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.

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 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.

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.

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.

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…

SpaceX et son président Elon Musk ont fait une nouvelle annonce fracassante en ce 27 février, annonçant leur intention d’envoyer un équipage de deux astronautes « touristes » vers la Lune au cours du dernier trimestre 2018, soit 50 ans après le vol historique d’Apollo 8 piloté par Borman, Lovell et Anders. SpaceX devancerait du même coup la NASA qui prévoit aussi un retour à la Lune, mais avec une mission sans astronaute fin 2018, ou bien avec un équipage, mais fin 2019 au plus tôt.

Les deux astronautes-touristes ont payé à SpaceX une première avance : tant la somme que l’identité des deux clients sont encore tenues secrètes. Dans son annonce, Elon Musk précise que d’autres clients s’inscrivent pour des vols ultérieurs. L’idée consiste à lancer un vaisseau Dragon 2—celui-là même que SpaceX développe pour lancer des équipages vers la Station Spatiale Internationale à partir de mai 2018—au moyen de la fusée Falcon Heavy en cours de construction par la même société SpaceX. Ces deux programmes—Dragon et Falcon Heavy—prennent du retard, et leur qualification pour des vols pilotés n’est pas encore acquise, ce qui peut jeter des doutes quant à leur disponibilité pour un vol circumlunaire fin 2018.

Cela étant, la mission en elle-même est tout à fait réalisable. Il ne s’agit ni de se poser, ni même de se mettre en orbite autour de la Lune, mais simplement de boucler une longue orbite qui frôlerait la Lune puis culminerait à 640 000 km de la Terre—conférant du même coup aux deux passagers le record d’altitude d’un vol spatial—avant un retour non propulsé vers la Terre (pas de risque de non-fonctionnement de moteur) sur une trajectoire balistique. Le vol, entièrement automatique (bien que les passagers seront formés pour toute éventualité de manœuvre), se terminerait par la rentrée de la capsule à haute vitesse dans l’atmosphère terrestre et un atterrissage par rétrofusées à Cap Canaveral.

Le coût de la mission serait étonnamment bas : un tir de fusée Falcon Heavy ne coûte que 90 millions $ environ, et en incluant le vaisseau Dragon et toute l’infrastructure à développer pour ce type de mission, il est fort à parier que les clients paieront chacun aux alentours de 100 millions $. À l’époque d’Apollo, et en ajustant aux devises actuelles, un vol autour de la Lune coûtait 10 milliards $ pour trois astronautes, soit 30 fois plus…
Sur le papier, le vol lunaire de SpaceX est réalisable et relativement peu coûteux. Il y aura des risques et les clients (dont l’identité sera dévoilée dans les mois à venir) le savent. La grande question reste les délais. Il y a urgence, puisque l’idée est de battre la NASA à son propre jeu : une course qui n’est plus entre les Etats-Unis et l’Union Soviétique, mais entre le secteur public et le secteur privé, avec une échéance à tenir—le 50ème anniversaire d’Apollo 8, décembre 2018.

Deux robots automobiles continuent d’arpenter Mars en cette année 2017 : Curiosity, bien sûr, qui s’est posé le 6 août 2012 dans le cratère Gale et qui va vers ses 5 années de présence sur la planète rouge ; mais aussi le « vétéran » Opportunity, rover de la génération précédente qui s’était posé le 25 janvier 2004 dans les plaines de Terra Meridiani et a débuté sa 14ème année sur Mars !

Éclipsé par la nouvelle-venue, Opportunity continue à faire de l’excellent travail : véritable marathonien, il compte 44 kilomètres au compteur. Et il n’a pas froid aux yeux : à poste depuis 2011 sur la crête du grand cratère d’impact Endeavour—large de 22 kilomètres et profond de 300 mètres—il flirte avec une pente atteignant 20 degrés par endroits, faisant généreusement patiner ses roues. Son objectif en 2017 : descendre explorer une petite ravine ou gully qui pourrait avoir été formée autrefois par un écoulement d’eau.

Quant à la vedette Curiosity, elle finit de traverser le champ de dunes au pied du mont Aeolis—le massif central du cratère—et s’apprête à gravir une pente qui va le faire traverser plusieurs couches intéressantes, dont l’une riche en fer et l’autre riche en soufre. En attendant, Curiosity vient de photographier une plaque de sédiments craquelée, comme une boue qui se serait retrouvée exondée, ce qui confirme que le lac qui a occupé le cratère a changé maintes fois de profondeur, dont des périodes totalement à sec—du moins à l’endroit étudié.

