Composition des surfaces du Système Solaire de bas albédo – CLASSY

Les expériences d'irradiation réalisées sur l'expérience INGMAR sur la ligne SIDONIE (CSNSM) permettent un monitoring infrarouge. Les produits d'irradiation sont caractérisés ex-situ par microscopie électronique, et par spectro-gonio-radiométrie afin de produire des délivrables directement utilisables pour l'interprétation des données hyperspectrales.

Les expériences de spectro-gonio-radiométrie ont également pour objectif la détermination des propriétés spectrales de météorites et de matériaux modèles, et d'identifier les paramètres compositionnels et texturaux contrôlant le signal d'absorption dans le visible et le proche infrarouge.

Résultats au 6/02/2019:
- découverte des ions ammonium et identification des modes C-H à la surface de 67P. La bande à 3.2 µm dans les spectres VIRTIS est identifiée. Implications sur le bilan d'azote cométaire. Article soumis.
- Corrélation jets cométaires et morphologie des terrains de 67P. Publication soumise.
- Mise en évidence d'effets de gonflement du réseau cristallin par implantation d'ions He. Le paradigme du rôle de nano-inclusions métalliques est reconsidéré. Expériences avec hydrogène conduite 1er semestre 2019.
- Caractérisation des terrains organiques Ctulhu de Pluton sur la base de matériaux modèles de type «tholin«. Une publication est en cours d'écriture.
- Revisite de l'absorption 0-2 de la glace de CO pure. Confirmation spectroscopique de l'état dilué de CO dans l'azote. Publication en cours d'écriture.

- Le premier doctorant a été recruté en octobre 2018 pour l'IPAG/LESIA (Hong Van Hoang ). Le second doctorant sera recruté en octobre 2019 pour le projet irradiation IAS/UMET.
- Poursuites des expériences d'irradiation à Orsay, étude des processus de noircissement de minéraux d'olivine.
- Expériences d'irradiation au GANIL en avril 2019 pour l'interprétation des données des terrains organiques de Pluton.
- Quantification des ions NH4 à la surface de 67P/CG: nouvelles expériences de réflectance.
- Exploration lien pente/réflectance et spots brillants sur 67P/CG (Thèse Hong Van).
- Prochaine réunion des partenaires en juin 2019.

3 soumis.
2 articles en cours d'écriture.

Le Système Solaire est le seul système planétaire qui est exploré intensivement par des sondes robotisées et par l'analyse en laboratoire de cosmomatériaux. Il fournit un regard unique sur les mécanismes conduisant à la formation des étoiles et des planètes, une vision qui est complémentaire à celle issue de l'observation à distance des systèmes planétaires en formation. Des informations chimiques, dynamiques et chronologiques de première importance ont contenues dans les petits corps qui ont échappé à une évolution planétaire majeure: astéroïdes, comètes et Kuiper Belt Objects (KBOs). L'étude de leur composition de ces objets constitue dès lors un objectif majeur.

La spectro-photométrie VNIR (Visible Near InfraRed) permet d'effectuer des relevés systématiques des petits corps et fournit une vision globale de leur diversité compositionnelle. Cependant, la composition des petits objets sombres demeure faiblement connue, et plusieurs questions fondamentales restent en suspens:

* Quelle composition est associée à chacune des classes spectrales astéroïdale ?
* Quel rôle joue le space weathering dans la définition des classes spectrales ?
* Comment sont-elles reliées aux cosmomatériaux disponibles ?

L'interprétation des données VNIR est la pierre angulaire de ces problématiques et l'objectif central de CLASSY. Notre proposal s'inscrit dans le contexte d'une moisson historique de données issues des sondes ROSETTA, DAWN and NEW HORIZONS. Il s'agit de données spectrales multi-angulaires, collectées avec une résolution spatiale élevée et une précision photométrique sans précédent. Leur interprétation a conduit et/ou conduira à des résultats majeurs sur la composition de la comète 67P/CG, l'astéroïde de type C Céres, et le KBO 2017 MU 69. Ces résultats permettront à leur tour une meilleure interprétation des classes spectrales en terme de composition, et sur le continuum asteroid-comet. Cependant, ces avancées reposent sur des données expérimentales qui sont encore à mesurer.

L'objectif de CLASSY est de conduire ces expériences et dans le même temps d'aller plus loin dans l'interprétation des données collectées par les missions spatiales citées précédemment. Nous étudierons les premières étapes du space weathering (irradiation ionique) sur les spectres VNIR de matériaux modèles sombres. Nous conduirons également des expériences visant à élucider les paramètres texturaux et compositionnels qui contrôlent les spectres VNOR, au travers de mesures radio-spectro-goniometriques sur des assemblages organiques-mineraux submicrométriques.

Le consortium de travail est multidisciplinaire et regroupe 5 laboratoires: Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG, Grenoble), IAS (Institut d’Astrophysique Spatiale, Orsay), Unite Materiaux et Transformations (UMET, Lille), Laboratoire d’Etudes Spatiales et Instrumentations en Astrophysique (LESIA, Meudon) and Museum National d’Histoire Naturelle (MNHN). Il regroupe des champs thématiques différents tels que les Sciences Planétaires, Sciences des surfaces, Sciences des matériaux, Sciences des météorites (Cosmochimie), Minéralogie, Physique de l'irradiation et Science des données. Presque tous les chercheurs de CLASSY ont collaboré entre eux par le passé et partagent de nombreuses publications. CLASSY offre l'opportunité de faire fructifier ces collaboration, et d'apporter des interprétations innovantes et robustes à des données issues de missions spatiales historiques. CLASSY permettra également de former un consortium compétitif à l'échelle internationale en vue de répondre aux appels d'offre de retours d'échantillons issues des missions Hayabusa 2 et Osiris-Rex.