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Les robots sont
souvent conçus à l'image des êtres vivants. Certains se déplacent à la manière
d'insectes, d'autres sont dits humanoides. Et mis à part la roue, que l'on ne
trouve pas dans le règne animal, leurs capacités sont calquées sur des
aptitudes ou des sens. L'instrumentation scientifique n'échappe pas à cette
description.
Les informations
recueillies sont ensuite transférées au cerveau. Mais l'Homme possède en
outre la faculté d'analyse qui lui permet, de manière innée, de comparer ou
de confronter les mesures. Ceci afin de contraindre les observations et émettre
des hypothèses, pour comprendre l'objet étudié. De l'Homme à la
machine, il n'y a qu'un pas ! Du moins en ce qui concerne la description des phénomènes.
Car la complexité des
instruments d'analyse leur donne une sensibilité et une aptitude sans commune
mesure avec l'être humain. Les premiers
instruments spatiaux utilisaient de "simples" appareils
photographiques. Mais l'avènement de la spectroscopie et des technologies numériques
a signé l'arrivée d'instruments plus complexes et plus variés. Les instruments
aujourd'hui utilisés peuvent être sensibles à toutes les gammes de longueurs
d'onde du spectre électromagnétique (qui sont autant de points de vue complémentaires). Un appareil de prise de vue dans le visible fournit des images directement interprétables sur les caractéristiques générales de l'objet observé. Sa résolution dépend de la taille des éléments du détecteur et de la distance d'observation.
Un spectromètre
sensible au rayonnement ultraviolet ou infrarouge recueille des mesures sur la
température, la composition des atmosphères planétaires ou la minéralogie du
sol. Les gaz et les minéraux possèdent en effet des signatures caractéristiques
dans ces domaines. On parle ici de
résolution spectrale pour définir la capacité à discerner les longueurs
d'onde proches. -
Un spectromètre gamma
(sensible aux photons gamma) mesure un flux de photons provenant d'une surface
soumise au rayonnement cosmique (principalement des ions hydrogène et hélium).
Leur énergie est caractéristique des noyaux atomiques dont ils sont issus. Une
étude minéralogique (mais également la détection d'eau) est donc possible à
l'aide de ce type d'instrument. -
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Altimétrie radio. En
fonction de leur fréquence, les ondes radio renseignent sur le relief en présence
grâce à une mesure du temps de retour de l'écho radar. On parle alors d'altimétrie
radar, qui peut également être utilisée pour étudier le champ de gravité et
établir des cartes. L'altimétrie peut aussi être réalisée par laser. -
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Doppler Radio. -
La
gamme des fréquences radio est aussi utilisée pour sonder le sous‑sol
d'un astre afin d'obtenir des informations sur sa nature (la fréquence est
modifiée en fonction du matériau traversés ou son contenu en eau (l'eau réfléchit
les ondes radio). Dans cette
rubrique sont rassemblés les instruments qui mesurent des champs électromagnétiques
ou des températures et qui détectent des particules. ‑ Un magnétomètre
mesure le champ magnétique grâce à un capteur placé au bout d'un mât, afin
de limiter les perturbations liées au satellite. ‑ Un
analyseur de particules chargées peut prendre plusieurs formes en fonction de
la gamme d'énergie et selon qu'il mesure l'énergie, la vitesse et/ou la charge
de la particule à son arrivée dans le détecteur (ce qui permet d'en déduire
l'espèce en présence). II permet notamment de déterminer la composition d'un
plasma. ‑ Un détecteur
d'atomes neutres permet l'analyse de la composition de la haute atmosphère et
de l'échappement atmosphérique. Cet instrument est basé sur la mesure de l'énergie
et de la direction d'arrivée des atomes neutres énergétiques issus de
l'interaction entre la haute atmosphère d'un corps dépourvu de magnétosphère
(Mars par exemple) et le vent solaire. -
Un spectromètre à
neutrons détecte les neutrons émis par une surface irradiée par le
rayonnement cosmique. Le flux mesuré est inversement proportionnel au contenu
en hydrogène du proche sous-sol. Et l'hydrogène peut être associé à la
quantité d'eau contenue dans le sol d'un astre, comme c'est le cas sur Mars. -
Toucher La fonction de
toucher le sol n'apporte que peu d'informations en soi. Elle peut être considérée
comme un outil mis à la disposition d'instruments dont les mesures ne peuvent
être réalisées qu'au contact de l'objet étudié. ‑ Un
spectromètre de masse est généralement couplé à un chromatographe en phase
gazeuse. Associés à un système de pyrolyse, ils permettent de connaître la
composition moléculaire, élémentaire et isotopique des espèces volatiles d'échantillons
de sol. Ceux‑ci sont progressivement chauffés, la détection des espèces
est faite en fonction de leur température de vaporisation. ‑ Un
spectromètre Môssbauer est utilisé pour étudier la minéralogie des échantillons.
Ces derniers sont irradiés par une source de photons gamma. Les variations d'énergie
des photons gamma sont dictées par les propriétés des atomes bombardés.
Cette technique renseigne donc par exemple sur l'état d'oxydation du fer dans
la forme minéralogique rencontrée. ‑ Un
spectromètre X effectue l'analyse élémentaire du sol. Un échantillon est
irradié à l'aide d'une source radioactive émettant des photons X. Le détecteur
réalise un spectre des photons permettant l'identification d'éléments tels
que le potassium, le magnésium, l'aluminium, le silicium... ‑ Un
sismomètre est utilisé pour mesurer les mouvements du sol. Le bâti de
l'instrument est fixé au sol alors qu'une masse mobile est placée à l'intérieur.
Les vibrations du sol (donc du bâti) provoquent un mouvement relatif de la
masse (par inertiel. Ce dernier peut être mesuré de manière mécanique,
optique ou électromagnétique variation de champ magnétique dans une bobine si
la masse est aimantée). Un réseau d'instruments de cette nature peut apporter
des informations sur la structure interne de la planète étudiée. Interpréter À ce jour,
seule une composante de la chaîne d'analyse est encore dévolue à l'Homme :
l'interprétation des données. Grâce notamment à des représentations
graphiques et riche de son expérience, le scientifique interprète les données,
émet des hypothèses, élabore des théories, confronte ces dernières aux
nouvelles observations, qu'il interprète... Notre cerveau
est une "machine" encore bien mal connue, dont la compréhension dépasse
probablement la description purement biochimique. Or, nous ne sommes capables de
concevoir, de construire ou de reproduire que ce que nous comprenons. Alors, à
quand l'intelligence artificielle ? S. R.
les cahiers de l’espace numéro 5 les
expéditions interplanétaires
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