Tournage à Lanzarote (Canaries) en ce mois de janvier avec l’astronaute Jean-François Clervoy, pour présenter l’exploration en cours de la planète rouge par le rover Perseverance. Réalisé par Alain Tixier, le programme provisoirement intitulé Une année sur Mars avec le robot Perseverance, devrait être diffusé cet automne sur ARTE. Interviennent également, sur d’autres sites, Michel Viso à Rio Tinto (Espagne), les ingénieurs au JPL de Pasadena, et bien d’autres intervenants.
L’astronaute Jean-François Clervoy et le réalisateur Alain Tixier
Le tournage à Lanzarote fut l’occasion pour moi de faire le tour et l’ascension de l’un de mes volcans favoris à Lanzarote, Bermeja, à proximité du cône éventré de Lago Verde et sa plage de sable noir (ci-dessous).
Lago verde – le lac Vert – au pied d’un volcan éventré sur la côte sud-ouest de Lanzarote.
Nous avons disposé pour le tournage d’une magnifique maquette, à échelle réduite, de Perseverance, avec roues, caméra et bras robotique télécommandés, et bien sûr d’un drone pour les prises de vue aériennes. Une escapade bienvenue sur Mars, agrémentée de discussions à bâtons rompus autour de petits plats canariotes et de l’excellent vin blanc de Lanzarote…
Le caméraman Pierre de Parscau et la maquette de Perseverance.
C’était bien sûr hautement prévisible. Le vœu pieux de Donald Trump de poser des Américain(e)s sur la Lune d’ici 2024 – calendrier adoubé par une NASA trop passive pour signifier au président qu’il était irréaliste et impossible – est en train d’être rattrapé par la réalité. Ce programme Artemis est en effet la proie de nombreuses difficultés. La capsule Orion – successeur d’Apollo – n’a effectué qu’un vol inhabité jusqu’à présent ; la fusée SLS – successeur de la Saturn V – n’a toujours pas volé une seule fois ; et surtout l’atterrisseur lunaire destiné à poser les astronautes sur la Lune – le successeur du LEM – n’est qu’un projet pour l’instant : une adaptation de l’étage supérieur Starship de Space X dont les tests sont certes avancés, mais dont l’architecture doit être modifiée pour se poser sur la Lune et en redécoller, et qui doit être lancée en orbite terrestre basse et ravitaillée par le gros étage Heavy Lift de Space X qui n’a lui-même pas encore volé.
Le Starship de SpaceX posé sur la lune. Les astronautes utiliseront un ascenseur pour descendre au sol.
On passera discrètement sur le projet parallèle de la NASA de construire une station orbitale autour de la Lune (le Lunar Gateway) qui ne sert pas à grand-chose et ne fait que détourner les ressources de la NASA de sa mission première. Même la première phase la plus facile du programme Artemis – envoyer simplement des astronautes faire le tour de la Lune et revenir sur Terre, comme au temps d’Apollo 8 – est en train de glisser d’une manière de plus en plus inquiétante. Un premier vol inhabité d’une cabine Orion autour de la Lune, d’abord prévu en 2020, puis en 2021, est désormais prévu en février 2022 au plus tôt ; et le vol d’une seconde cabine Orion autour de la Lune (mission Artemis II), cette fois avec des astronautes à bord, glissera logiquement à fin 2023, voire 2024.
La cabine Orion et son étage de croisière européen (l’ICPS) devrait prendre la route de la Lune en février 2022, sans astronautes à bord (mission Artemis I)
Selon ce calendrier, même si le troisième vol Artemis III était celui qui ferait rendez-vous avec Starship pour poser des astronautes sur la Lune, on serait déjà en 2025. Mais même ce calendrier est douteux : le Bureau de l’Inspecteur Général de la NASA (OIG) a publié ce 15 novembre un rapport soulignant que tout nouveau programme de vaisseau spatial, comme l’atterrisseur Starship d’Elon Musk, est estimé, selon les précédents historiques, à glisser de trois ou quatre ans. Résultat des courses : il faut plutôt prévoir le retour des Américain(e)s sur la Lune entre 2026 et 2028. Cela remet les États-Unis et la Chine dos à dos, quant à qui sera la première nation à concrétiser le retour d’astronautes sur la Lune, et notamment à y poser la première femme, grande première que se disputent les nouveaux grands rivaux de la course à la Lune…
Si le rover Perseverance est au repos jusqu’à la mi-octobre, Mars étant momentanément caché derrière le Soleil et les commandes radio impossibles, il n’en fait pas moins parler de lui. Dans une étude publiée cette semaine dans Science, (https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.abl4051), une équipe de planétologues dont l’un des auteurs principaux est Nicolas Mangold (Laboratoire de Planétologie de l’Université de Nantes), a révélé et interprété de magnifiques photographies prises par les caméras de la sonde.
