Les deux astromobiles seront équipés de tous les instruments nécessaires pour chercher des signes de présence d'eau dans le passé et des indices sur l'évolution climatique de Mars.

Une caméra panoramique (PanCam) et un spectromètre à infrarouge (Mini-TES) vont scruter l'environnement proche des véhicules pour dénicher les rochers et les parcelles de terrain les plus intéressants pour une étude approfondie. Trois instruments situés sur un bras articulé pourront alors être placés successivement sur les objets à étudier en détail. Il s'agit d'un microscope équipé d'une caméra (Microscope Imager), et de deux spectromètres, un Mössbauer et un APXS.

Le bras est également équipé d'une meule (RAT : Rock Abrasion Tool) qui permettra de retirer la croûte superficielle des rochers pour en analyser une partie non exposée à l'environnement.

La caméra panoramique permettra de visualiser la surface autour des astromobiles en utilisant deux caméras stéréo à haute résolution. Cette caméra est complémentaire à la caméra de navigation du véhicule. Elle fournira des panoramas de la surface de Mars avec des détails sans précédent. L'optique à angle étroit de l'instrument apportera une résolution plus de trois fois supérieure à celle des caméras de Pathfinder.

Les images de la PanCam aideront les scientifiques à choisir les rochers ou les parcelles de terrain qui mériteront une étude approfondie. Elles fourniront également des informations sur la distribution des rochers et la présence de dunes et d'anciennes traces de ruissellements sculptées dans le sol.

Les images de cette caméra seront également analysées par le spectromètre Mini-TES qui fournira la composition minérale du terrain.

Capteur CCD	Objectif d'une caméra	Objectif avec support pour le capteur CCD

Mini-TES est prêt pour les essais thermiques dans la chambre à vide

Le spectromètre à infrarouge Mini-TES (Mini-Thermal Emission Spectrometer) est un instrument qui peut analyser le rayonnement infrarouge thermique émis par les objets. L'instrument est situé dans le corps des rovers, juste sous le mât de la PanCam. Il est alimenté en images par la PanCam à l'aide de miroirs mobiles et aura donc le même point de vue que cette dernière.

Mini-TES est similaire à l'instrument TES qui équipe déjà la sonde Mars Global Surveyor. Il permettra de déterminer la composition minéralogique de la surface de Mars autour des rovers et aidera ainsi à sélectionner les endroits et les objets qui mériteront des investigations plus détaillées.

Les mesures infrarouges ont de nombreux avantages. Le rayonnement thermique a la capacité de traverser la couche de poussière qui recouvre souvent les objets sur Mars et qui peut fausser les mesures à distance.

Mini-TES sera capable de reconnaître les carbonates, les silicates, les molécules organiques et les minéraux formés dans l'eau. Il permettra également de mesurer la capacité des rochers et du sol à retenir la chaleur durant une journée martienne, qui connaît de grandes variations de température. L'instrument pourra également analyser des images venant du ciel et sera ainsi en mesure de déterminer pour la première fois le profil exact de la température dans l'atmosphère martienne.

Ce graphique montre à quoi ressemblent les données recueillies par l'appareil. Mini-TES permet d'extraire le spectre infrarouge complet et détaillé de chaque pixel de l'image. Cet exemple montre le spectre de trois pixels d'une image mais tous les autres pixels contiennent le même type d'information. On peut ainsi avoir une bonne idée de la composition des alentours des astromobiles.

Le spectromètre à particules alpha et à rayons X, APXS (Alpha Particules X rays Spectrometer), permettra de déterminer la composition chimique élémentaire des rochers et du sol afin de compléter et confirmer les analyses minéralogiques de Min-TES. L'instrument sera placé sur l'échantillon de rocher ou de terrain à analyser pour déterminer avec précision l'abondance de tous les éléments chimiques, sauf l'hydrogène, qui le constituent. Ces données donneront aux scientifiques des informations sur la formation de croûte, les processus climatiques et l'activité de l'eau.

Sur cette image de la tête de détection on distingue au centre le capteur de l'instrument. A droite et à gauche se trouvent les volets d'obturation qui permettront de protéger l'instrument de la poussière martienne lorsqu'il n'est pas utilisé. Ces volets serviront également de cible de calibrage lorsqu'ils sont fermés.

Un grand nombre de minéraux martiens contiennent du fer. Le spectromètre Mössbauer est conçu pour déterminer avec grande précision la composition et l'abondance de ce type de minéraux par ailleurs très difficiles à détecter. Les informations recueillies par cet instrument donneront des indications sur l'atmosphère primitive de Mars. Il sera également capable de déterminer les propriétés magnétiques des matériaux examinés, et ainsi identifier les minéraux formés dans un environnement chaud et humide et qui auraient pu préserver des preuves fossiles de la vie sur Mars.

Les spectres sont générés à partir de chaque pixel des images de Mini-TES.

Video des essais du prototype fichier mpg 320x240 3Mo durée : 30 secondes

Les missions Viking et Pathfinder ont montré que les rochers étaient souvent recouverts de poussière. Leur exposition prolongée à l'atmosphère martienne les a peut-être aussi désagrégés. Dans ce cas la composition externe est différente de la composition interne, qui intéresse beaucoup les scientifiques.

Pour analyser l'intérieur d'un rocher, un géologue sur Terre le casse avec un marteau. Sur les astromobiles de 2003 c'est une meule qui remplacera le marteau.

Positionné sur le rocher à l'aide du bras articulé des robots, le RAT (Rock Abrasion Tool) dégagera une surface d'environ 45 millimètres de diamètre sur une profondeur pouvant aller jusqu'à 5 mm. En fonction de la composition de la roche, l'opération pourrait durer de 30 minutes à 3 heures.

La surface fraîchement exposée sera alors analysée par les autres instruments du bras.

Le RAT dégagera une surface d'environ 45 millimètres de diamètre sur une profondeur pouvant aller jusqu'à 5 mm.		Le prototype de RAT en essai

Un microscope associé à une caméra fournira des vues rapprochées des rochers et des échantillons de sol analysés par les autres instruments. Il fournira ainsi des informations contextuelles pour l'interprétation des données sur la composition minéralogique et chimique des éléments observés. Les images détaillées de l'instrument rendront les autres observations plus utiles car elles pourront être associées à une scène visuelle.

Le microscope permettra aussi de caractériser les roches sédimentaires qui se sont formées dans l'eau, ce qui aidera à comprendre l'environnement humide passé de Mars.

Les caractéristiques à petite échelle des rochers formés par l'activité volcanique ou par des impacts pourront également être relevées. De petites veines minérales, semblables aux carbonates qui pourraient héberger des micro-fossiles dans la fameuse météorite ALH 84001, pourraient être découvertes.