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Curiosity, un an sur Mars : l'heure du bilan

Quel bilan tirer de la mission de Curiosity, après un an passé sur Mars ? Certes, plusieurs premières ont été réalisées. Ainsi du forage puis de l’analyse de roches par ChemCam et Sam, et de la mesure de la tolérance aux radiations. Or, d’autres questions restent en suspens : le rover cherche encore des molécules organiques attestant d’une vie passée, et le mont Sharp n’a pas livré son histoire. Échec ? Plutôt une question de temps selon les scientifiques.

Panorama martien, montrant une partie du cratère Gale avec au centre deux roches grises provisoirement baptisées Twin Cairns Island. © Nasa, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems Panorama martien, montrant une partie du cratère Gale avec au centre deux roches grises provisoirement baptisées Twin Cairns Island. © Nasa, JPL-Caltech, Malin Space Science Systems

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La mission Curiosity a débuté en novembre 2011 avec le lancement de la sonde Mars Science Laboratory (MSL), qui s’est posée à l’intérieur du cratère Gale en août 2012. Le choix de ce site n’a évidemment pas été fait au hasard. Il a été effectué en juillet 2011 au terme d’une procédure engagée dès 2006 avec l’étude d’une centaine de sites par des équipes du monde entier. Le cratère Gale a été retenu car il permet d’atteindre des zones où des argiles ont été détectées par les instruments Omega de Mars Express et Crism de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Elles se seraient formées il y a quatre milliards d’années.

L’analyse de ces roches est une fenêtre ouverte sur le passé de la planète, car elles conservent traces et indices d'événements survenus et des conditions qui prévalaient. En savoir plus à ce sujet, voilà l’objectif de la mission de Curiosity. Alors que l’on fête l’anniversaire de son arrivée sur Mars, certains s’étonnent des apparents faibles résultats récoltés. Pour d’autres, il n’y a rien d’alarmant : la deuxième partie de la mission, conçue pour fonctionner au moins une année martienne (687 jours terrestres), devrait être encore plus riche et dense en découvertes.

Pour Francis Rocard, le « Monsieur Mars » du Cnes, cette « déception » s’explique par le fait que pour la première fois dans l’exploration martienne, un rover a la capacité de se déplacer à l’extérieur de son ellipse d’atterrissage et de se diriger là où les scientifiques le souhaitent. Aujourd’hui, la priorité est d'explorer les couches stratifiées du mont Sharp où des argiles ont été détectées par les sondes en orbite autour de la planète. Selon lui, « tant que cette zone n’a pas été étudiée, il est trop tôt pour tirer des conclusions définitives sur le retour scientifique de la mission ». Cela dit, pendant cette première année sur Mars, des découvertes ont été faites, notamment sur la question de l’habitabilité de la Planète rouge, un des grands objectifs de la mission.

Parcours de Curiosity depuis son atterrissage, le 6 août 2012, au 1er août 2013 (sol 351).
Parcours de Curiosity depuis son atterrissage, le 6 août 2012, au 1er août 2013 (sol 351). © Nasa, JPL, université d'Arizona

L’habitabilité martienne toujours en question

Si, à la suite du premier forage d'une roche martienne (John Klein), la Nasa a effectivement conclu que le milieu foré « est potentiellement habitable et non oxydé car à l'abri des rayonnements solaires et spatiaux », ces indices ne suffisent pas pour affirmer que la planète a été habitable. À cela s’ajoute un milieu présentant un pH neutre, assez favorable pour la survie des bactéries, même si cela est relativement théorique. Pour que ce milieu soit habité, « il faudrait un réchauffement, car les conditions de température ne permettent pas à l’eau à l’état liquide de rester stable ».

Les conditions environnementales sur Mars ont varié et elle aurait pu être habitable, vraisemblablement il y a plus de quatre milliards d’années. « À cette période se sont formées les argiles puis, il y a 3,9 à 3,8 milliards d’années, le climat a changé. Il est devenu plus acide, plus froid et sec. » Sur cette période, on ne sait pas pendant combien de temps la planète a été habitable. Il n’y a pas de preuve ni de marqueur pour affirmer que la durée a été suffisamment longue, au moins une centaine de millions d’années, pour que la vie émerge. Néanmoins, la présence d'argile est un argument fort.

Qui dit habitabilité pense aussi au voyage spatial et à la tolérance aux radiations. À ce sujet, l’instrument Rad a permis d’obtenir des données très précises des radiations subies à l’intérieur de la sonde Mars Science Laboratory, transportant le rover vers Mars, depuis son lancement en 2011 et son atterrissage le 6 août 2012. Il apparaît que le voyage humain vers Mars est possible. Les radiations ne sont pas considérées comme un frein.

Un espoir : détecter des molécules organiques sur Mars

Pour l’instant, Curiosity n’a pas encore détecté de molécules organiques, ce qui constitue pourtant l’un des objectifs principaux de sa mission. L’équipe espère toujours en découvrir au pied du mont Sharp. Si le rover n’en déniche pas, cela pourrait s’avérer problématique : il sera peut être nécessaire de faire un « Mars Science Laboratory bis » pour refaire une tentative dans une autre zone, avec les mêmes expériences.

Sans cette découverte, il serait bien hasardeux de passer à l’étape suivante : « sans carbone, on ne peut pas passer à la recherche de la vie ». D’où une certaine interrogation sur la stratégie d’exploration qui sera mise en place pour ExoMars 2018. Rappelons que Curiosity cherche seulement si la vie a été possible un jour, en déterminant si la Planète rouge a été habitable par le passé.

ChemCam et Sam pour analyser des roches, une première sur Mars

On ne peut pas passer sous silence les contributions françaises à la mission, avec les instruments ChemCam (CHEMistry CAMera) et la suite Sam (Sample Analysis at Mars), deux instruments qui se complètent très bien. ChemCam focalise un laser sur la roche, ce qui la volatilise et permet d’analyser sa composition chimique élémentaire, et Sam réalise des analyses minérales et atmosphériques. Autrement dit, ChemCam peut atteindre des endroits inaccessibles à Sam (qui étudie les échantillons prélevés), comme des veines géologiques très étroites dans les roches.

Grâce à ChemCam, c’est la première fois que des Français mènent une expérience sur la surface martienne. Avec plusieurs centaines de milliers de tirs laser (on tire plusieurs fois sur le même caillou), cet instrument est un des plus utilisés. Seul regret, compte tenu de la charge de travail liée aux opérations quotidiennes, les scientifiques ont du mal à prendre du recul sur les analyses obtenues. Ils n’ont pas beaucoup de temps pour publier des résultats, de sorte que l’on peut s’attendre à des découvertes à posteriori. Quant à Sam, il est moins employé car il doit faire des analyses à partir des échantillons qu'on lui donne, et l'interprétation des données est beaucoup plus complexe.

Histoire géologique de Mars : énigmatique Mont Sharp

Concernant les mesures des vents martiens qui se produisent au niveau du rover, elles ont amené une équipe de chercheurs à se demander s’ils auraient pu façonner le mont Sharp sur quatre milliards d'années. « C'est très surprenant de penser que le vent peut être à l’origine d’une montagne de cinq kilomètres de haut, c’est quelque chose que l’on a du mal imaginer ».

Le mont Sharp reste pour le moment un mystère. Dans la zone de cette montagne, tout est érodé, sauf elle ! Connaître son histoire géologique est important, parce qu’elle retrace aussi celle du cratère Gale en matière de chronologie et de datation des événements, à mettre en relation avec les analyses des échantillons des couches d’argiles prélevés.


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