Super-résolution, Lunes glacées, Encelade, Cassini-Huygens, VIMS, JUICE

Les lunes glacées du système solaire externe (Ganymède, Encelade, Titan, etc.) se trouvent à l'avant-garde de l'exploration planétaire, en raison de leur géomorphologie diversifiée et de nombreuses découvertes suggérant des conditions potentiellement habitables: activité géothermique, océans d'eau liquide sous les croûtes de glace, abondance de volatils et, dans certains cas, présence de matière organique complexes pour n'en nommer que quelques-uns. D'une importance capitale pour contraindre la structure interne et les propriétés de ces corps célestes, les produits cartographiques sont construits en conciliant de nombreuses observations différentes, qui, en raison des complexités d'un tour orbital, sont enregistrées sous une grande variété de conditions d'illumination et d'observation, avec des échantillonnages spatiaux variables. L'objectif de ce projet de thèse est de fournir à la communauté une chaîne de production complète pour créer des cartes en super-résolution des lunes glacées, en combinant toutes les observations superposées pour une cible spécifique. Le développement et les tests de notre chaîne de production sont réalisés en utilisant les données enregistrées par l'instrument Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS), à bord de l'orbiteur Cassini, au cours de ses 13 années d'investigation du système de Saturne, qui se sont terminées en 2017. Nous concentrerons nos efforts sur Encelade, une cible astrobiologique de premier ordre, qui, contrairement à Titan, ne possède pas une atmosphère épaisse dont l'influence doit être éliminée des données avant d'implémenter les étapes suivantes. Nous commençons par naviguer les données, en calculant des projections précises qui pourront être combinées en mosaïques globales d'Encelade. Nous mettons ensuite en œuvre un modèle de correction photométrique qui compense les différentes conditions d'acquisition, permettant ainsi la construction de mosaïques globales avec des coutures diminuées, une homogénéité améliorée à l'échelle globale et une définition plus nette des morphologies de surface à l'échelle locale. À la troisième étape de notre méthodologie, nous combinons toutes les observations chevauchantes de la même zone pour calculer les nouvelles cartes en super-résolution d'Encelade dans l'infrarouge. Les nouvelles cartes sont minutieusement validées dans la dimension spatiale (comparaison de transects) et dans la dimension spectrale (comparaison de spectres). En utilisant les nouvelles cartes d'Encelade, nous fournissons de nouvelles perspectives sur la géomorphologie de la lune, démontrant les capacités de l'approche en super-résolution. Ce projet de doctorat a été mis en œuvre en préparation des futures observations par la mission JUpiter ICy moon Explorer (JUICE) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA), actuellement en route vers Jupiter. Après avoir développé notre pipeline de super-résolution, nous sommes prêts à aborder une multitude d'applications sur d'autres cibles, à savoir d'autres lunes glacées comme Titan et même différents types de corps planétaires tels que Mercure et Mars.