L’emplacement de Perseverance (en haut à droite) et la butte Kodiak qu’il a photographiée au téléobjectif (tout à gauche). (NASA)
On savait que Perseverance s’était posé au bord d’un ancien delta sédimentaire qui s’était bâti autrefois (il y a environ 3,7 milliards d’années) dans le lac d’un cratère d’impact d’une quarantaine de kilomètres de diamètre, le cratère Jezero. Le front tronqué de la pile sédimentaire du delta, révélant ses couches vue en coupe, est situé à 2 km de la sonde, avec au premier plan une petite butte témoin, baptisée Kodiak, à seulement 1 km. Or les images au téléobjectif montrent ses couches avec une impressionnante netteté.
Les couches du delta de la butte Kodiak et leur interprétation (en bas), tiré de l’article de N. Mangold et al. (Science)
Elles ont permis à Mangold et ses co-auteurs de mettre en évidence la succession de couches d’argile ou de grès (plus gros grains) déposés par la rivière Neretra Vallis lorsqu’elle a débouché dans le lac du cratère Jezero. On y voit une stratification horizontale de fond de lac, surmontée de strates obliques représentant des dépôts sur la pente sous-lacustre du delta, et tout en haut des couches horizontales montrant les derniers sédiments se posant près de la surface sur le bourrelet du delta, dans quelques mètres d’eau.
Les gros galets en haut du delta, roulés par de violents courants (‘tiré de l’article de N. Mangold et al., Science)
Cerise sur le gâteau, les images montrent par endroits une couche finale, tout en haut de pile, d’une nature tout à fait différente : un conglomérat de gros galets à moitié arrondis, dont certains de plus d’un mètre de taille, roulés par des courants beaucoup plus violents et sans doute épisodiques, qui ont marqué la fin de la séquence hydrologique du cratère Jezero. Ces crues catastrophiques peuvent avoir plusieurs origines, mais montrent bien, comme on le supposait déjà, que la fin de l’ère « pluvieuse » sur Mars, responsable des deltas de grès et d’argiles, a donné suite à un régime tout autre, peut-être associé à des glaciations suivies de violentes débâcles. On a d’autant plus hâte d’aller voir avec Perseverance, de beaucoup plus près, ces fronts de delta qui ont tant à nous apprendre…
Mars et ses paysages sont fascinants, mais je dois avouer que j’ai toujours eu un faible pour notre bonne vieille planète Terre. Hormis tenter d’expliquer sa géologie et ses paysages, j’ai très tôt eu un coup de coeur pour le folklore et les légendes qui les entourent, notamment dans le cas des volcans: l’Etna, ses dieux et ses cyclopes, la déesse Pele qui hante les volcans hawaïens, ou encore les histoires d’elfes et de trolls en Islande…
Je voulais depuis longtemps en faire un livre : c’est chose faite. Secrets et légendes et secrets de la Terre (chez Dunod), sorti ce mois-ci, explore en dix chapitres les légendes de Sicile, de Hawaï, d’Islande, de France et d’Europe, des Amériques, d’Afrique, d’Asie et d’Australie. Un cahier central de photos couleurs, et de superbes dessins de Jérôme Lereculey, auteur breton de bandes dessinées, agrémentent le récit.
