Retour automatique d’échantillons

Dans le cadre de son analyse « à mi-mandat » du plan décennal d’exploration planétaire de la NASA (qui date de 2011), un comité représentant les Académies américaines a souligné tout le bien qu’il pensait d’un retour d’échantillons de la planète Mars par un système de sondes automatiques. Maintes fois proposée, une telle mission rapporterait quelques centaines de grammes ou quelques kilogrammes de sol et de roches. Le comité propose de saisir la fenêtre de tir de 2026 pour poser sur Mars une plateforme munie d’un rover pour récupérer les échantillons, et d’un propulseur pour les remonter en orbite martienne. Là un vaisseau automatique attendrait le colis pour le rapatrier sur Terre.

Le « cache » à échantillons du rover de 2020 (Nasa/JPL/Caltech)

L’idée serait que les échantillons soient déjà ramassés sur Mars par le rover « Curiosity-2 » dont le lancement est prévu en 2020. En 2026, le nouveau rover n’aurait pour mission que d’aller chercher le colis préparé par son prédécesseur et le charger à bord de l’étage de remontée. Les partisans de cette stratégie insistent sur la date de 2026, car il resterait assez de sondes en orbite martienne munies de systèmes de télécommunications (par exemple le MRO de la NASA et le TGO de l’ESA) pour coordonner les manœuvres. Au-delà de cette date, la vétusté de ces satellites pourrait être rédhibitoire et impliquer le lancement d’une autre pièce du puzzle—le chaînon de télécommunications—ce qui augmenterait les coûts.

On notera au passage qu’aucun budget n’est estimé pour une telle mission : or ce fut chaque fois l’obstacle à la réalisation du projet. D’autre part, faire l’économie d’un satellite de télécommunications en serrant le calendrier est un argument pour le moins fallacieux, car on peut deviner que ce n’est pas là que se cache le coût d’un tel projet. Et comme ce dernier ne peut que prendre du retard, vu sa complexité, cela réintroduira certainement, et a posteriori, la nécessité d’un nouveau satellite de télécommunications. L’argument est d’autant plus bizarre qu’il laisse entendre que la NASA n’a pas besoin de nouveau satellite pour étudier Mars dans les six ans à venir (lequel pourrait, comme ses prédécesseurs, servir de relai de télécommunications).

Il n’en demeure pas moins que rapporter sur Terre des échantillons martiens collectés par le rover de 2020 serait bigrement intéressant. Le tout, c’est de s’en donner les moyens et ne pas faire entrer en ligne de compte de faux arguments…

Le vice-président Pence parle de Mars…

Le vice-président des Etats-Unis, Mike Pence, était en visite à Cap Canaveral en Floride ce 6 juillet 2017, saisissant l’occasion pour faire un discours sur la politique spatiale américaine. Il a déclaré que sous l’administration Trump, la NASA refocaliserait ses efforts sur les vols pilotés—avec la bénédiction du National Space Council. Cette dernière instance avait disparu de la scène publique depuis 1993 (au terme du mandat de George Bush père), et reprend du service à partir de cet été, dirigée comme autrefois par le vice-président des Etats-Unis, en l’occurrence Mike Pence.

Le vice President des Etats-Unis Mike Pence à Cap Canaveral le 6 juillet, devant la capsule Orion… que son administration sous-finance. Cherchez l’erreur…

 

À Cap Canaveral, celui-ci a réitéré le désir de l’administration de retourner sur la Lune et « de mettre des traces de bottes américaines sur le sol de Mars ». Paradoxe : l’administration fait des coupes dans le budget des vols pilotés, notamment dans celui de la capsule Orion et du lanceur lourd SLS en cours de développement. Au congrès, certains représentants républicains n’hésitent pas d’ailleurs à monter au créneau pour solliciter un budget plus élevé, afin de sauvegarder les deux projets.

Alors, encore des mots, toujours des mots, rien que des mots de l’administration Trump ?

La veille du discours de Pence, à Cap Canaveral, décollage du Falcon9 de SpaceX.

