L’ULiège participe à la caractérisation de l’instrument RLS embarqué à bord d’ExoMars
Le laboratoire de Spectrométrie de masse (Unité de recherches MolSys / Faculté des Sciences) participe à la caractérisation de l’instrument Raman Laser Spectrometer (RLS) – embarqué à bord de la mission spatiale Exomars, notamment au travers de l’analyse d’échantillons analogues terrestres de formation rocheuses sur Mars. Cette étude, qui permettra peut-être de découvrir des traces de vie passée ou présente sur Mars fait la couverture du dernier numéro dans la revue Journal of Raman Spectroscopy.
L
es missions Exomars (ESO/Roscosmos) et Mars 2020 (NASA), qui souhaitent notamment trouver des traces de vie passée ou présente sur Mars, seront lancées dans les prochains mois. Ces deux missions incluront des instruments de spectrométrie Raman – une méthode d’analyse non invasive d’observation et de caractérisation de la composition moléculaire d’un matériau - destinés à caractériser l'habitabilité de Mars et rechercher des preuves moléculaires de la vie passée et présente sur la planète rouge. En préparation de ces missions et pour caractériser les informations scientifiques qui reviendront éventuellement de Mars, des échantillons analogues terrestres de formations rocheuses sur Mars sont étudiés en détail.
Grâce à son expertise, le Laboratoire de Spectrométrie de Masse (Unité de recherche MolSys/Faculté des Sciences) de l’ULiège, en étroite collaboration avec des chercheurs de l'université de Leicester (Royaume-Uni), participe à ces analyses qui aideront à la calibration de l’instrument Raman Laser Spectrometer (RLS) embarqué à bord la mission Exomars. Le projet de recherche de Cédric Malherbe, qui fait l’objet d’une publication et de la couverture du Journal of Raman Spectroscopy consiste à développer des stratégies analytiques par spectroscopie Raman et par spectrométrie de masse afin de déterminer la composition moléculaire d’échantillons bio-géologiques. Ces échantillons sont constitués de roches ou de croûtes minérales issues d’environnements terrestres extrêmes et dans lesquels survivent des microorganismes, tels que des cyanobactéries ou des champignons microscopiques. Ces derniers sont généralement organisés spatialement dans la roche ou les croûtes minérales afin de survivre à des températures extrêmes, une forte sécheresse, une irradiation UV intense ou encore un milieu pauvre en nutriments.
« Au cours de cette étude, explique Cédric Malherbe chargé de recherche FNRS du laboratoire et premier auteur de l’article publié dans la revue Journal of Raman Spectroscopy, nous avons comparé les spectres Raman obtenus à partir de différents échantillons de matrices géologiques, y compris des spécimens de silicates, de sulfates, et de carbonates, avec deux instruments Raman. » Au travers du développement de techniques d’imageries moléculaires multimodales, la combinaison de l’information à la fois moléculaire et spatiale à l’échelle (sub-)microscopique permet de révéler la présence de molécules et leurs possibles interactions dans les échantillons aussi complexes que ceux évoqués, mais aussi d’entrevoir et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de survie développés par les microorganismes aux interfaces avec leurs substrats. « Nous comparons les signatures moléculaires obtenues pour les mêmes échantillons avec des instruments Raman de pointe en laboratoire avec les signatures obtenues sur terrain avec des spectromètres miniaturisés. Ces études nous permettront d’une part d’interpréter correctement les signaux enregistrés sur Mars par les robots, et d’autres parts de mieux comprendre les mécanismes de survie de microorganismes dans des conditions extrêmes ».
Dans le contexte de l'exploration de Mars, les recherches menées au Laboratoire de Spectrométrie de Masse analysent la capacité de matrices minérales spécifiques à maintenir la vie dans des conditions extrêmes. L'imagerie Raman, bien qu'elle ne soit pas encore prête pour une application spatiale, pourrait aider de manière significative à discuter de l'origine biotique possible des résidus carbonés, notamment par l'association des signatures moléculaires avec leur microstructure particulière. Dans ce cadre, les recherches menées par Cédric Malherbe vont contribuer à la caractérisation des performances de l’instrument RLS qui sera déployé à la surface de Mars.
Reference scientifique
Malherbe, I. B. Hutchinson, M. McHugh, H. Lerman, L. V. Harris, R. Ingley, H.M.G. Edwards, J. Parnell, Gauthier Eppe, Minerals and microstructure identification using Raman instruments: Evaluation of field and laboratory data in preparation for space mission, Journal of Raman Spectroscopy 2020.
