« Chercher la vie sur Mars, c’est chercher la vie primitive sur Terre »

Poly­tech­nique Insights : Les mis­sions spa­tiales vers Mars se mul­ti­plient. Pourquoi la Planète rouge sus­cite-t-elle tant d’intérêt ?

Juli­ette Lam­bin : On en par­le beau­coup en ce moment, car les mis­sions vers Mars coïn­ci­dent dans le temps. La rai­son en est que la fenêtre de lance­ment est opti­male tous les deux ans et elle ne dure qu’une quin­zaine de jours. 

Cela dit, la planète Mars est un objet d’é­tude majeur des sci­ences de l’U­nivers. Elle est plus petite mais s’est for­mée en même temps que la Terre. Elle a eu au démar­rage des con­di­tions assez sim­i­laires à celles qui rég­naient sur notre planète : une atmo­sphère dense, de l’eau liq­uide, un champ mag­né­tique à grande échelle ; autrement dit, les ingré­di­ents néces­saires à l’émer­gence d’une forme de vie. Il y a plus de 3,5 mil­liards d’an­nées, Mars a ensuite per­du tout cela et s’est pra­tique­ment figée dans le temps. Elle est donc restée dans l’é­tat où était la Terre plus ou moins au moment où la vie est apparue. 

Sur le plan sci­en­tifique, ce que l’on recherche sur Mars ce sont des traces de vie fos­siles, traces que l’on ne peut pas trou­ver sur Terre car il n’ex­iste pas d’en­droit aus­si ancien n’ayant pas été trans­for­mé par l’éro­sion, la tec­tonique des plaques, colonisé par la vie con­tem­po­raine, etc. Chercher des traces de vie sur Mars, c’est chercher d’éventuelles traces de la vie prim­i­tive sur Terre ! Mars est le meilleur objet d’é­tudes et le plus acces­si­ble pour l’exo­bi­olo­gie, c’est-à-dire l’é­tude et la com­préhen­sion de tout ce qui peut men­er à l’ap­pari­tion de la vie. 

Le but de ce pro­gramme est de prélever et de rap­porter sur Terre des échan­til­lons du sol mar­tien pour les analyser avec les moyens terrestres.

En quoi la mis­sion Mars Sam­ple Return et l’ar­rivée du rover Per­se­ver­ance sur Mars con­tribuent-elles à ces études ?

L’as­tro­mo­bile, le rover Per­se­ver­ance est la pre­mière de plusieurs mis­sions du pro­gramme Mars Sam­ple Return, porté par les Améri­cains en asso­ci­a­tion avec l’Eu­rope. Le but de ce pro­gramme est de prélever et de rap­porter sur Terre des échan­til­lons du sol mar­tien pour les analyser avec les moyens ter­restres, cela se fera autour de 2030. Jusqu’à présent, on a surtout mené des mis­sions en orbite avec des satel­lites puis des explo­rations robo­t­iques avec les roversqui se sont posés. Ces mis­sions ont décrit la topogra­phie, la com­po­si­tion de l’at­mo­sphère et la géolo­gie de la sur­face de Mars, elles ont détec­té des calottes de glace, iden­ti­fié des struc­tures géologiques qui font penser à du ruis­selle­ment, et donc à de l’eau liq­uide qui aurait coulé sur Mars. 

Les rovers jumeaux Spir­it et Oppor­tu­ni­ty, lancés en 2003 dans le cadre de la mis­sion Mars Explo­ration Rover, ain­si que le rover Curios­i­ty de la mis­sion Mars Sci­ence Lab­o­ra­to­ry lancé fin 2011, ont changé la donne car ils pou­vaient se déplac­er. Out­re l’analyse du cli­mat, Curios­i­ty avait pour prin­ci­pal objec­tif de déter­min­er l’hab­it­abil­ité passée de Mars à par­tir de l’analyse des roches et des minéraux. Le rover Per­se­ver­ance est plus autonome que les rovers précé­dents et sa mis­sion est dif­férente. Non seule­ment il va chercher des biosig­na­tures éventuelles, mais il va aus­si prélever des échan­til­lons, puis les dépos­er dans des tubes scel­lés dans plusieurs endroits. Ils seront ensuite récupérés puis rap­portés sur Terre où ils seront analysés.

