Missions sur Mars : les limites de la science in situ, préparer l'arrivée de l'homme

Mars n'est pas un plan B pour l'humanité 40
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Crédits : peepo/iStock
Nouvelle Techno
Sébastien Gavois

Si les analyses de Mars sont importantes, elles sont fortement limitées par les performances des instruments des rovers sur la planète rouge. Deux idées complémentaires se développent pour améliorer les résultats : ramener des échantillons sur Terre et envoyer des hommes sur Mars. C'est l'un des objectifs des prochaines missions.

Les missions spatiales vers Mars et les publications scientifiques en découlant se sont multipliées au cours des dernières décennies. La planète rouge est intéressante à plus d'un titre, notamment par son passé « commun » avec la Terre, la présence d'eau liquide et son ancienne habitabilité (période et durée inconnues).

Il ne reste donc qu'à trouver des traces de vie pour parfaire le tableau d'une Terre bis. Ce sera le but de la mission Mars 2020 de la NASA, en particulier de l'instrument SuperCam. Mais l'agence spatiale américaine a une autre idée derrière la tête : ramener des échantillons prometteurs, à condition de convaincre les responsables des agences spatiales.

Étudier des roches soigneusement sélectionnées sur Mars permettra d'aller au-delà de la puissance limitée des instruments embarqués dans les rovers, comme nous l'expliquent plusieurs scientifiques. Une autre piste serait d'envoyer des hommes sur la planète rouge, ils pourraient alors réaliser des travaux et des déplacements bien plus rapidement que les rovers actuels.

Dans tous les cas, les scientifiques réfutent en masse l'idée de transformer Mars en une nouvelle terre d'accueil pour l'humanité, appelant ainsi le monde à prendre soin de la planète bleue.

Notre dossier sur l'exploration de Mars et la recherche de la vie avec Mars 2020 :

Pour Sylvestre Maurice, « le premier homme à marcher sur Mars est né »

Impossible de parler de la recherche de vie sur Mars, sans évoquer l'arrivée de l'homme sur la planète rouge. « On peut toujours débattre du pourquoi » s'exclame Sylvestre Maurice (planétologue et responsable de la partie française de SuperCam) durant une conférence sur Mars 2020. Il ajoute : « Je pense que je ferais la même réponse qu'Edmund Hillary quand on lui a demandé pourquoi il a grimpé l’Everest : "je ne sais pas, parce que la montagne était là ».

« Je pense que le premier homme à marcher sur Mars est né », ajoute le scientifique, avant de préciser que cet événement n'était pas pour demain. Être né ne veut pas dire qu'il soit déjà astronaute ou même qu'il ait commencé ses études ; il faudra donc peut-être encore attendre des dizaines d'années. 

Elon Musk est bien plus pressé : le PDG de SpaceX espère envoyer des missions cargo dès 2022 et des humains deux ans plus tard, en 2024 (lire notre analyse). 

Mars 2020 va transformer le CO2 en oxygène

Comme Curiosity avant lui, le rover de la mission Mars 2020 préparera le terrain pour l'arrivée de l'homme. Alors que le premier a effectué « une mesure de radiation » afin de vérifier si un être humain pouvait survire à cette croisière dans l'espace, le prochain rover dispose d'une « fabrique d'oxygène » baptisée Moxie (Mars Oxygen ISRU Experiment).

Grâce à cet instrument de la taille d'une batterie de voiture, « on va prélever du CO2 de l'atmosphère, le faire chauffer sur un catalyseur et faire de l'oxygène » détaille Sylvestre Maurice. Il s'agit d'un modèle de test : un générateur pour des missions humaines devrait être environ 100 fois plus gros explique la NASA.

De son côté, le Centre national d'études spatiales (CNES) ajoute que « la mission sera considérée comme concluante si Moxie parvient à produire 22 g d’oxygène par heure pendant 50 jours martiens. De quoi fournir suffisamment d’oxygène à un être humain pour respirer pendant une dizaine de jours ». À titre de comparaison, l'atmosphère martienne est composée à 0,13 % seulement d'oxygène, contre 21 % sur Terre. 

Ce n'est pas tout : l'oxygène liquide délivré par Moxie pourrait fournir plus des 3/4 du propergol dont les humains ont besoin pour explorer la planète rouge, affirme l'agence spatiale américaine.

Moxie
Crédits : NASA

S'en suit une envolée lyrique, philosophique et/ou marketing de Sylvestre Maurice : « La machine qui prépare l'homme est assez importante. On a voulu la symboliser à notre façon ». Les scientifiques ont ainsi acheté un petit morceau de météorite martienne, l'ont donné à Thomas Pesquet pour qu'il l'emmène avec lui dans la Station spatiale internationale lors de son voyage. L'astronaute l'a rendu aux scientifiques français après son retour.

Il va être découpé et envoyé sur Mars à bord de la prochaine mission de la NASA. L'échantillon servira de « cible de calibration », mais « la science n'est pas le but » ajoute rapidement le planétologue. Selon ce dernier, ce qu'il faut retenir est une « roche battant tous les records de traversées d'atmosphères ». De mars sur Terre, puis départ sur l'ISS et retour sur Terre, avant de finalement revenir sur Mars...

