Cet été, trois nouvelles sondes spatiales se dirigeront vers Mars. Répondent-ils enfin à la question de savoir s'il y a jamais eu de vie sur la planète rouge ?
Jeudi 18 février 2021. Après un atterrissage spectaculaire dans un delta de rivière asséché, le Marswagen Perseverance ("Perseverance") américain prend vie avec un bourdonnement et un bip sonore. Il photographie son environnement, parcourt le paysage extraterrestre et explore les minéraux et les roches, tout comme ses prédécesseurs. Mais une tâche est complètement nouvelle :Persévérance va collecter des échantillons de sol. À l'avenir, ils seront collectés pour la recherche dans un laboratoire terrestre. Astronomes et biologistes l'attendent avec impatience. Qui sait, nous trouverons peut-être bientôt des preuves incontestables de la vie au-delà de la Terre.
La recherche spatiale est une entreprise de longue haleine. Il faudra plus de dix ans avant que les scientifiques mettent la main sur des échantillons de sol « frais » de Mars. Et il faut également plus de six mois avant que Perseverance de la NASA n'arrive enfin sur la planète rouge, après un voyage d'environ sept mois. Il sera lancé depuis Cap Canaveral, en Floride, entre le 17 juillet et le 5 août, à l'aide d'une fusée lourde Atlas V.
"Je suis optimiste quant à la possibilité qu'il y ait eu une vie sur Mars"
Ce n'est pas le seul vol vers Mars qui débutera cet été :la Chine et les Émirats arabes unis lancent également des sondes spatiales sans pilote vers notre planète voisine. "C'est super excitant", déclare le chercheur planétaire Jim Bell de l'Arizona State University.
Mars est plus petite que la Terre avec un diamètre de 6 779 kilomètres. La faible gravité a empêché la planète de contenir une atmosphère substantielle; la pression atmosphérique y est plus de cent fois plus faible que chez nous. En raison de la plus grande distance du soleil, il fait aussi beaucoup plus froid sur Mars :en moyenne environ 50 degrés en dessous de zéro. Pourtant, depuis au moins un siècle et demi, la planète a captivé l'imagination en tant que "port d'attache" possible pour la vie extraterrestre. Pas des Martiens intelligents, comme on le suggérait sérieusement à la fin du XIXe siècle, mais des micro-organismes unicellulaires. Après tout, ils parviennent aussi à survivre sur Terre dans les conditions les plus extrêmes.
Il n'est donc pas étonnant que l'une des premières missions spatiales sans pilote, Mariner 4, ait été envoyée sur Mars. C'était en novembre 1964; au cours de l'été suivant, il a survolé la planète à grande vitesse, prenant 21 photos de la surface au passage. Ces premiers instantanés de Mars étaient quelque peu décevants, mais au début des années 1970, la sonde Mars Mariner 9 en orbite autour de la planète a montré une image beaucoup plus intéressante, montrant de gigantesques volcans et canyons, et d'éventuelles traces d'eau qui coule dans un passé lointain. Qui sait, il pourrait encore y avoir des bactéries martiennes dans ce monde fascinant.
Malheureusement, les deux atterrisseurs américains Viking, qui ont mené des recherches ciblées à ce sujet en 1976, n'ont trouvé aucune preuve convaincante de l'existence de la vie sur Mars (bien que certains chercheurs pensent encore le contraire). Les missions spatiales ultérieures vers la planète rouge ont montré de manière concluante qu'il y a quelques milliards d'années, Mars avait un climat beaucoup plus doux, avec une atmosphère plus épaisse et une température plus élevée, et avec des mers et des océans à la surface.
Nous devons ces connaissances notamment aux recherches géochimiques des rovers martiens Spirit, Opportunity et Curiosity – ce dernier est toujours actif. "Chaque rover et atterrisseur sur Mars a trouvé des indices sur des conditions viables dans un passé lointain", déclare Katie Stack du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, scientifique adjointe du projet Perseverance, "je suis donc optimiste quant à la possibilité que la vie puisse un jour être là." était sur Mars.'
