Cet été, le secteur spatial lève les yeux vers Mars. Une fois tous les vingt-six mois, la Terre et la planète rouge s’alignent favorablement et les vaisseaux peuvent tenter le voyage. Les scientifiques et les ingénieurs se pressent pour ne pas rater cette fenêtre de tir, ouverte pendant quelques semaines seulement. En juillet, pas moins de trois pays ont ainsi réussi leur décollage pour Mars : après les Émirats arabes unis dans la nuit du 19 au 20 juillet, la Chine le 23 juillet, les États-Unis en ont fait de même au départ de Cap Canaveral, en Floride.
L’Europe devait elle-même piloter la mission ExoMars, mais le Covid-19 et des problèmes de parachutes ont définitivement enterré le calendrier de l’Agence spatiale européenne. Les contraintes de la mécanique céleste repoussent désormais le lancement à 2022. Cela ne veut pas dire que la France restera passive. Le Centre national d’études spatiales (Cnes) contribue à la plus ambitieuse des trois missions, celle du rover américain Perseverance.
La France à bord de Perseverance
Ce véhicule sophistiqué va embarquer sept instruments scientifiques, dont l’outil franco-américain SuperCam. "D’une certaine façon, c’est l’œil de Perseverance", assure le PDG du CNRS, Antoine Petit. À l’aide d’un laser infrarouge, SuperCam pourra vaporiser à distance d’infimes quantités de roche. La lumière émise permettra d’obtenir des informations sur la composition des roches martiennes. Uniquement sur la partie active de SuperCam (la Mast-Unit fournie par la France), une quinzaine de laboratoires français et des industriels ont fourni du matériel : le site Thales Land and Air Systems d’Élancourt (Yvelines) pour le laser, le site Axon’Cable de Montmirail (Marne) pour le harnais, l’usine Winlight System de Pertuis (Vaucluse) pour les miroirs...
Sur une expédition à 2,17 milliards d’euros, le Cnes a investi 40 millions d’euros pour la conception de SuperCam et l’exploitation de ses données. "C’est l’illustration de la pertinence de notre stratégie de niche, estime le président du Cnes, Jean-Yves Le Gall. C’est-à-dire fournir sur des missions qui sont beaucoup plus coûteuses, que nous n’avons pas le moyen de financer. Il faudrait beaucoup de temps pour réussir à développer les technologies permettant de faire un rover. Bien sûr, nous partageons les données de SuperCam avec nos collègues américains. Mais in fine, avec 40 millions d’euros, nous avons tous les bénéfices d’une mission à 2 milliards d’euros."
Avec un budget colossal, y compris pour la communication, les États-Unis ont tendance à éclipser les autres pays. Plus discrète, la Chine devient toutefois un acteur de premier plan, autant en orbite terrestre que sur la Lune. Avec sa mission Tianwen-1, le pays a envoyé un orbiteur et un rover pour explorer la surface martienne. La France y a modestement contribué en fournissant une "cible de calibration", c’est-à-dire une pastille de matériaux qui servira de référence à instrument du rover pour son étalonnage. Si l’expédition réussit, la Chine rejoindra les États-Unis dans le club très fermé des pays qui ont réussi à maintenir le contact avec un objet artificiel sur Mars.
Dans les années 1970, l’URSS était parvenue à poser un rover avec la mission Mars 3, mais le signal avait été perdu au bout de vingt secondes. La dernière tentative de l’Europe, en 2016, s’est soldée par le crash de l’atterrisseur Schiaparelli. "La mission Hope des Émirats arabes unis est plus une mission technologique, avec des instruments très peu performants. Le but est surtout d’aller là-bas pour se mettre en orbite et faire un peu de science avec les instruments", estime André Debus, chef de projet des contributions françaises au projet ExoMars [lire l’entretien ci-dessous].