Pourquoi ces prélève­ments ne peu­vent-ils pas être analysés directe­ment sur Mars ?

Du fait des con­traintes de masse, de vol­ume et d’autonomie, un rover mar­tien emporte avec lui des instru­ments très sophis­tiqués mais for­cé­ment minia­tur­isés et en petit nom­bre, 7 sur Per­se­ver­ance. La recherche de la vie, la data­tion des roches, l’analyse fine des minéraux deman­dent des instru­ments qu’il n’est pas envis­age­able d’envoyer ou d’utiliser sur Mars. Cer­taines expéri­ences de biolo­gie ou de biochimie sup­posent telle­ment de manip­u­la­tions et d’étapes que seuls des femmes et des hommes peu­vent les effectuer, et seuls des équipements ter­restres offrent les niveaux de sen­si­bil­ité indispensables. 

Pour analyser les échan­til­lons rap­portés, il con­vient d’assurer une stricte étanchéité avec l’environnement ter­restre. Ces échan­til­lons seront placés en quar­an­taine dans des lab­o­ra­toires de haute sécu­rité biologique (de type P4) et pro­tégés de toute con­t­a­m­i­na­tion biologique ou chim­ique par des com­posés ter­restres. Les pre­mières études en quar­an­taine chercheront aus­si à détecter une éventuelle forme de vie mar­ti­enne ou des élé­ments por­tant un risque biologique.

Quel est le rôle du CNES dans le pro­gramme Mars Sam­ple Return ?

Le CNES est respon­s­able de l’ensem­ble de la con­tri­bu­tion française à ce pro­gramme en coopéra­tion avec la NASA. Il tra­vaille en étroite col­lab­o­ra­tion tant avec les sci­en­tifiques du CNRS, qui dévelop­pent les instru­ments sci­en­tifiques et étu­di­ent les don­nées issues des expéri­ences, qu’avec les parte­naires indus­triels. À Toulouse, le CNES abrite le FOCSE pour « French Oper­a­tion Cen­ter for Sci­ence and Explo­ration ». Ce cen­tre, qui opère déjà sur les équipements des rovers de la précé­dente généra­tion, notam­ment la caméra Chem­Cam (CHEM­istry CAM­era) et SAM (Sam­ple Analy­sis at Mars), assure l’ex­ploita­tion de l’in­stru­ment SuperCAM. 

Chaque jour, l’équipe de Toulouse analyse les don­nées reçues la veille et, après coor­di­na­tion avec les per­son­nes en charge du pro­gramme au Jet Propul­sion Lab­o­ra­to­ry (JPL), à Pasade­na en Cal­i­fornie, elle pro­gramme les expéri­ences menées par les instru­ments fran­co-améri­cains à bord de Curios­i­ty et de Per­se­ver­ance. Avec des temps de trans­mis­sion entre la Terre et Mars qui vari­ent entre 4 et 20 min­utes et des vis­i­bil­ités par­cel­laires, on ne télé­com­mande pas directe­ment les rovers mar­tiens. Leur pilotage se fait par l’envoi quo­ti­di­en de pro­grammes qui sont ensuite déroulés automa­tique­ment. Les pro­grammes sont écrits par les équipes de chaque instru­ment puis véri­fiés et assem­blés au JPL, qui les envoie. On tra­vaille à l’heure de la côte ouest améri­caine. Même si on com­mence sou­vent à 10 heures du soir pour finir à 4 heures du matin, c’est un télé­tra­vail fan­tas­tique que de pilot­er, depuis Toulouse, un robot sur Mars.

Propos recueillis par Sophy Caulier