Sur Mars, le mystère (résolu) de la carotte disparue de Perseverance

Alors que le rover Perseverance enchainait les succès, la NASA est tombée sur un os : le premier forage pour récupérer des échantillons a fait chou blanc. Alors que toutes les opérations se sont déroulées comme prévu, la carotte espérée n’était pas là. Mais que s'est-il passé exactement ?

Perseverance (mission Mars 2020) est à la recherche de traces de vie passée sur la planète rouge. Comme nous l’avons déjà expliqué dans notre dossier consacré au rover, il embarque un laboratoire d’analyses afin d‘essayer de trouver in situ des indices dans les roches. Une partie de cette mission consiste aussi à identifier, récupérer et stocker dans des tubes de la matière prélevée sur place.

• Grâce à SuperCam, Mars 2020 va chercher des traces de vie sur Mars... et plus si affinités

Ils sont regroupés et déposés au sol. L’emplacement est soigneusement noté afin qu’une mission future puisse venir les chercher afin de les ramener sur Terre. Les scientifiques pourront alors utiliser des machines bien plus performantes et d’autres techniques pour mener les analyses… encore faut-il avoir des échantillons pour cela.

La première tentative de récupération s’est déroulée il y a quelques jours, mais elle s’est soldée par un échec. La NASA pense néanmoins en connaitre la cause : le rover et ses instruments n’auraient rien à se reprocher, la roche serait trop friable et a fini en poussière pendant l’opération de forage.

Mars Sample Return : collaboration entre la NASA et l’ESA 

C'est « un très, très gros programme pour ramener trois ou quatre kilos de Mars », expliquait il y a quelques années Sylvestre Maurice, astrophysicien à l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) : « pour envoyer un robot d'une tonne, il faut le mettre dans une capsule qui fait environ trois tonnes et il faut cinq cents tonnes de carburant... Imaginez quand il faut repartir ! » 

Ce programme ambitieux, baptisé Mars Sample Return (MSR) semble compliqué de prime abord. Il prévoit en effet l’envoi de deux missions américaine et européenne vers la planète rouge aux alentours de 2028 : Earth Return Orbiter (ERO) de l’Agence spatiale européenne (ESA), et Sample Retrieval Lander (SRL) de la NASA.

La première se positionnera en orbite martienne, tandis que la seconde posera un rover sur la surface de la planète. Il fera alors la tournée des grands-ducs afin de récupérer les échantillons laissés sur place par Perseverance. Une fusée baptisée Mars Ascent Vehicle (MAV) décollera ensuite de la planète et larguera au ERO (en orbite) une capsule avec le précieux chargement, qui pourra alors entamer son long retour sur Terre. 

C’est la théorie, et il y a encore le temps de voir venir et d’adapter les plans si besoin. Il faut également des échantillons suffisamment prometteurs pour se lancer dans cette longue et très couteuse aventure.

Tout se passe bien, mais le tube est vide !

La semaine dernière, l’Agence spatiale américaine était bien embêtée. Les données renvoyées par Perseverance indiquaient que, après sa première tentative de collecter des échantillons de roche sur Mars et de les sceller dans un tube, « aucune roche n'[avait] été collectée ». Cette manipulation « est autonome du début à la fin », rappelle Jessica Samuels du Jet Propulsion Laboratory (JPL). 

Le système comprend pour rappel un foret de carottage et une perceuse à percussion installée au bout du bras robotisé (d’environ 2 mètres) du rover. « La télémétrie du rover indique que lors de sa première tentative de carottage, le foret et le trépan ont été engagés comme prévu. Après le carottage, le tube d'échantillon a été préparé suivant le plan ». Mais au moment de mesurer le volume de l’échantillon, il semblait ne rien y avoir dans le tube. 

WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) a été mis à contribution afin de vérifier en images si un trou avait bien été creusé : la réponse est oui et, comme prévu, il mesure 7 cm de profondeur. Aucune place au doute : le forage s’est bien déroulé. 

À la recherche de la carotte perdue

« Il a fallu quelques minutes pour que cette réalité s'imprègne, mais l'équipe est rapidement passée en mode enquête […] C'est la base de la science et de l'ingénierie », explique la NASA.

Les premiers résultats de cette analyse viennent de tomber. Ils confirment que les opérations de carottage se sont déroulées suivant le plan, et qu’ils s’inscrivent parfaitement dans la lignée des tests effectués sur Terre. Si le tube est vide, il n’y a également aucune trace de la carotte – entière ou en morceaux – autour du rover à la surface de Mars. Au final, les photos et les données amènent la NASA à penser que « l'activité de carottage dans cette roche inhabituelle n'a finalement donné que de la poudre », elle n'était pas assez solide.

Bref, ce qui devait être une carotte a mettre dans un tube pour venir le récupérer plus tard « se trouve probablement au fond du trou, dans le tas de déblais ou dans une combinaison des deux. Nous ne sommes pas en mesure de distinguer davantage compte tenu des incertitudes de mesure », reconnait la NASA.

Direction Seitah, prochain essai en septembre

Désormais, le rover se dirige vers le prochain site de prélèvement d’un échantillon à South Seitah, toujours dans le cratère Jezero. L’hélicoptère Ingenuity a cette fois encore préparé le terrain avec une photo à 12 mètres d’altitude. Les scientifiques espèrent désormais y rencontrer « probablement des roches sédimentaires » qui devraient être plus proches des essais effectués sur Terre. Il faudra tester avant d’en être certain.

C’est l’occasion pour Louisa Jandura, ingénieure responsable de la collecte des échantillons à la NASA, de rappeler une dure réalité dans l’espace et les sciences de manière générale : « Un résultat spécifique n'est jamais garanti, peu importe comment vous vous préparez ». Rien de grave dans le cas présent, Perseverance dispose de plus d’une quarantaine de tubes pour collecter des échantillons et aucun instrument n’a été abimé, le reste de la mission continue d’ailleurs normalement.

Le prochain essai devrait se dérouler rapidement, dès le début du mois de septembre selon la NASA. Il n’y a en effet pas spécialement d’ajustements techniques à réaliser puisque le matériel aurait fonctionné correctement du début à la fin… contrairement à la roche qui « n'a pas coopéré ». 

South Séítah dans le cratère Jezero, photo prise par Ingenuity (Perseverance se trouve en haut). Crédits NASA

Mars cache bien son jeu

Ce n’est pas la première fois que la surface de Mars joue un « mauvais tour » à la NASA. Les précédentes missions « ont également rencontré des propriétés surprenantes de roches et de régolithes lors de la collecte d'échantillons et d'autres activités ». En 2008, Phoenix faisait face à des échantillons de sol « poisseux », Curiosity a foré dans des roches plus dures et cassantes que prévu et, plus récemment, InSight s’est cassé les dents en essayant de creuser.

« J'ai participé à toutes les missions des rovers sur Mars depuis le début, et cette planète nous apprend toujours ce que nous ne savons pas à son sujet », indique Jennifer Trosper (chef de projet Persévérance au JPL).