Résultats scientifiques

Qu'a apporté l'expérience comme PROCESS à l'astrochimie, et plus largement à l'exobiologie ?

Une partie des échantillons était constituée d'acides aminés, molécules incontournables dès qu'il s'agit de comprendre l'apparition de la vie puisqu'elles sont les briques élémentaires de toutes les protéines dont on a du mal à imaginer qu'un organisme vivant puisse se passer. Ces molécules peuvent être apportées sur Terre par certaines météorites ou les comètes. Grâce à l'expérience PROCESS, la vitesse de détériorations de ces molécules dans l'espace a pu être mesurée et il est apparu que le rayonnement ultraviolet en est la principale cause. Associée à d'autres irradiations effectuées en laboratoires en support, PROCESS a aussi permis de mieux connaître les interactions entre les molécules organiques et la matière minérale. En effet, cette dernière peut, en fonction du rayonnement ultraviolet absorbé, protéger les composés de manière importante ou non. Ainsi, les composés importés sur Terre par les météorites, micrométéorites et comètes pourraient en quelque sorte subir une "sélection" durant leur voyage interplanétaire, favorisant sur Terre les molécules les plus résistantes aux conditions de l'espace.

9 février 2008, arrivée de la plateforme EXPOSE (à gauche en dessous du logo de l'ESA)
à la Station Spatiale Internationale. La "livraison" a été assurée par la navette spatiale Atlantis.
Crédits : © NASA/ESA

Une autre série d'échantillons était exposée sous un filtre recréant les conditions de photolyse à la surface de la planète Mars. A quelques semaines de l'arrivée sur Mars du rover Curiosity de la mission MSL/NASA, dont une partie des instruments est dédiée à la recherche de matière organique sur la planète rouge, PROCESS apporte des éléments déterminants. Les mesures des temps de vie photochimiques de certains des composés recherchés (acides aminés et acides carboxyliques) indiquent que ceux-ci sont trop faibles pour que l'on puisse espérer détecter ces molécules à la surface si leur seule source dans l'environnement martien est un apport météoritique.

Plateforme EXPOSE (entourée en rouge) installée à l'extérieur de la Station Spatiale Internationale,
à environ 350 km d'altitude. A cette altitude, les rayonnements ultraviolets solaires ne sont pas filtrés
contrairement à ceux qui atteignent la surface de notre planète après avoir traversés l'atmosphère.
Crédits : © NASA/ESA

Enfin, PROCESS a été l'occasion d'une grande première expérimentale : en plus d'échantillons exposés sous forme solide, un dispositif expérimental original a ouvert la voie à un nouveau type de molécules qui n'avaient encore jamais pu être expédiés en orbite pour ce genre d'expériences : des échantillons en phase gazeuse, simulant l'évolution d'atmosphères planétaires sous l'action du rayonnement solaire. Pour PROCESS, des mélanges représentatifs de l'atmosphère de Titan (azote moléculaire (N₂) et méthane (CH₄)) ont été préparés en laboratoire avant d'être expédiés en orbite. Les résultats rapportés par PROCESS sont cohérents avec ce que l'on sait du comportement de ce type de mélange gazeux sous l'action du rayonnement ultraviolet. Ces mesures concluantes vont donc permettre la généralisation de ce type d'échantillons pour les futures campagnes d'exposition en orbite terrestre.

Pour en savoir plus :

Hervé Cottin, Yuan Yong Guan, Audrey Noblet, Olivier Poch, Kafila Saiagh, Mégane Cloix, Frédérique Macari, Murielle Jérome, Patrice Coll, François Raulin, Fabien Stalport, Cyril Szopa, Marylène Bertrand, Annie Chabin, Frances Westall, Didier Chaput, René Demets, André Brack,
The PROCESS Experiment: An Astrochemistry Laboratory for Solid and Gaseous Organic Samples in Low-Earth Orbit,
Astrobiology. May 2012, 12(5): 412-425.

M. Bertrand, A. Chabin, A. Brack, H. Cottin, D. Chaput, F. Westall,
The PROCESS Experiment: Exposure of Amino Acids in the EXPOSE-E Experiment on the International Space Station and in Laboratory Simulations,
Astrobiology. May 2012, 12(5): 426-435.

Audrey Noblet, Fabien Stalport, Yuan Yong Guan, Olivier Poch, Patrice Coll, Cyril Szopa, Mégane Cloix, Frédérique Macari, François Raulin, Didier Chaput, Hervé Cottin,
The PROCESS Experiment: Amino and Carboxylic Acids Under Mars-Like Surface UV Radiation Conditions in Low-Earth Orbit,
Astrobiology. May 2012, 12(5): 436-444.

Ces trois articles ont été publiés dans Astrobiology Special Collection: The EXPOSE-E Mission.

Lire aussi cet article sur le site de l'ESA (en anglais).