"C'est comme faire du travail géologique sur le terrain avec des tireurs d'élite tout autour de vous, tirant sur vous de temps en temps"
Avec son ensemble d'instruments de pointe (voir 'Un laboratoire mobile'), Persévérance mènera des recherches sur, entre autres, la géochimie et la minéralogie des roches martiennes, et sur la présence de molécules organiques (carbonées). "Ce sont les mêmes stratégies de recherche que nous utilisons dans les couches rocheuses de la Terre antique pour rechercher des traces fossiles de vie", explique Stack. Comme son prédécesseur Curiosity, Perseverance a été développé et construit au JPL, en grande partie à l'aide de pièces détachées Curiosity. Avec un poids au lancement de 1 050 kilogrammes, le nouveau rover martien est 17 % plus lourd et dispose également d'instruments de mesure plus avancés.
Un laboratoire mobileOutre un grand nombre de caméras de navigation, un petit hélicoptère, deux microphones, un générateur thermoélectrique pour l'alimentation électrique et un bras robotique de 2 mètres de long, le Marswagen Perseverance américain embarque une variété d'instruments scientifiques.
Mastcam-Z est une double caméra couleur haute résolution avec une plage de zoom de 27 à 111 millimètres, qui prendra des photos stéréo de l'environnement.
SuperCam utilise deux lasers et quatre spectromètres pour des recherches à distance sur la composition chimique de la matière martienne. Les lasers vaporisent une petite quantité de matière; les spectromètres étudient alors la composition du gaz résultant.
SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) mène des recherches de précision sur les roches martiennes et peut détecter des molécules organiques.
PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) utilise la fluorescence X pour savoir quels éléments chimiques sont présents dans le matériau étudié.
RIMFAX (Radar Imager for Mars' subsurFAce eXperiment) est un instrument radar qui peut être utilisé pour cartographier le sous-sol; les scientifiques espèrent détecter la glace souterraine, entre autres.
MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer) est une station météo qui mesure, entre autres, la pression atmosphérique, la force et la direction du vent, la température et l'humidité.
MOXIE (Mars OXygen ISRU Experiment) est une expérience technologique visant à extraire l'oxygène de l'atmosphère martienne raréfiée et carbonatée.
Comme pour Curiosity, l'atterrissage, prévu le 18 février prochain, utilisera un bouclier thermique, des parachutes et une soi-disant "sky crane" (sky crane). ), qui continue de planer . à une certaine hauteur au-dessus de la surface martienne à l'aide de fusées rétro et abaissez la voiture Mars sur des câbles. "Il y a d'innombrables fois tout au long de la mission où les choses peuvent mal tourner", dit Bell. "C'est un peu comme faire du travail géologique sur le terrain avec des tireurs d'élite tout autour de vous, tirant sur vous de temps en temps." selon Bell, le défi consiste à faire autant de science que possible avant d'aller aussi loin.
Jim Bell est le chercheur principal de Mastcam-Z, la caméra à double zoom couleur stéréoscopique montée sur le « mât » vertical du rover. Il est beaucoup plus puissant et polyvalent que la caméra stéréo similaire de Curiosity. "On pouvait distinguer une mouche à une distance de 100 mètres", dit-il. "Nous espérons utiliser les images stéréo, entre autres, pour compiler un modèle tridimensionnel détaillé de l'environnement." Cet environnement, dans le grand cratère de Mars de 50 kilomètres Jezero, est particulièrement intéressant d'un point de vue scientifique :le cratère contient un grand delta de rivière asséché. C'est un excellent endroit pour rechercher des traces fossiles de micro-organismes.
L'une des missions les plus importantes pour Persévérance est la collecte d'une quarantaine d'échantillons de sol soigneusement sélectionnés. Ceux-ci sont hermétiquement scellés dans des capsules de titane et laissés à divers endroits sur Mars. Une future mission spatiale consiste à récupérer les précieuses capsules et à les ramener sur Terre.
C'est l'une des parties de la mission que Katie Stack attend le plus avec impatience. "C'est très excitant de penser que ces échantillons de sol pourraient conduire à des découvertes révolutionnaires sur Mars, le système solaire et la vie extraterrestre dans le futur", dit-elle. Le modèle de retour mission devrait être réalisée d'ici une dizaine d'années en collaboration avec l'ESA européenne.