Pendant ce temps-là, la société privée SpaceX d’Elon Musk opérait, le 5 juillet, à son dixième lancement de satellite de l’année avec sa fusée Falcon… Pendant que le secteur public se gargarise, le visionnaire privé avance avec des bottes de sept lieues…

Opportunity explore une ravine

À l’heure où l’automobile Curiosity continue son exploration du cratère Gale et de ses sédiments lacustres, il est bon de saluer à nouveau la performance de son prédécesseur, le robot Opportunity, qui en est à sa 14ème année de travail sur Mars (il n’était censé fonctionner que 3 mois minimum). On se serait contenté d’un petit kilomètre parcouru sur son site équatorial de Planum Meridiani : il en est à 44,4 kilomètres—plus qu’un marathon. Bien sûr quelques instruments donnent des signes de faiblesse, dont la mémoire de l’ordinateur, de sorte que l’engin doit transmettre ses données au jour le jour.

Le parcours d’Opportunity depuis 2014, parvenu sur le rebord du cratère d’impact Endeavour.

Cela fait près de six ans qu’il butine autour d’un gros cratère d’impact de 22 km de diamètre : Endeavour Crater. Après avoir exploré une fraction de sa circomférence, Opportunity s’apprête à descendre la pente, entre deux promontoires nommés Cape Tribulation et Cape Byron pour explorer une petite ravine ayant toute l’apparence d’un ancien écoulement d’eau liquide. C’est encore un bonus pour les planétologues qui seront très heureux de découvrir in situ et en gros plan ce couloir d’érosion…

Depuis orbite, les données spectrales caractérisent la composition du rebord du cratère. Entre Tribulation et Byron, Opportunity descendra la pente vers les mots « Endeavour Crater » où se trouve la ravine…

NASA : la Lune sur la route de Mars

Les orientations du programme spatial piloté de la NASA se sont peu à peu décantés au mois d’avril 2017 et l’agence a accouché d’un projet qui consiste à bâtir une mini station orbitale autour de la Lune, tout en ne s’intéressant pas… à la Lune. On en arrive au summum de l’incohérence, ou plutôt de la logique industrielle qui consiste à continuer de fabriquer des modules pour ne pas en faire grand chose, pourvu qu’elles remplissent un carnet de commandes.

La NASA, avec le soutien, sinon du Président des USA, sinon du Congrès, avait développé ces dernières années un gros lanceur de classe Saturn V (le SLS, Space Launch System) et un nouveau véhicule de classe super Apollo (Orion), qui pourra véhiculer 4 ou 6 astronautes en orbite terrestre ou vers la Lune. Le vol inaugural de l’ensemble est prévu fin 2018 sans équipage ou peut-être fin 2019 avec équipage, avec un contournement de la Lune de style Apollo 8 ou Apollo 13.  Mais la finalité de ce hardware a toujours baigné dans le flou le plus total.

Le « Deep Space Gateway », une station spatiale autour de la Lune… sans finalité aucune.

Aujourd’hui, l’idée serait de construire des modules de type Station Spatiale Internationale qui seraient assemblés en orbite lunaire pour y accueillir des astronautes, toujours sans vision de ce qu’ils pourraient bien y faire. Le nom même de l’ensemble est évocateur—ou plus précisément non-évocateur : Deep Space Gateway, ou « Portail d’entrée à l’espace profond ». On construit une porte, mais sans savoir où elle va. La logique voudrait que la station circumlunaire serve d’étape pour une mission qui se poserait sur la Lune. Mais ce n’est même pas imaginé par la NASA à l’heure actuelle. L’agence américaine rêve sans doute que l’Europe sera très contente de financer et de construire quelque chose pour justifier leur incohérence, à savoir un module lunaire pour se poser sur la Lune et une base pour y séjourner Encore faudrait-il que l’Europe en ait les moyens.

L’ébauche de programme piloté de la NASA jusqu’en 2026 avec leur nouvelle fusée SLS et la construction du Deep Space Gateway en orbite lunaire…
…puis à partir de 2028 la construction d’un nouvel ensemble, le Deep Space Transport, à vocation martienne.

