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Recherche de la vie sur Mars : ce sera dans le cratère Gale

Le rover Curiosity de la Nasa, qui doit décoller en fin d’année à destination de Mars, connaît sa cible. Il se posera à l’intérieur du cratère Gale en août 2012 pour déterminer si les conditions nécessaires à l’apparition de la vie sont ou ont été réunies sur cette planète. L’objectif de Curiosity n’est pas de rechercher de la vie présente mais de trouver des traces d’une vie ancienne sous forme de molécules organiques. D’où l’intérêt de se poser sur un terrain sédimentaire.

Le cratère Gale, du nom d'un astronome australien, a été choisi comme site d'atterrissage de Curiosity qui doit s'y poser en août 2012. Au centre, une montagne faite d'un empilement de couches sédimentaires composées de sulfates et argiles qui contiennent peut-être des signes d'une vie passée. © Nasa/JPL-Caltech/ASU Le cratère Gale, du nom d'un astronome australien, a été choisi comme site d'atterrissage de Curiosity qui doit s'y poser en août 2012. Au centre, une montagne faite d'un empilement de couches sédimentaires composées de sulfates et argiles qui contiennent peut-être des signes d'une vie passée. © Nasa/JPL-Caltech/ASU

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La Nasa vient de sélectionner le site d’atterrissage martien de Curiosity. Ce sera Gale, un cratère qui offre un fort potentiel de découverte d'environnements habitables, voire l'occasion de découvrir des composés organiques. Le choix de ce site a été fait au terme d’une procédure démocratique engagée dès 2006 avec l’étude d’une centaine de sites par des équipes du monde entier.

La liste a rapidement été ramenée à 33 sites, puis 4 en 2008, qui depuis ont fait l’objet d’une étude très minutieuse à partir de toutes les données disponibles, des plus anciennes aux plus récentes, des missions Mars Express ou Mars Reconnaissance Orbiter.

Au terme d’un vrai débat scientifique où chacune des équipes a pu exposer ses arguments afin de démontrer les possibilités des sites pour trouver des traces de vies anciennes, Gale a été choisi au détriment des cratère Eberswalde, un site argileux où se trouvait autrefois une rivière ayant formé un lac, du cratère Holden et du site de Mawrth Vallis, riche en argiles, qui avait la préférence de Jean-Pierre Bibring, responsable scientifique du spectromètre Omega (Mars Express) qui a découvert ces quatre sites où la vie a été possible. 

Pour la première fois, un rover réalisera un atterrissage de précision. Le nouveau système d'atterrissage utilisé par Curiosity permet de viser une ellipse de seulement 20 km, contre 70 pour les rovers Curiosity et Opportunity de la mission Mer. © Nasa/JPL-Caltech/ASU/UA
Pour la première fois, un rover réalisera un atterrissage de précision. Le nouveau système d'atterrissage utilisé par Curiosity permet de viser une ellipse de seulement 20 km, contre 70 pour les rovers Curiosity et Opportunity de la mission Mer. © Nasa/JPL-Caltech/ASU/UA

Des contraintes opérationnelles fortes

Le choix du cratère Gale ne s’est pas fait seulement sur des considérations scientifiques. Il devait également répondre aux exigences des ingénieurs du projet qui ont identifié plusieurs contraintes comme celles liées à l’altitude (on ne peut pas se poser trop haut) et aux risques à l’atterrissage (densité de rochers et de poussière, présence de pentes).

Quant à l’ellipse d'atterrissage, elle a été calculée sur la base de paramètres inconnus de la météorologie martienne au moment où l’engin entrera dans l’atmosphère de la planète (vent, pression). Habituellement, une zone d'atterrissage de quelque 70 kilomètres est visée mais dans le cas de Curiosity, le JPL se fait fort de viser une ellipse d’une vingtaine de kilomètres, à l’intérieur de laquelle l'engin a 99 % de chances d’atterrir quand le centre est visé.

  L'argile et les dépôts de sulfate situés à plusieurs niveaux d'altitude, à l'intérieur du cratère Gale. © Nasa/JPL-Caltech/Esa/UA
  L'argile et les dépôts de sulfate situés à plusieurs niveaux d'altitude, à l'intérieur du cratère Gale. © Nasa/JPL-Caltech/Esa/UA

Les argiles plus intéressantes que les sulfates

Situé entre la limite entre les hautes terres de l'hémisphère sud et les basses plaines de l'hémisphère nord, le cratère Gale présente un diamètre de 154 kilomètres au milieu duquel culmine une montagne d’environ 5.000 mètres. Sa forme en dôme devrait permettre à Curiosity d’en gravir au moins la moitié.

Les observations réalisées depuis l’orbite martienne indiquent que le cratère est constitué d’un empilement de couches argileuses et de sulfates. Les argiles, de type phyllosilicates, se forment sous une couche d'eau de surface, ou dans un sous-sol gorgé d'eau et pas forcément très acide, au contraire des sulfates qui témoignent d'alternance de présence passée d’eau acide et de longues période sèches. C'est autant d’indices d’un passé aqueux du site et de « conditions environnementales favorables à la vie microbienne », nous explique Francis Rocard, spécialiste de Mars et responsable des programmes d’exploration du Système solaire au Cnes. Dans le cadre de cette mission, le Cnes assure la maîtrise d'ouvrage de la contribution instrumentale française à Curiosity (contribution à Chemcam et la suite Sam). Pour Jean-Pierre Bibring, si la vie est « apparue sur Mars, c'est plutôt dans les terrains argileux que nous devons en rechercher les traces que dans les terrains sulfateux ».

Pour Jim Green, directeur pour la Division des sciences planétaires au siège de la Nasa à Washington, ce site « offre un paysage visuellement spectaculaire au potentiel de découvertes scientifiques importantes ». Comme l’explique Dawn Sumner, géologue à l'université de Californie, les minéraux situés dans « les couches d'argile et de sulfates à la base de la montagne sont particulièrement intéressants et nous espérons trouver des variations dans ces minéraux qui nous donneront des informations sur l'eau, sa concentration, son évaporation éventuelle et ses sources », ce qui permettra d'évaluer l'habitabilité de la planète.


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