.
« L’existence de poussières martiennes à ces tailles ultrafines est prédite depuis longtemps, et PIXL nous a donné la possibilité de la mesurer directement sur Mars », a déclaré Scott VanBommel, scientifique de Perseverance à l’Université Washington de St. Louis et auteur principal de l’article. « Les plus gros amas de poussière, les lapin de poussière martiennes, sont secoués avec le temps. Mais les plus petites particules restent derrière, et ce sont elles qui posent le plus grand défi aux systèmes de soutien humains. »
Chimiquement, la poussière correspond à la composition riche en fer et en soufre mesurée par les missions précédentes. L’instrument PIXL a également constaté que la poussière était enrichie en phosphore et a détecté des signes de sulfate de calcium.
Sur Terre, les particules en suspension dans l’air, ou particules particulaires, inférieures à 2,5 micromètres (c’est-à-dire fines particules) sont liées à une série d’effets négatifs sur la santé car elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et pénétrer dans la circulation sanguine. Des études ont montré que les particules ultrafines (celles ne dépassant pas 100 nanomètres) peuvent voyager de la cavité nasale au cerveau le long du nerf olfactif.
La poussière martienne est composée principalement de minéraux silicatés et contient des composés chimiquement réactifs, notamment des perchlorates qui peuvent perturber la fonction thyroïdienne et du fer réactif qui provoque des dommages cellulaires. Les scientifiques estiment que les risques sanitaires de la poussière martienne dépendent de la quantité de poussière et de la durée d’exposition.
Les résultats PIXL constituent les premières mesures sur site de particules fines et ultrafines sur Mars, et cette recherche peut éclairer des efforts plus larges pour affiner les limites d’exposition à la poussière en intérieur pour les astronautes, développer des habitudes sûres et établir des moyens d’éliminer la poussière lors de l’exploration de Mars.
La NASA travaille déjà sur des solutions aux dangers de poussière extraterrestre, utilisant des installations d’essais au sol et des missions lunaires comme terrains d’essai pour les futurs explorateurs de Mars. En mars 2025, l’agence a testé un bouclier électrodynamique contre la poussière, qui utilisait des champs électriques pour éliminer le régolithe lunaire des surfaces vitrées et thermiques radiatrices sur la Lune. Développé au Kennedy Space Center de la NASA en Floride, il a atterri sur la Lune à bord de la Blue Ghost Mission 1 de Firefly Aerospace. Au Johnson Space Center de la NASA à Houston, les ingénieurs du Lunar Development and Test Facility utilisent des chambres à vide et un simulant de régolithe lunaire pour tester les composants, mécanismes et un outil portatif de mitigation de la poussière électrostatique lunaire avant les missions Artemis à la surface lunaire.
Géré pour la NASA par Caltech, le JPL a construit et gère les opérations du rover Perseverance pour le compte de la Direction des missions scientifiques de l’agence dans le cadre du portefeuille du programme d’exploration martien de la NASA. La NASA JPL a également construit PIXL et SHERLOC.
Pour en savoir plus sur Perseverance, visitez :
Source: NASA · Communiqué original
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