Là où on frise le surréalisme, c’est qu’après avoir construit une station qui ne sert à rien, on enchaînerait tout de suite avec la construction d’un second ensemble en orbite lunaire, le Deep Space Transport… pour voler vers Mars. Comment finance-t-on les deux ensembles en même temps ? À quoi sert le premier, si l’objectif est le second ?  Et pourquoi construire le second autour de la Lune, s’il n’a rien à y faire ?

Le Deep Space Transport de Boeing : en route vers Mars en 2030… après dix ans perdus à faire autre chose.

En attendant de voir ce programme rocambolesque se clarifier, on en arrive toujours à la même question concernant le programme piloté de la NASA : y a-t-il un pilote à bord ?

Interview sur France-Inter

Ce dimanche 23 avril à 15 heures, à l’heure où vous serez en route pour voter à votre mairie, je serai l’invité de Fabienne Chauvière dans son émission LES SAVANTURIERS. Nous parlerons de Mars et de la Lune, et aussi de la Terre et de ses trésors géologiques, des terroirs viticoles qui sont l’un de mes péchés mignons, et des sites remarquables—canyons, volcans, strates multicolores—que Patrick Baud et moi-même avons présentés dans notre dernier livre TERRE SECRETE…

Perdre du temps sur la Lune

Un village sur la Lune proposé par l’Agence Spatiale Européenne. Mais pour quoi faire ? (Photo ESA/Fostner + Partners)

Le 33ème Symposium Spatial, qui s’est tenu du 3 au 6 avril dans le Colorado, a été l’occasion pour les responsables des programmes spatiaux de nombreux pays de se réunir, notamment lors d’une table ronde évoquant l’avenir des vols pilotés. Le vide créé par l’absence de projet détaillé à la NASA pour la conquête humaine de Mars a permis à de nombreuses agences de se positionner en faveur d’une exploration préalable de la Lune—un vieux serpent de mer qu’a défendu de nouveau le directeur général de l’Agence Spatiale Européenne, Jan Woerner, à travers son concept de « Moon Village ». La Russie et l’Ukraine ont aussi fait entendre leur voix en faveur de la Lune, ne voulant manquer aucune opportunité d’être associé à un grand programme, quel qu’il soit.

Robert Walker, consultant de Donald Trump en affaires spatiales, modère un débat où Lune et Mars se sont confrontés (photo Tom Kimmel,  via Space News)

Mais on attend toujours de savoir à quoi une telle base lunaire servira. Pas vraiment à préparer le vol piloté vers Mars, sinon à le reporter aux calendes grecques, car se poser sur la Lune n’a rien à voir avec le challenge de se poser sur Mars (autant se poser en Australie), et contrairement à ce que voudrait une certaine propagande scientifique, on ne va pas non plus apprendre à faire du carburant sur la Lune pour un vol martien. On apprendra à le faire sur Mars, tout comme on apprendra à vivre sur Mars… sur Mars.

On notera le silence des Etats-Unis sur la question lors du débat, qui laissent leurs concurrents et alliés se disperser, ce qui leur permettra de garder d’autant mieux la main lorsqu’ils définiront pour de bon l’objectif Mars. Seule la voix de l’Italie, à travers son représentant Roberto Battiston, s’est élevée pour remettre les pendules à l’heure : « Nous pensons que l’avenir c’est Mars, plutôt que la Lune […] il faut vraiment relever le prochain challenge, qui est Mars. »

Où va donc se poser ExoMars ?

Où va donc se poser ExoMars ?

Le rover européen ExoMars, qui sera la seconde tentative d’atterrissage sur Mars de l’ESA après le crash de Schiaparelli en octobre 2016, peaufine sa préparation. Son lancement a été retardé de 2018 à 2020, car beaucoup de travail reste à faire, et son arrivée sur Mars est désormais prévue en avril 2021.

Cela laisse notamment du temps supplémentaire aux ingénieurs et aux géologues pour bien choisir le site, à la fois dans l’optique des manœuvres d’atterrissage que pour l’intérêt géologique au sol, sachant que le rover a une autonomie de deux kilomètres. Bien sûr on peut espérer plus, mais à défaut, il convient tout d’abord de viser juste.

Les quatre sites finalistes de la mission ExoMars sur fond de carte topographique (en vert les altitudes moyennes). Après le choix d’Oxia Planum, les supporters de Mawrth Vallis reviennent à la charge.

