« 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