Thèse Optimisation de l'Analyse Spectroscopique Coopérative pour la Détection de Biosignatures sur Mars H/F - Université Paris-Saclay GS Physique

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique
École doctorale : Astronomie et Astrophysique d'Ile de France
Laboratoire de recherche : Institut d'Astrophysique Spatiale
Direction de la thèse : Cédric PILORGET ORCID 0000000277599854
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

Context:
Spectroscopic instruments are critical for astrobiology on Mars. The Perseverance rover uses SuperCam for remote Raman-VISIR and LIBS analysis, while SHERLOC and PIXL perform close-range Raman and XRF analyses. The ERF's RLS and MicrOmega offer a cooperative approach: MicrOmega maps powdered samples and identifies regions of interest (ROIs) like phyllosilicates, which the RLS can then target for detailed analysis.

Scientific challenges:
While RLS and MicrOmega have been studied individually, their combined potential remains largely unexplored, limiting their effectiveness in biosignature detection.

Research objectives:
-Simulate RLS, MicrOmega and MOMA cooperative science;
-Develop procedures to enhance ROI detection and characterization; and
-Evaluate this integrated method against previous mission techniques.

Impact:
-Upgrade MicrOmega methods to improve ROI detection (enhance targeting precision for potential biosignatures);
-Develop validated co-aligned procedures for RLS-MicrOmega-MOMA (boost cooperative detection capabilities and RF mission scientific output);
-Optimize protocols for future spectroscopic instruments in astrobiology missions (improve scientific outcomes in upcoming exploration efforts)

La mission ExoMars de l'ESA vise principalement à rechercher et caractériser, par des mesures in situ (Rover Rosalind Franklin) des propriétés de la planète Mars qui auraient pu favoriser (ou résulter d') une évolution biochimique. Pour cela, le rover sera déposé à la surface en un site identifié comme optimal du point de vue des objectifs scientifiques, avec en particulier à son bord un système de collecte (drill) et de préparation (SPDS) d'échantillons, déposés au sein d'un laboratoire (ALD) où ils seront analysés en séquence par trois instruments complémentaires : MicrOmega (microscope hyperspectral travaillant dans le proche infrarouge), RLS (spectromètre Raman), et MOMA (Spectromètre de masse).

Mise en place des procédures de science collaborative au sein de l'ALD entre les instruments MicrOmega, RLS et MOMA et optimisation du retour scientifique de ces mesures couplées en ce qui concerne les potentielles biosignatures.

Traitement de données via des programmes développés par le doctorant. Préparation d'échantillons analogues permettant de mieux comprendre les capacités des instruments à détecter et caractériser les composés organiques. Des données tests pourront être obtenues via l'utilisation d'un modèle instrumental de MicrOmega (présent à l'IAS) sur ces échantillons. Une approche similaire pourra être appliquée pour obtenir des données représentatives pour les instruments RLS et MOMA.

Profil de type physicien avec un intérêt pour les sciences planétaires et l'exobiologie. Des connaissances/compétentes en chimie et/ou en géologie sont un plus.