Autant dire que l'on n’est pas loin des selfies de Curiosity sur l'intérêt scientifique, tout en ayant probablement le même potentiel médiatique... « T’inquiète, j'irai la chercher » aurait dit Thomas Pesquet à Sylvestre Maurice en guise de conclusion. Bref, une histoire qui fera surement les gros titres, même si elle n'apporte pas grand-chose à la science.

Mars n'est pas un « plan B » pour l'humanité

Quoi qu'il en soit, plusieurs scientifiques lancent depuis longtemps des cris d'alarme. « Il ne s’agit pas de coloniser Mars » affirmait il y a déjà plusieurs années Sylvestre Maurice : « Il n’y a pas d’autre endroit dans le système solaire pour l’avenir de l’homme. L’homme est adapté à la Terre et à nulle autre planète. Il est condamné à y rester. Il n’y a pas de plan B ». 

Un constat partagé par Thomas Pesquet dans une interview à La Tribune. L'astronaute refuse lui aussi l'idée d'un « plan B » : « Nous espérons emmener des hommes et des femmes vers Mars, mais dans un but d'étude, pas de colonisation. Cela nous permettra de comprendre comment la vie peut naître et disparaître ». 

Lors du même entretien, Nicolas Hazard (fondateur d'Inco, un « catalyseur » pour les start-ups écologiques et sociales) en ajoute une couche : « Affirmer que nous pouvons coloniser Mars, comme le fait Elon Musk, c'est être coupable de susciter un espoir impossible à concrétiser. En tout cas pas pour 10 milliards d'individus, mais pour une poignée de gens riches et puissants, ceux-là mêmes qui ont fait le monde d'aujourd'hui ».

« De la science du XIXe siècle » sur Mars ?

Point intéressant soulevé à plusieurs reprises durant les présentations de SuperCam : le choix des instruments embarqués à bord des rovers. Par exemple, pourquoi ne pas carotter le sol martien ? « Le carottage sur Mars, dans l'absolu, c'est une bonne idée, mais il est un peu naïf de penser que toutes les techniques qu'on peut mettre en œuvre sur Terre peuvent l'être sur une autre planète » expliquent les scientifiques.

Sur Mars, « les techniques utilisées sont relativement maîtrisées sur Terre et ne sont pas spécialement innovantes [...] La difficulté réside dans la capacité à les spécialiser, les envoyer loin sur Mars en résistant à toutes les contraintes [...] Il y a toujours un décalage très important entre ce que l'on est capable de faire sur Terre et sur Mars » précise Philippe Paillou du laboratoire d'astrophysique de Bordeaux. De son côté, Sylvestre Maurice ajoute que les scientifiques de l'exploration spatiale sont souvent accusés de faire « de la science du XIXe siècle ».

Entre Mars et la Terre, l'ordre de grandeur des instruments n'est pas du tout le même : « quand on cherche la vie d'il y a quatre milliards d'années, il faut des instruments grands comme un amphithéâtre pour trouver des traces de carbone ». Impensable d'envoyer une telle quantité de matériel pour le moment, même avec les plans d'Elon Musk.

C'est d'ailleurs dans cette optique que l'idée de récupérer des échantillons de roches martiennes a été mise sur pied : « on les rapportera et dans nos laboratoires, avec d'énormes instruments, on pourra dire si oui ou non il y a eu la vie ». Mars 2020 devra donc sélectionner les roches les plus prometteuses, à charge aux scientifiques de convaincre la NASA (ou une autre agence) d'organiser une mission de récupération.

Pas de concurrence entre Mars 2020 et ExoMars... au contraire !

Nous avons enfin voulu savoir si les missions ExoMars et Mars 2020 ne risquaient pas de se marcher sur les pieds. Non répondent en cœurs les scientifiques. Bien au contraire : elles « sont complémentaires ». Les instruments à bord et savoir-faire sont différents, nous détaille Philippe Paillou.

ExoMars rover 2020
Crédits : http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2017/03/ExoMars_rover2

« ExoMars est un tout petit rover, de la petite science va être faite, mais la toute première science pour l'Europe » sur Mars. À titre de comparaison, « ExoMars a à peu près la taille de Spirit » et le rover a une approche bien particulière : « prendre une fenêtre, une niche : le forage de profondeur. On ne va pratiquement pas lui demander de se déplacer ».

Mais ce n'est pas tout, comme nous l'explique Philippe Paillou :

 « En termes de surface, Mars correspond à l'ensemble des surfaces continentales émergées de la Terre. Étudier cette planète à partir d'un ou deux points échantillonnage (le rover se pose à un endroit et se déplace de quelques km autour) ça ne veut pas dire que vous avez forcément fait le tour ou mis le doigt sur les propriétés et les sites qui étaient réellement intéressants de la planète.

Imaginez les martiens étudiant la Terre envoyant un rover à la surface. Selon qu'il se pose dans la forêt tropicale ou au Sahara, ils ne vont pas tirer la même conclusion ; même si c'est plus compliqué car il n'y a pas de végétation sur Mars. Avoir deux voire trois, quatre, dix ou cent rovers qui se poseraient à cent sites différents, c'est une vraie complémentarité, ce n'est pas une compétition ».

Il ne reste désormais qu'une grande question à aborder : que se passera-t-il si nous découvrons des traces de vie passée sur Mars ? Des éléments de réponses avec Sylvestre Maurice dans la dernière partie de notre dossier sur l'exploration martienne.


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