En 2015, la région d’Oxia Planum près de l’équateur de Mars, fut choisie par l’ESA parmi quatre finalistes, les trois autres étant Mawrth Vallis (un peu plus haut en latitude), Hypanis Vallis et Aram Dorsum.

Oxia Planum et les ellipses d’atterrissage selon la trajectoire finale d’ExoMars (ESA/DLR/FU Berlin et NASA MGS MOLA Science Team)

Oxia Planum répond en effet bien aux exigences d’un terrain relativement plat, et d’après la télé-reconnaissance depuis orbite, serait abondant en argiles divers et variés qui seraient la trace d’écoulements d’eau en surface—ou d’une eau qui aurait imbibé le sous-sol martien— dans un très lointain passé. Les sites finalistes de l’ESA ont tous un âge estimé autour de 4 milliards d’années, alors que les sites visités jusqu’alors par Curiosity et les autres sondes de la NASA ne sont âgés de 3,7 milliards d’années, voire beaucoup moins. L’époque antérieure, visée par ExoMars, était apparemment beaucoup plus humide et donc intéresse les géologues et les biologistes au plus haut point.

Les ellipses d’atterrissage dans Mawrth Vallis: un terrain beaucoup plus risqué (ESA:DLR:FU Berlin & NASA MGS MOLA Science Team)

Comme Oxia Planum, Mawrth Vallis satisfait cet objectif de vieux terrain bourré d’argile. Il avait perdu la « finale » contre Oxia en raison de sa topographie un peu plus tourmentée, sa latitude un peu décalée vers le nord, ce qui réduit la précision de l’atterrissage à cause des trajectoires, et aussi à cause d’une distribution plus mouchetée de ces argiles intéressants, qui ne représentent que 50 % du terrain (le reste est du vulgaire basalte), contre 80 % pour Oxia Planum.

Que Mawrth Vallis ait été promu ce mois-ci au même rang qu’Oxia Planum pour la destination d’ExoMars montre une certaine audace, certainement doublée d’un lobbying efficace, car pour remporter un choix de la sorte, il faut faire valoir bien des arguments. D’ici le lancement en juillet 2020, il reste trois ans pour choisir… et espérer qu’ExoMars arrivera ensuite à destination.

Trump soutient l’Homme sur Mars

Le président Donald Trump signe la loi promulguant le budget et les objectifs de la NASA, sous l’oeil de son principal instigateur, le sénateur républicain du Texas Ted Cruz (à gauche). (Photo Bill Ingalls/NASA)

Le 21 mars, le président Donald Trump a signé un projet de loi—« Bill 442 »—qui établit le budget de la NASA jusqu’à fin 2017, tout en établissant les priorités de l’agence spatiale. Élaborée à l’initiative de Ted Cruz, sénateur républicain du Texas, et sept autres de ses confrères, cette loi reflète en fait les desiderata de la chambre et du sénat à majorité républicaine, le président Trump ne faisant que lui donner son feu vert. On y relève pour la première fois la volonté affichée d’une exploration humaine de la planète Mars en ces termes : « La feuille de route des vols pilotés devra inclure un ensemble intégré d’exploration, de science et d’autres buts et objectifs du programme d’exploration pilotée des Etats-Unis visant à atteindre le but à long terme de missions humaines à proximité ou à la surface de Mars dans les années 2030. » Et même plus précisément, la date du premier lancement d’un vol piloté vers Mars est fixée à 2033—un panel d’experts devant être constitué pour étudier cet objectif dans les quatre mois à venir, soit pour la mi-juillet.

On relèvera aussi que la loi renouvelle ses critiques à l’égard du projet soutenu par la NASA jusqu’alors contre vents et marées, cherchant à fixer comme prochain objectif de ses vols pilotés le remorquage d’un morceau d’astéroïde jusqu’en orbite lunaire où un équipage viendrait l’échantillonner. Réfutant l’intérêt de cette mission, comme l’ont fait nombre de critiques dans la profession, la loi signe en fait son arrêt pur et simple, tout en reconnaissant que des étapes sur la route de Mars pourraient être un retour sur la Lune, voire sur Phobos, lune de Mars. La loi renouvelle en revanche toute sa confiance au programme du nouveau lanceur lourd SLS en cours de développement (dont le tir inaugural pourrait avoir lieu fin 2018) et celui de la capsule Orion, tout en encourageant les fusées et modules du secteur privé, tous nécessaires à la conquête de Mars.