On le dit souvent au sujet de sa dernière oeuvre, mais c’est vraiment mon livre favori, celui que je voulais écrire depuis si longtemps…
La sonde InSight de la NASA, qui s’est posée sur Mars le 26 novembre 2018 dans les plaines volcaniques d’Elysium, voit son alimentation électrique dangereusement décliner. Sa mission principale – axée sur une collecte de données sismiques et la mesure du flux de chaleur émanant de la croûte martienne – devait durer deux ans (une année martienne) et cet objectif a bien été atteint, mais les ingénieurs espéraient, comme dans toute mission martienne, une rallonge de données, possiblement jusqu’en 2022. Les panneaux solaires sont en train d’en décider autrement, car la poussière tombée de l’atmosphère est telle que l’énergie électrique stockée par ses batteries a chuté de 5000 watts-heure en début de mission à 700 watts-heure aujourd’hui. Faute en est au manque de vent qui ne balaye pas la poussière qui se dépose sur les panneaux. Déjà, les ingénieurs débranchent périodiquement le magnétomètre et la station météo pour économiser du courant, et le même sort pourrait être réservé au sismomètre français, le principal instrument. L’autre instrument principal, la sonde thermique qui devait s’enfoncer plusieurs mètres dans le sol, est déjà hors d’usage, abandonnée depuis le mois de janvier sans avoir jamais donné de résultats: apparemment, cette “taupe” qui devait creuser son trou par percussions répétées, ne trouve aucun “grip” dans le sol martien pour s’enfoncer, et est resté désespérément en surface.
La sonde thermique (en bas) à moitié sortie d’un trou qu’elle n’est jamais parvenue à creuser.
La mission est déjà toutefois un beau succès avec la mane d’informations recueillies par le sismomètre en deux ans, qui ont brossé un premier portrait de la faible, mais très intéressante activité sismique martienne.
Deux nouveaux séismes de magnitude 3 (3,3 et 3,1) ont en effet été détectées les 7 et 18 mars de cette année, s’ajoutant aux deux autres de même magnitude (3,6 et 3,5) détectées en mai et juillet 2019, toutes provenant du même système de failles et de fossés, Cerberus Fossae, à 1600 km à l’est de la sonde, qui se révèle être une région particulièrement active. Les géologues espèrent que la sonde InSight enregistrera encore quelques données de pareille importance avant de sombrer dans un sommeil bien mérité.
Le fossé de Cerberus, photographié depuis orbite, montre des éboulements que déclenchent peut-être les séismes concentrés dans cette région.
Le rover Perseverance entame son premier parcours scientifique dans l’arène du cratère Jezero, qui l’occupera jusqu’à la fin de l’année au moins. Contrairement aux expectatives, ce sera vers le sud, en s’éloignant du delta qui est la cible principale de la mission. Il s’agit d’étudier le fond de l’ancien lac qui occupait le cratère, avant de remonter vers le delta qui s’y est superposé.
En pointillé, depuis le site d’atterrissage Octavia Butler, le trajet qu’effectuera Perseverance vers le sud (vers “Raised Ridges”), puis après retour à son point de départ, vers le nord (“Three Forks”)
Ce terrain, appelé CF-FR (Crater Floor Fractured Rough) par les responsables de mission, semble assez ferme et peu piégeux pour le déplacement du rover, celui-ci longeant son contact avec une autre unité plus variée qui comprend des dunes de sable et des crêtes rocheuses qui en émergent, baptisée pour sa part Séitah, qui signifie “parmi les sables” en langue navajo – langue retenue pour nommer les roches et paysages de la mission, en hommage à la tribu amérindienne et à l’un de ses ingénieurs qui travaille sur la mission.
Vue de la formation hétéroclite “Séitah”, avec ses dunes de sable, depuis une dizaine de mètres d’altitude grâce à l’hélicoptère Ingenuity.
Une fois cette reconnaissance vers le sud effectuée, Perseverance reviendra à son point de départ, et comme second acte de son programme d’exploration, roulera vers le nord, puis vers l’ouest pour longer le front du delta.