Un hélicoptère sur MarsL'américain Marswagen Perseverance a à son bord un petit hélicoptère, qui a récemment reçu le nom d'Ingenuity. Il s'agit d'un appareil en forme de cube de moins de 2 kilogrammes et aux dimensions d'une batterie de voiture, équipé d'un double rotor, de quatre pattes, d'un panneau solaire et d'une caméra. L'intention est qu'Ingenuity effectue quelques vols d'essai d'une minute et demie sur une période de trente jours, à une hauteur d'environ cinq mètres. Plus tard, des vols peut-être un peu plus longs peuvent être effectués, à une altitude plus élevée. Avec un succès avéré, la NASA espère pouvoir utiliser plus fréquemment des drones et des hélicoptères dans la fine atmosphère de la planète rouge à l'avenir.
La NASA n'est pas la seule agence spatiale à cibler Mars cet été. La sonde spatiale Hope (Al-Amal) des Émirats arabes unis (EAU) devrait également être lancée à la mi-juillet, avec une fusée japonaise H-IIA. Hope ne va pas atterrir sur Mars, mais doit rechercher l'atmosphère et le climat de la planète rouge depuis une orbite.
C'est la première fois qu'une sonde spatiale arabe arrive sur une autre planète. Le projet est mené par le Centre spatial Mohammed bin Rashid à Dubaï. D'ailleurs, trois universités américaines y participent.
"Les échantillons de sol pourraient conduire à des découvertes révolutionnaires sur Mars, le système solaire et la vie extraterrestre"
Relativement peu d'informations ont été publiées sur la mission chinoise sur Mars, qui débutera également cet été. Appelé Tianwen-1 ("Heavenly Mysteries"), le vaisseau spatial de 5 tonnes sera lancé sur une lourde fusée Longue Marche 5 depuis l'île chinoise de Hainan, et devrait entrer en orbite martienne en février 2021. Quelques mois plus tard, un atterrisseur descendra à la surface, emportant une petite charrette martienne. L'atterrisseur et le chariot utilisent tous deux une technologie chinoise qui a déjà été utilisée avec succès lors d'atterrissages sans pilote sur la Lune. Si tout se passe bien, la Chine sera bientôt le deuxième pays au monde à atterrir avec succès sur Mars.
Ce n'est pas un hasard si les trois missions spatiales seront lancées en juillet 2020. Une fois tous les 26 mois, la Terre et Mars sont dans la bonne position mutuelle pour rendre possible un tel voyage spatial. La voiture européenne de Mars Rosalind Franklin devait à l'origine également partir pour Mars cet été, mais ce projet a été beaucoup retardé l'année dernière, dont le lancement a dû être reporté à septembre 2022.
Retard de deux ans pour le rover européen sur MarsEn juillet 2020, le rover martien Rosalind Franklin de l'Agence spatiale européenne (ESA) devrait également se rendre sur Mars. Cependant, le lancement a été retardé de plus de deux ans au printemps dernier. Le projet avait déjà pris beaucoup de retard en raison de problèmes avec les parachutes – qui se sont rompus lors de plusieurs tests sur Terre. En partie à cause de la crise corona, il s'est ensuite avéré impossible de réaliser le programme de test complet à temps.
Selon le chef de projet scientifique Jorge Vago du centre technologique ESTEC de l'ESA à Noordwijk, le problème du parachute a maintenant été tracé et résolu; de nouveaux tests sont prévus pour l'automne prochain. De plus, dans les prochains mois, l'ESA fournira aux panneaux solaires de Rosalind Franklin de nouvelles charnières (qui se sont également avérées défectueuses), et diverses pièces seront remplacées.
Rosalind Franklin, du nom de la co-découvreuse britannique de l'ADN, fait partie du projet euro-russe ExoMars. En plus des caméras et des instruments de mesure, la voiture Mars de 300 kilogrammes est équipée d'une foreuse capable de prélever des échantillons de sol à une profondeur de 2 mètres pour des recherches sur site.
Bien sûr, Perseverance, Hope et Tianwen-1 ont tous subi des retards potentiels ces derniers mois en raison de l'épidémie de coronavirus. Néanmoins, les trois missions martiennes sans pilote commenceront comme prévu.
Quand et par qui habité pour la première fois vols vers la planète rouge seront effectués est encore une question ouverte. Que cela se produise ne fait aucun doute, selon Jim Bell. "Nous menons ces recherches pour résoudre les nombreux mystères qui entourent la planète rouge", dit-il, "et pour fournir un soutien aux futurs atterrisseurs, rovers et, en fin de compte, aux humains qui se dirigeront vers Mars à l'avenir."
