Développement du laser de l'instrument SuperCam embarqué à bord d'un Rover d'exploration martienne
La NASA lancera en 2020 un nouveau Rover d'exploration martienne. La charge utile de cette mission, appelée Mars 2020, comprendra sept instruments scientifiques.
L'instrument SuperCam, proposé en partenariat par le laboratoire français IRAP et le laboratoire américain LANL, a été sélectionné pour être embarqué à bord du Rover. Il s'agit d'un instrument de spectroscopie qui analysera les roches martiennes grâce aux techniques LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), Raman et Infrarouges.
La partie française de l'instrument, située dans le mât du Rover, intègre principalement un laser, un télescope, et une caméra infrarouge.
La partie américaine de l'instrument, située dans le corps du Rover, contient des spectromètres permettant l'analyse de la lumière provenant de l'interaction entre le faisceau laser et la roche martienne, et donc l'identification des composants minéraux et organiques.
Le développement du laser de l'instrument SuperCam sera réalisé sous maîtrise d'ouvrage du CNES et fait l'objet du présent avis de marché. Le développement de l'électronique de pilotage du laser n'est pas inclus dans cet avis de marché.
Ce laser émettra des impulsions à 1064nm et 532nm. Les énergies visées sont de 24mJ à 1064nm et 12mJ à 532nm (avec des points de fonctionnement possibles à 30 mJ et 15mJ). Les durées d'impulsion doivent être inférieures à 8ns, et la qualité de faisceau sera excellente (M2<2). La cadence de fonctionnement du laser sera de 10Hz à l'intérieur de chaque rafale de tirs. Ces rafales devront pouvoir contenir au moins 1000 tirs. Le temps de repos nécessaire entre 2 rafales sera inférieur à 5 minutes. Une spécification primordiale du laser est sa capacité à respecter l'ensemble de ces spécifications sur une très large gamme de température (40°C d'amplitude), sans aucun système de refroidissement actif.
Pendant la mission, le laser sera soumis à des environnements thermiques non opérationnels contraignants, et en particulier à de nombreux cycles jour/nuit. Pour valider sa tenue à ces environnements, le laser sera qualifié au sol sur la gamme de stockage -55°C/+60°C, et les composants et procédés mis en œuvre subiront des essais de cyclage thermique longue durée (entre 670 et 2000 cycles thermiques sur une gamme minimale de -40°C / +25°C).
Le laser sera également soumis à de sévères environnements mécaniques (non opérationnels). Les qualifications en vibrations aléatoires se feront à des niveaux compris entre 20 et 30grms, et des essais de chocs atteindront environ 800g.
Un point essentiel de ce développement est la contrainte planning, qui impose de partir d'un produit extrêmement bien adapté aux environnements martiens afin de répondre aux exigences de TRL de la NASA et du CNES, et de réaliser les Modèles de Qualification et de Vol dans le temps imparti.
L'ensemble des technologies utilisées dans la mise en œuvre du laser, ainsi que le laser lui-même, devront en effet atteindre un TRL 6 dès T0+3mois (T0 étant la date de notification)
Le Modèle de Qualification devra être en tout point identique au Modèle de Vol et subira des essais de qualification fonctionnels et environnementaux. Il sera livré au CNES, après essais, à T0+13 mois.
Le modèle de vol subira des essais de recette fonctionnels et environnementaux. Il sera livré au CNES, après essais, à T0+24 mois.
Une qualification élémentaire des composants et procédés mis en œuvre pour l'intégration des lasers de Qualification et de Vol sera également réalisée.
Le laser devra être extrêmement compact et léger: sa longueur sera inférieure à 22cm, son diamètre inférieur à 6cm, et sa masse inférieure à 600g.
La durée de vie du laser sera d'au minimum 5 ans, dont environ 2 passés à la surface de Mars.
Pour résister à l'environnement martien et répondre notamment aux problématiques de LIC (Laser induced contamination), exacerbées en environnement spatial, le laser sera intégré dans un boîtier totalement hermétique.
La langue de travail pour les échanges entre le CNES et le titulaire (rédaction des documents techniques et contractuels, tenue des réunions,…) sera le français.
Les prestations feront l'objet d'un marché qui se décomposera en une phase B en tranche ferme (définition du design du laser et lancement des approvisionnements long terme) et d'une phase C/D en tranche conditionnelle (qualification des composants et procédés, développement des modèles de qualification et de Vol. Le CNES sélectionnera un seul titulaire pour la réalisation desdites prestations.
Date limite
Le délai de réception des offres était de 2014-12-08.
L'appel d'offres a été publié le 2014-11-07.
Qui ?
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Historique des marchés publics
| Date |
Document |
| 2014-11-07
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Avis de marché
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