Mars a des nuages. Cela pourrait étonner, dans la mesure où les media répètent à tort qu’il n’y a pas d’eau ou très peu d’eau sur Mars, et que l’atmosphère est quasi inexistante. Mais ce sont des propos tout relatifs. L’atmosphère martienne est bel et bien là : en regard de nos 1000 hectopascals (millibars), ses 7 ou 8 hectopascals paraissent insignifiants, mais ils sont suffisants pour porter et échanger de nombreuses molécules gazeuses à travers la planète, engendrer des vents, soulever des poussières et soutenir des nuages, aussi ténus soient-ils. Quant à l’eau, on sait qu’il en existe de grandes quantités sur Mars sous forme de glace, notamment aux deux pôles. Elle contribue une fraction minime, presque « symbolique » à l’atmosphère sous forme de gaz : cette vapeur d’eau représente une infime proportion de l’atmosphère (0,03 % en moyenne, contre 95 % pour le dioxyde de carbone, 2,8 % pour l’azote et 2 % pour l’argon), mais dans une atmosphère aussi raréfiée, c’est suffisant pour atteindre souvent un niveau de saturation et constituer des particules visibles que sont les nuages. Continuer la lecture de Les nuages de Mars→
La Chine est devenue la seconde nation, après les Etats-Unis, à poser une sonde en état de marche sur la planète rouge : le 14 mai 2021, la plate-forme d’atterrissage de la mission Tianwen-1 a touché le sol en douceur au sud d’Utopia Planitia, le vieux bassin d’impact des hautes latitudes martiennes – bassin ou s’était d’ailleurs posé, mais plus au nord, l’une des deux premières sondes américaines Viking, en 1976.
Carte des sites d’atterrissage des sondes martiennes : Tianwen-1 est indiqué en magenta à droite, dans le bassin d’Utopia Planitia.
La sonde Tianwen-1, lancée le 23 juillet 2020, s’est d’abord mise en orbite de Mars le 10 mars 2021. Elle a passé deux mois à étudier les conditions atmosphériques au-dessus du site d’atterrissage. L’ESA a d’ailleurs contribué à la mission en communiquant à la Chine des images haute résolution et des données spectroscopiques du site visé, collectées par l’orbiteur européen Mars Express.
Le bus Tianwen-1 en orbite martienne (CNSA)
Au terme des deux mois, le module de descente s’est détaché du bus orbital, et après une plongée de neuf minutes à travers l’atmosophère, y compris un moment de vol stationnaire lors de la dernière phase d’approche, a touché le sol sans encombre. Dans les jours à venir, sa charge utile – le rover Zhurong – descendra par une rampe et entreprendra une mission de reconnaissance scientifique avec caméra stéréoscopique et caméra multispectrale ; un spectromètre laser infrarouge ; et un radar qui sondera le sous-sol jusqu’à 10 m de profondeur, à l’instar de celui de Perseverance. Le rover, alimenté par panneaux solaires, a une masse de 240 kg, légèrement supérieure à celle des rovers américains Spirit et Opportunity (185 kg) du début des années 2000.
L’hélicoptère en vol, photographié par Perseverance.
L’hélicoptère Ingenuity déposé sur le sol martien par la sonde Perseverance a effectué son quatrième vol le 30 avril 2021, en s’élevant à une altitude de 5 mètres et en volant 133 mètres, avant de revenir à son point de décollage. Ce quatrième succès achève le test technologique du petit hélicoptère (1,8 kg) alimenté par panneaux solaires. Le JPL en charge de la direction de mission compte désormais prolonger les tests pour en faire des opérations de repérage, tant de cibles que de trajets, pour le rover principal.
Le rover Perseverance, photographié depuis l’hélicoptère
Les géologues, de leur côté, ont résolu de laisser le rover barouder sur le site d’atterrissage encore quelques mois pour faire des prélèvements, car le site leur paraît tout à fait convenable dans un premier temps, avant de l’envoyer vers le nord pour se rapprocher des escarpements de la pile de sédiments deltaïques.
Le prototype d’hélicoptère Ingenuity, déposé sur le sol martien sous le châssis du rover Perseverance, a effectué son premier vol dans la fine atmosphère martienne le lundi 19 avril. D’une masse de 1,8 kilogramme, l’hélicoptère à deux pales s’est élevé de trois mètres au-dessus du sol et est resté en lévitation une trentaine de secondes avant de se reposer.
L’ombre portée d’Ingenuity sur le sol martien
D’autres tests sont prévus dans la foulée, chaque vol étant suivi de deux journées de récupération et d’analyse des données. Le rayon d’action maximal de l’hélicoptère est estimé à 600 mètres environ. Simple appareil de démonstration technologique, Ingenuity ne possède qu’une caméra et pas d’appareil scientifique. Mais elle ouvre d’intéressantes perspectives des reconnaissance pour de futurs modèles améliorés, lors de missions ultérieures.
L’équipe de contrôle de l’hélicoptère au centre JPL de Pasadena
La science ? Après tout, qu’est-elle, sinon une longue et systématique curiosité ? André Maurois
