Mars 2021 : l’IS2M, membre du Carnot MICA, a développé une pastille de zéolithes pour le Rover Perseverance

Mars 2021 : l’IS2M, membre du Carnot MICA, a développé une pastille de zéolithes pour le Rover Perseverance V

Pastille de Zéolithes dans la SuperCam

Afin d’éviter la condensation au sein du rover Perseverance et plus précisément de la partie SuperCam, qui permet de collecter les données en son et lumière, une pastille de zéolithes a été intégrée dans la cavité laser. Celle-ci est issue de la collaboration pérenne entre le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) et de l’Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (UMR 7361 CNRS-UHA), laboratoire membre du MICA.


Cette pastille de zéolithe a pour but de piéger les composés organiques volatils issus de dégazage des différents constituants de la SuperCam, dus aux variations de température sur Mars, et d’éviter qu’ils se condensent sur les surfaces critiques comme les lentilles. La pastille permet donc aux équipements de conserver leur efficacité et de poursuivre leur mission.

Emplacement pastille zeolithes dans le robot Perseverance

L’exigence quant au maintien de la durée de vie et des performances des systèmes satellitaires s’est accrue au cours des dernières décennies. L’industrie spatiale s’est donc penchée sur la problématique de la contamination moléculaire en orbite, en effet, celle-ci peut avoir un impact considérable sur la durée de vie des instruments de haute technologie embarqués à bord des satellites et des robots : les détecteurs, les revêtements de contrôle thermique ainsi que les appareils optiques et électroniques… La contamination moléculaire est la conséquence directe des molécules polluantes appelées composés organiques volatils (COV), issues du dégazage sous vide des matériaux constitutifs du satellite tels que les lubrifiants, les peintures, les vernis et les colles venant se déposer sur les surfaces sensibles citées précédemment.

« La contamination moléculaire issues du dégazage sous vide des matériaux constitutifs du satellite a un impact considérable sur la durée de vie des instruments de haute technologie embarqués à bord des satellites et des robots. »

Pour répondre à cette problématique, une collaboration pérenne entre le CNES (Centre National d’Etudes Spatiales) et l’axe MPC (Matériaux à Porosité Contrôlée) de l’IS2M (Institut de Science des Matériaux de Mulhouse) a été lancée en 2001 et a permis d’aboutir à quatre travaux de thèse soutenues.

Les premiers travaux ont mis en évidence la performance des zéolithes : celles-ci possèdent les capacités d’adsorption et de rétention les plus intéressantes à l’égard des composés organiques volatils. Cependant, l’utilisation directe de ces zéolithes à l’état de poudre, induirait une nouvelle source de pollution de type particulaire d’où la nécessité de les mettre en forme pour qu’elles soient plus adaptées. Guillaume Rioland, Jean Daou, Joël Patarin et Delphine Faye ont collaboré ensemble sur l’élaboration de nouvelles thèses pour aboutir au format de pastille, le plus pertinent pour répondre aux besoins.

Une des pastilles zéolithiques Mulhousienne a été déjà utilisée pour le piégeage de ces polluants organiques afin de réduire la contamination moléculaire de l’instrument ChemCam du rover Curiosity envoyé sur Mars en 2011.

La cinquième thèse en cours, co-financée par le CNES et la société Zéphir Alsace, s’inscrit dans la lignée des précédentes thèses. L’objectif de celle-ci étant d’élaborer une peinture zéolithique qui soit optimale pour la décontamination moléculaire en orbite.

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