En avant… Mars !

Mars a beaucoup nourri notre imaginaire. Depuis quand s’y intéresse-t-on vraiment ?

Visible à l’œil nu, elle a été identifiée dès l’Antiquité. L’intérêt pour Mars a explosé au 19e siècle, quand les astronomes ont commencé à voir les détails de sa surface grâce à leurs télescopes. Dans les années 1960, les premières sondes spatiales ont permis de l’observer de plus près et de découvrir son aspect très cratérisé presque similaire à la Lune dans certaines régions, ainsi qu’une grande variété de terrains : de grands volcans, des canyons et surtout de nombreux réseaux de vallées ramifiées rappelant ceux des rivières… La grande exploration ne faisait que commencer !

Qu’a-t-elle de si spécial ?

Nous voulons savoir comment la vie a pu démarrer sur Terre. Pour cela, nous cherchons dans le Système Solaire des endroits semblables à notre planète au moment où la vie y est apparue en présence d’eau liquide. Par ailleurs, sur Terre, la tectonique des plaques, l’érosion, le vent et la pluie effacent les traces. Les plus anciennes roches disparaissent. Ce qui n’est pas le cas sur Mars, où certains cailloux ont plus de 4 milliards d’années ! En accédant à ces terrains très anciens, nous pouvons revenir à une page de l’histoire terrestre qui n’existe plus.

Quels types de missions sont nécessaires ?

Pour étudier une planète, on commence par envoyer une sonde spatiale¹ qui exécute au moins un survol durant lequel on prend un maximum de mesures et de photos. Un autre type de sonde, orbitant autour de la planète le plus longtemps possible notamment pour capturer de très nombreuses images², peut permettre de réaliser une cartographie globale de la surface. Et la dernière étape est d’atterrir ! La station peut alors être fixe ou mobile. Dans ce second cas, on parle de rover. 

Sur Mars, le premier fut Sojourner lancé en 1996. De la taille d’une grosse boîte à chaussures, il a roulé quelques dizaines de mètres en trois mois. Ce succès a permis à la Nasa de développer deux autres robots plus ambitieux : Spirit et Opportunity qui se sont posés en 2004. De la taille d’un homme et pesant 180 kg, ils ont roulé plusieurs années. Aujourd’hui ce sont Curiosity et Perseverance qui circulent sur la planète rouge. Aussi grands qu’une voiture et pesant une tonne, ils sont bardés d’instruments scientifiques très performants.

MARION GUILLAUMIN
Ingénieur de recherche à Nantes, Stéphane Le Mouélic analyse les images prises par les missions sur Mars. Elles sont compilées pour reproduire le paysage martien en réalité virtuelle et apportent de nombreuses informations aux scientifiques.

Quels sont ces équipements ?

Chaque rover est un laboratoire spatial. À son bord, un panel de caméras³ capturent un très grand nombre d’images et des spectromètres permettent d’analyser la composition des roches. Tandis que Curiosity analyse sur place tous ses prélèvements de roches, Perseverance stocke des échantillons destinés à être rapportés sur Terre dans une dizaine d’années. Des instruments sont toutefois montés sur un bras robotique pour des analyses in situ. 

Un rover est aussi équipé de deux ordinateurs dont un de secours, une station météo et des capteurs qui mesurent l’humidité, la pression atmosphérique, la température, la vitesse du vent et les radiations UV. Sans oublier le matériel apportant à l’engin l’énergie nécessaire à son bon fonctionnement. Les premiers étaient dotés de panneaux solaires. Mais cela ne suffit pas pour les rovers actuels, plus gros et plus lourds... Ils sont donc alimentés par du plutonium 238, une source d’énergie nucléaire, qui en se désintégrant produit de la chaleur convertie en électricité.

J’imagine que les contraintes sont nombreuses...

Sur Mars, l’environnement est extrême. La température peut descendre à - 90 °C la nuit, et l’électronique n’aime pas le froid ! Toutes les technologies embarquées ont été fabriquées pour tenir dans une large gamme de températures et l’énergie dégagée par le système d’alimentation du rover maintient une certaine chaleur dans ses systèmes vitaux. La poussière peut aussi être gênante, car elle se dépose sur le matériel. Il n’y a pas toujours assez de vent pour le nettoyer naturellement. C’est le problème que rencontre actuellement la mission Insight. Et puis il y a les difficultés dues au terrain. Par exemple des roches très pointues, taillées par le vent, ont abîmé les roues de Curiosity. Il faut veiller à ce que les rovers se déplacent doucement et à bien choisir le parcours pour éviter les trous ainsi que les endroits trop caillouteux.

Quelles informations vous rapportent ces rovers ?

Chaque jour ils nous en apprennent davantage. En dix ans, Curiosity a réalisé plus d’une trentaine de forages au long des 28 km parcourus. Ses analyses permettent de mieux comprendre l’histoire de la géologie de Mars. La zone étudiée était couverte de lacs et de rivières qui se sont asséchés avant de disparaître. Nous avons décelé des éléments⁴ qui attestent d’une transition d'un climat chaud et humide vers un climat froid et sec. Outre les échantillons, les images sont évidemment indispensables. D’ailleurs, après avoir démontré qu’il est possible de voler sur Mars, Ingenuity, l’hélicoptère embarqué avec Perseverance a capturé des images inédites à des endroits inaccessibles⁵ aux rovers. 

Et nous avons récemment capté des sons… Cela a suscité beaucoup d’émotions. L’atmosphère, principalement composée de CO2, est très peu dense donc la propagation du son n’est pas la même que sur Terre. Le micro intégré à SuperCam⁶ de Perseverance a enregistré des sons très aigus issus des impacts du laser sur les roches. Cela fait Tic ! Tic ! Tic ! On distingue aussi des sons plus sourds, tels des battements de cœur, qui sont les pales d’Ingenuity. Ces enregistrements sont une véritable mine d’or pour les physiciens !

Depuis le début de l’aventure martienne, qu’est-ce qui vous a le plus marqué ?

La confirmation qu’il y a eu de l’eau liquide, stable et en grande quantité au début de l’histoire de cette planète. Mais nous n’avons pas trouvé de fossiles d’ammonites ni de trilobites. S’il y a eu de la vie sur Mars dans les endroits explorés, il semble qu’elle n’a pas évolué sous une forme macroscopique telle qu’on la connaît. Or il reste possible qu’elle ait existé à l’échelle microscopique… Ce serait déjà incroyable. Il y a peut-être des traces de vie qu’on ne peut pas détecter avec les technologies actuelles. Nous avons souvent envie d’aller nous-même gratter les roches pour y regarder de plus près !