Crédit: ESA
Le programme ExoMars, mené conjointement par l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Agence spatiale russe Roskosmos, prévoit d’envoyer un rover sur Mars en 2020 [mise à jour: 2022]. Il sera équipé d’une foreuse pouvant descendre à 2 mètres sous la surface, dans l’espoir de déceler des molécules organiques issues de processus biologiques. Entrevue avec François Spoto, responsable du projet ExoMars et Jorge Vago, responsable scientifique.
Quelle est la particularité de la mission ExoMars, qui doit décoller vers la planète rouge en 2020?
François Spoto : ExoMars va mener une mission d’exobiologie, elle est donc radicalement différente et complémentaire des autres missions qui vont être lancées au même moment et qui sont dédiées à la géologie, la tectonique, la sismicité…(NDLR, trois autres missions devraient partir en juillet 2020 : Mars 2020, de la NASA, HOPE, des Émirats arabes unis, et une mission chinoise).
Jorge Vago : On va tenter de rechercher des traces de vie passée. Il y a 4 milliards d’années, les conditions sur Mars étaient plus ou moins identiques aux conditions terrestres quand la vie y est apparue. On peut chercher deux types de traces de vie : des informations structurelles qui restent sur la surface des roches, c’est-à-dire des biolaminations, des formations calcaires liées à l’activité de colonies bactériennes. On peut aussi chercher des molécules bioorganiques. Elles peuvent avoir été préservées parce que le sous-sol martien fonctionne comme un réfrigérateur optimal, à une température moyenne constante de –60˚C.
Quelles sont les chances de trouver de tels indices?
Jorge Vago : Cela dépend d’abord du site. Nous sommes très proches du choix final entre les deux sites d’atterrissage. C’est toujours un compromis entre la faisabilité technique et l’intérêt scientifique. Les deux sites potentiels sont presque 500 millions d’années plus anciens que les sites visités jusqu’ici, et ils étaient recouverts par un lac dans le passé. Cela augmente la chance de trouver des molécules organiques. Cela étant, ces molécules peuvent être soit biologiques soit d’origine météoritique, ce qui n’a rien à voir avec la vie. La chance de convaincre une communauté scientifique sceptique est donc faible! Nous avons établi une liste d’environ 10 types de biosignatures : plus on pourra en trouver, plus on sera capable de convaincre. Pour augmenter les chances, nous allons forer dans environ 6 endroits, pas très éloignés les uns des autres – le rover ne se déplaçant que de 50 à 100 m par jour.
Quelles sont les principales difficultés techniques de la mission?
François Spoto: Tout d’abord, il nous faut lancer le satellite complet avec succès en juillet 2020 de Baïkonur en Russie. Ensuite 6 mois de croisière seront nécessaires pour approcher Mars, puis nous engagerons la séparation du module cargo du module de descente, suivie d’une courte phase balistique couvrant l’entrée, la descente et l’atterrissage du module de descente (prévu le 19 mars 2021). Cette phase qui ne dure que 7 minutes est extrêmement délicate à gérer, et fait intervenir plusieurs parachutes, des rétrofusées, des senseurs d’attitude, de direction et de vistesse pour piloter un logiciel complexe de contrôle du module. Aucun élément critique du module de decente ne doit être endommagé à l’atterrissage. Ensuite, le module doit s’ouvrir et permettre le déploiement de rails afin que le rover puisse « quitter son nid » en roulant de manière contrôlée. Ce n’est qu’à ce stade que le rover devient opérationnel et que les fonctions d’observation, de forage et d’analyse des sols par les 9 instruments embarqués peuvent être testées. Le module de descente activera quant à lui un groupe d’instruments russes d’observation de surface. Il y a donc un nombre très important de risques à maîtriser avec succès avant d’espérer réussir la mission qui est spécifiée pour une durée de 7 mois minimum.
Jorge Vago : Vers la fin de notre mission, il y a également un certain risque de tempête qui pourrait nous faire perdre le rover. Ces tempêtes martiennes soulèvent beaucoup de poussière, ce qui réduit la quantité de la lumière qui pénètre l’atmosphère, gênant alors la production d’électricité par les panneaux solaires.
Le programme ExoMars comporte deux volets. Le premier a consisté à envoyer une sonde en 2016, dont l’atterrisseur Schiaparelli s’est écrasé. Qu’en avez-vous tiré comme leçon?
François Spoto : La première mission ExoMars 2016 a permis de mettre un satellite en orbite, le Trace Gas Orbiter, dont les 4 instruments sondent l’atmosphère et observent le sol martien. Ce satellite servira aussi de relais de télécommunications entre la Terre, le rover et la plateforme sceintifique russe qui se poseront sur Mars en 2021.
Ce premier satellite embarquait également un prototype d’atterrisseur appelé Schiaparelli, qui devait tester des technologies d’entrée, de descente et d’atterrissage afin de démontrer notre capacité à atterrir sur Mars. Nous avons malheureusement perdu ce module en cours de descente. Nous avons néanmoins récupéré beaucoup de données télémétriques durant la phase de descente, ce qui nous a permis de comprendre les raisons de cette perte. Un problème de gestion d’information à l’interface entre le senseur de mesure inertielle (qui génère des mesures clés de vitesse angulaire) et le logiciel de contrôle du module a causé une erreur d’estimation d’altitude. C’est ce qui a entraîné la perte prématurée de Schiaparelli. Nous avons créé deux groupes de travail pour analyser et comprendre les circonstances de cette panne, l’un nommé par Thalès (NDLR, qui est le partenaire industriel principal) et l’autre par l’ESA. Les conclusions de ces groupes de travail ont permis de formuler une serie de 16 recommandations que nous appliquons actuellement dans la mission 2020.