En quête d’une vie passée
D’où qu’elles viennent, ces missions devraient permettre de mieux comprendre l’environnement martien. Une nouvelle ruée vers l’or Pas tout à fait... Avec Perseverance, la communauté scientifique espère surtout répondre à une interrogation existentielle : la vie a-t-elle existé ailleurs que sur Terre ? Le rover va évoluer dans un cratère qui abritait, il y a plus de 3 milliards d’années, un delta de rivières. "C’est typiquement un site candidat pour avoir piégé, si elle existait, les traces d’une vie passée à la surface de Mars ", explique le président du Cnes. Pour aider ces recherches, Perseverance devra recueillir une trentaine d’échantillons. Les États-Unis et l’Europe travaillent ensemble pour ramener ce petit trésor sur Terre à l’horizon 2030. A priori, la réponse à la grande question ne sera pas trouvée avant cette étape. "Je crois qu’il faudra avoir au moins une fois des échantillons sur Terre pour pouvoir répondre de façon assez déterminée à la question de la vie sur Mars", estime Michel Viso, expert en exobiologie au Cnes.
Environ 350 à 500 grammes d’échantillons pourraient être apportés sur Terre. "Tous les laboratoires du monde pourront soumettre des propositions pour les obtenir, en suivant des conditions très contrôlées. Ce sera très compétitif. En France, nous avons un savoir-faire en géochimie", revendique Sylvestre Maurice, coresponsable scientifique SuperCam à l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie.
Une mission habitée dès 2024 ?
Outre la possibilité d’une vie passée sur Mars, Perseverance et Tianwen-1 devraient aussi étudier l’habitabilité de la planète rouge. En vue d’éventuelles expéditions humaines ? La Nasa vise une première mission habitée pour 2033, un objectif déjà ambitieux. L’intenable patron de SpaceX, Elon Musk, rêve d’une ville martienne avec une première mission habitée pour 2024. Plus modestes, les Émirats arabes unis parlent d’installer des colonies à l’horizon... 2117.
Dans le secteur, beaucoup restent sceptiques. "Sur Mars, il n’y a rien. Nous ne sommes même pas sûrs qu’il y ait des mines pour extraire du cuivre ou du fer. Il faut des phénomènes sédimentaires extrêmement importants pour y trouver les matériaux dont nous nous servons", balaie Michel Viso. Le chercheur approuve toutefois l’idée d’une mission scientifique habitée sur la planète rouge. "Ce ne sera pas facile. Cela prend de l’argent et du temps, mais c’est ce qui tire les sociétés vers le haut", affirme l’exobiologiste. Les trois missions doivent atteindre Mars en février 2021.
ANDRE DEBUS, chef de projet des contributions françaises au projet ExoMars : "Mars n’est pas très accueillant pour la vie terrestre"
-
Quels sont les travaux menés sur ExoMars actuellement ?
Il faut valider les parachutes par un essai représentatif en grandeur réelle. Ces tests sont programmés en octobre aux États-Unis. Le but sera de monter avec un ballon porteur jusqu’à une altitude représentative de la pression martienne, puis de lâcher les parachutes pour les ouvrir. Pour le Cnes, il reste à finir la partie navigation autonome. Début 2021, des essais seront réalisés chez Altec, à Turin (Italie), avec le GTM (pour Ground test model), un modèle de rover.
-
Quelle est la spécificité de la mission ExoMars ?
ExoMars va chercher des échantillons jusqu’à deux mètres de profondeur, à un endroit où les scientifiques estiment qu’ils sont relativement préservés des agressions. Le régolithe martien est très oxydant. Il n’y a pratiquement pas d’atmosphère. Mars est bombardé de radiations. À deux mètres de profondeur, nous avons davantage de chances de trouver des traces de vie.
-
Quel défi technique cela représente-t-il ?
Les autres missions étaient moins exigeantes. Celle-ci requiert deux niveaux de décontamination.Le premier est destiné à protéger l’environnement martien, sachant que la planète n’est pas très accueillante pour la vie terrestre. Mars stérilise en partie et il faut faire le reste sur Terre avant de partir. Le second concerne les recherches de traces de vie, qui exigent des niveaux de stérilité absolue et des niveaux d’ultra-propreté organique très bas, sous le seuil de sensibilité des instruments. De tels niveaux n’ont jamais été atteints.