Parmi les grands perdants de la loi promulguée, 200 millions de dollars sont coupés du budget de la NASA (qui passe de 19,7 à 19,5 milliards) dans une attaque qui vise principalement les sciences de la Terre et notamment les satellites dédiés à l’étude du changement climatique, les climato-sceptiques étant très influents au sein du nouveau gouvernement, ce qui est évidemment une catastrophe pour la science et pour l’environnement. Autre coupe : les fonds qu’utilisait la NASA pour son programme éducatif, pourtant si précieux pour les jeunes, et que l’on peut interpréter comme une volonté supplémentaire du gouvernement et du sénat de contrôler ce qui est enseigné à propos de la Terre et de l’Univers.

Conseiller économique du président, mais néanmoins critique, Elon Musk n’est pas impressionné par cette loi du « statu quo ».

En d’autes termes, comment il est possible dans la même loi à la fois de voguer vers l’avenir et de replonger dans le Moyen Âge. Quant à Elon Musk, président de SpaceX, il ne se réjouit pas de cette loi qui, selon son tweet, « ne change pratiquement rien à ce que fait la NASA. Les programmes en cours restent en place et aucune somme supplémentaire n’est allouée au programme martien. »

Dragon rouge de SpaceX reporté à 2020

Le lanceur Falcon Heavy de SpaceX et la cabine Red Dragon censée se poser sur Mars en 2020 (SpaceX).

Le premier vol privé vers Mars n’aura pas lieu lors de la fenêtre de tir de 2018, comme l’avait annoncé Elon Musk et sa société SpaceX en septembre dernier. L’entrepreneur avait décidé de monter avec ses fonds propres une mission automatique de sa cabine propulsée Dragon vers la planète rouge, avec atterrissage à la clef—l’idée étant de renouveler l’opération tous les deux ans. Mais la multiplicité des programmes dans lesquels s’engage SpaceX et les retards de développement ont eu raison de cet ambitieux calendrier et le vol a été reporté à 2020.

C’est en particulier l’intérêt de deux touristes millionnaires pour un vol vers la Lune fin 2018, utilisant le même lanceur Falcon Heavy et la même cabine Dragon, et qui serait un vol payant, qui a sans doute motivé en partie ce glissement de calendrier. D’autant que la NASA, principal client de SpaceX, verrait d’un mauvais œil que leur prestataire se disperse dans autant de projets, alors qu’elle compte à juste titre être prioritaire dans le développement, les tests et la mise en service du Dragon pour emporter ses propres astronautes vers la Station Spatiale Internationale, également fin 2018. Quant au lanceur nécessaire à ces opérations—le Falcon Heavy de SpaceX—son vol inaugural n’aura lieu que cet été : tout problème majeur lors du test ferait de nouveau glisser le calendrier.

Avec ses 6 tonnes, le vaisseau Red Dragon de SpaceX sera le plus lourd engin jamais posé sur Mars (SpaceX).

Ce n’est que partie remise, en 2020 donc, pour la tentative d’atterrissage sur Mars de la lourde cabine Dragon, pesant près de 5 tonnes à vide, plus 1 tonne de fret à définir, soit six fois plus que le plus lourd des engins posés à ce jour sur Mars (la tonne que représentait la sonde Curiosity de la NASA). Du coup, 2020 sera un cru exceptionnel pour l’exploration de Mars avec la même année les missions d’atterrissage Dragon de SpaceX, Mars Rover 2020 de la NASA (le jumeau amélioré de Curiosity), l’ExoMars de l’Agence Spatiale Européenne, et un atterrisseur Chinois avec sa propre automobile ! Quatre grandes missions martiennes à suivre…

La science ? Après tout, qu’est-elle, sinon une longue et systématique curiosité ? André Maurois