Et déjà la Nasa prépare la prochaine mission : il s’agit du jumeau de Curiosity, qui n’a pas encore de petit nom, et qui sera lancé durant l’été 2020 pour une arrivée sur Mars début 2021. Si le système d’atterrissage (la grue volante) et le châssis de l’automobile seront peu ou prou identiques (les roues seront toutefois renforcées, vu les difficultés subies par Curiosity), les instruments scientifiques seront nouveaux : outre le bras manipulateur et des caméras et spectromètres avancés, il y aura un radar pour sonder le sous-sol et un appareil de démonstration pour transformer du dioxyde de carbone en oxygène dans la perspective des futures bases habitées.

Quant au site d’atterrissage pour ce nouveau rover, il se précise : il ne reste plus que trois candidats en lice. Bizarrement, l’un d’entre eux est un site déjà exploré par le rover Spirit (2004-2011), à savoir les Columbia Hills du cratère Gusev où le premier robot a découvert des dépôts laissés il y a des milliards d’années par des sources volcaniques hydrothermales. Il y a une logique d’aller approfondir l’analyse d’un site déjà étudié et prometteur en matière d’indices de vie potentiels, mais découvrir un nouveau site paraît plus intéressant, ne serait-ce que pour le public qu’il ne faut pas oublier. Se détachent ainsi la province volcanique équatoriale de Syrtis Major, où des sources hydrothermales auraient également pu barboter, et surtout le cratère d’impact Jezero où un ancien delta marque la présence d’un lac antique, avec des traces d’argiles et de carbonates. Il est fort à parier que Jezero sera l’heureux élu…

Lancé depuis Baïkonour le 17 novembre à bord de Soyouz MS3, et ayant rejoint dans la foulée la Station Spatiale Internationale , Thomas Pesquet est le dixième astronaute français à voler dans l’espace et le second à effectuer un vol de longue durée (6 mois) après Jean-Pierre Haigneré en 1999. Ainsi, Thomas Pesquet va connaître à son tour l’épreuve en zéro-g d’un vol vers Mars, sauf qu’il restera bien sûr en orbite terrestre. Son expérience est précieuse à ce titre et ses articles pour Le Parisien Magazine / Aujourd’hui-en-France Magazine et sur le site de l’ESA (http://blogs.esa.int/thomas-pesquet/fr/), ainsi que son blog sur les réseaux sociaux (https://www.facebook.com/ESAThomasPesquet/) permettent de suivre ses expériences en détail.

Ainsi sont précieux ses commentaires sur l’impesanteur : « Je crois que pour apprécier l’impesanteur, il faut tout simplement accepter de perdre le contrôle. Il ne faut pas s’accrocher à tout ce qu’on trouve pour se rassurer. », dit Thomas Pesquet, tout en soulignant la difficulté de certaines opérations, qui ne viendrait pas nécessairement à l’esprit : « Vous n’imaginez pas à quel point c’est une galère de taper un texte dans l’ISS. Il faut bien s’imaginer que vos mains et vos doigts flottent et que donc, pour atteindre les touches, il faut faire un effort considérable. ». Sans compter les aléas médicaux : en plus de la décalcification osseuse et de l’atrophie musculaire, l’astronaute précise que « moi qui ai une excellente vue sur Terre, je sens déjà qu’elle est en train de diminuer dans l’ISS. L’absence de gravité augmente l’afflux sanguin à l’intérieur du crâne. Cela crée une pression qui affecte les yeux. C’est l’un des prix à payer. »

Deux mois sont déjà passés, et il en reste quatre avant de retrouver la Terre. On notera, parmi les six astronautes à bord de l’ISS, la présence de la vétéran américaine Peggy Whitson, biochimiste de formation et spécialiste justement des questions médicales. C’est son troisième vol de six mois dans l’ISS, ce qui fait qu’à ce jour elle a passé plus de 430 jours dans l’espace, l’équivalent d’un aller-retour Terre-Mars. Une planète rouge qui est dans le fond de la pensée de tous les astronautes. « On a tous ça en tête”, reconnaît Thomas Pesquet, « nous sommes des explorateurs. Nous allons dans la station pour rendre possible des voyages au-delà. Nous avons tous Mars dans le viseur… »