Institut national de recherche scientifique français Univerité Pierre et Marie Curie Université Paris Diderot - Paris 7

Les tests de qualification mécaniques de l’instrument DraMS-GC réalisés avec succès !

mardi 14 novembre 2023

La mission Dragonfly (« libellule en français ») est une mission organisée par la NASA sous maîtrise d’œuvre de l’université américaine Johns Hopkins. Son objectif est d’étudier l’atmosphère et la surface de Titan, le plus gros des satellites de Saturne. Son lancement est prévu en 2027 pour une arrivée sur Titan en 2034. Elle embarque à son bord l’instrument DraMS-GC (Dragonfly Mass Spectrometer and Gas Chromatograph), un chromatographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse qui implique notamment deux équipes techniques du LESIA. Son objectif est d’identifier des composés organiques dans des échantillons de surface, à la recherche de molécules organiques complexes d’intérêt pour la chimie prébiotique (avant l’apparition de la vie telle qu’on la connaît sur Terre).

L’instrument DraMS-GC, réalisé sous la responsabilité du LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Observations Spatiales) et développé en collaboration avec le CNES, est un chromatographe en phase gazeuse. Embarqué sur la mission Dragonfly, il sera couplé à un spectromètre de masse afin d’analyser la composition moléculaire de la matière organique des échantillons du sol de Titan. La maîtrise d’œuvre de cette mission est assurée par l’université américaine Johns Hopkins située à Baltimore (USA).

L’instrument effectuera une analyse chimique de la composition de différents types de terrains rencontrés par Dragonfly. Lors de son périple (sur plusieurs années) de la région des dunes équatoriales au cratère d’impact Selk, (figure 1) la mission va explorer une zone dans laquelle de l’eau liquide (mélangée à de la matière organique) a probablement subsisté pendant plusieurs centaines voire milliers d’années.

Figure 1 : vue d'artiste du Drône Dragonfly
Figure 1 : vue d’artiste du Drône Dragonfly

Crédits : Johns Hopkins University

Le LESIA, impliqué techniquement et scientifiquement dans la mise au point de cet instrument (https://lesia.obspm.fr/Le-LESIA-dans-la-mission-Dragonfly.html), a notamment la charge de développer son architecture mécanique et thermique ainsi que d’en assurer la fabrication et l’assemblage. Ces activités sont menées à bien par le Groupe d’Etudes-Fabrications (GEFL) et le service d’intégration ou MESPAL de notre laboratoire (Moyens d’essais, salles propres, AIT/AIV du LESIA).

En collaboration avec les équipes du LATMOS, un premier modèle d’ingénierie a été fabriqué et « qualifié en environnement mécanique » (figure 2) avec succès. De quoi s’agit-il ? Les tests en environnement mécanique simulent, entre autres, les phases de décollage ainsi que les chocs induits par la séparation du module de descente et la coiffe du lanceur.

Figure 2 : DraMS-GC en cours de qualification mécanique
Figure 2 : DraMS-GC en cours de qualification mécanique

Crédits : LESIA/Observatoire de Paris-PSL

Cette phase est à présent achevée. DraMS est donc actuellement en cours de qualification thermique à la Plateforme Intégration et de test (PIT) à l’UVSQ (Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines). Puis ce modèle sera livré au Goddard Space Flight Center de la NASA en 2024 pour des tests fonctionnels en environnement.

Tests de qualification mécaniques de l’instrument DraMS‑GC.
Essai quasi-statique type sine burst de 5 cycles à 50Hz d’amplitude 37,5 g.
Crédits : LESIA/Observatoire de Paris-PSL