Microscope suisse en route pour Mars
Nanosurf, jeune entreprise de Liestal, ainsi que les Universités de Bâle et de Neuchâtel sont partie prenante de la mission martienne américaine Phoenix.
Si la météo le permet, la sonde sera lancée le 4 août en direction du pôle nord de la planète rouge, où les scientifiques ont bon espoir de trouver de l’eau. Et peut-être des molécules organiques.
Le succès de la prochaine mission de la NASA sur Mars va dépendre en partie d’un instrument mis au point en Suisse. Il s’agit d’un microscope à force atomique, conçu spécialement pour résister aux rudes conditions du voyage dans l’espace et du séjour sur un monde lointain.
Ce petit bijou de haute technologie (il est à peine plus gros qu’une boîte d’allumettes) est le fruit des efforts conjoints de l’entreprise Nanosurf et des spécialistes en nanotechnologies électroniques Hans-Rudolf Hidber, de l’Institut de physique de l’Université de Bâle et Urs Staufer, de l’Institut de microtechnique de l’Université de Neuchâtel.
A la recherche de l’eau
Phoenix doit se poser à proximité du pôle nord de Mars, endroit idéal pour examiner la glace qui forme la calotte de la planète.
La sonde est équipée à cet effet d’un bras articulé de plus de deux mètres de long, qui prélèvera des échantillons et les déposera sur une table tournante où ils subiront différentes analyses chimiques et minéralogiques
Les grains de poussière martienne seront quant à eux examinés successivement par deux microscopes. Le microscope optique révélera les détails de l’ordre du dix-millième de millimètre, et le microscope à force atomique poussera l’investigation beaucoup plus loin, puisqu’il permet de ‘voir’ les structures de la matière jusqu’au millionième de millimètre.
Pourra-t-on ainsi voir des nano-cristaux de glace ? «Ce serait une chance, avec laquelle nous n’osons même pas compter», avertit Urs Staufer. En effet, la glace arrachée du sol par le bras mécanique devrait fondre au contact de l’atmosphère martienne avant même d’arriver sous le microscope.
Par contre, les traces que laissera cette glace évaporée en eau sur la surface des grains de poussière devraiênt être visibles pour le microscope helvétique.
Un vrai tour de force
«C’est en 1999 que les Américains nous ont demandé si nous serions capables de construire un microscope à force atomique qui puisse aller sur Mars», se souviennent Hans-Rudolf Hidber et Urs Staufer.
A l’époque, les deux scientifiques travaillent à l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich sur un programme de développement des micro et des nano-systèmes. Et Nanosurf, jeune entreprise issue de l’Université de Bâle, est déjà de la partie avec son patron Robert Sum.
Ensemble, les trois hommes décident de relever le défi. En octobre 2000, ils sont déjà en mesure de livrer six exemplaires du premier microscope à force atomique conçu pour partir dans l’espace.
Mais le programme martien de la NASA subit un sérieux coup de frein avec l’échec de Mars Polar Lander. Le 3 décembre 1999, la sonde s’écrase à proximité du pôle sud de la planète. Un crash qui secouera l’agence spatiale américaine, contrainte par les autorités de s’astreindre à une importante réforme.
Du coup, l’envol du microscope helvétique, prévu pour 2001, passe à la trappe.
Seconde tentative
Ce n’est qu’en 2003 que la question de la participation suisse à la mission Phoenix redevient d’actualité. «Il n’a pas été facile de rééditer notre coup d’éclat de l’année 2000», admet Hans-Rudolf Hidber.
C’est qu’entre-temps, le but de la mission a changé. «Désormais il s’agissait d’évaluer la toxicité de la poussière martienne en vue de l’envoi futur d’hommes sur la planète» se souvient Urs Staufer.
En attendant, Phoenix devrait permettre de savoir s’il y a assez d’eau sur Mars pour qu’y existe au moins une vie microbienne.
swissinfo, Ulrich Goetz
(Traduction et adaptation de l’allemand: Marc-André Miserez)
Le microprocesseur qui constitue le cœur du microscope à force atomique est équipé de huit ‘bras’ terminés par des pointes microscopiques. L’engin n’utilise qu’un seul de ces bras à la fois. La pointe balaye la surface des objets à observer afin de déceler les plus infimes de ses reliefs, jusqu’à la taille d’un atome.
Il est ainsi théoriquement possible d’observer les traces laissées à la surface d’un grain de poussière martienne par une molécule d’eau même après son évaporation. Lorsque la pointe utilisée est endommagée ou sale, le bras que la porte peut être désactivé par un signal envoyé de la Terre, et c’est le suivant qui prend le relais.
La mission Phoenix est une collaboration internationale. La direction du projet est assurée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en partenariat avec l’entreprise Lockheed Martin Space Systems.
La direction scientifique a été confiée à l’Université de l’Etat d’Arizona. Y collaborent également l’Agence spatiale canadienne, l’Institut allemand Max Planck et les Universités de Bâle, de Neuchâtel et de Copenhague.
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