Phobos ressemble aux météorites à chondrites carbonées provenant des régions les plus éloignées de la ceinture d’astéroïdes. Ce qui laisse à penser qu'il ne s'est pas formé en même temps que Mars ni à partir des mêmes matériaux. © ESA, Roscosmos, Cassis Science team

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Mars : le Cnes et la Jaxa veulent ramener des échantillons de Phobos

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En Europe, le Centre national d'études spatiales a toujours été le moteur de l'exploration robotique de Mars. Bien que la France soit un des principaux États membres de l'Agence spatiale européenne (ESA), qu'elle finance à hauteur de 833 millions d'euros (2017), cela n'empêche pas le Cnes de mener des programmes en commun avec la Nasa et d'autres agences spatiales. Comme avec la Jaxa, par exemple, avec qui elle de vient de signer un accord pour préparer la mission MMX (Martian Moons Exploration) qui ira explorer les petites lunes de Mars en 2024.

  • Une mission commune du Cnes et de la Jaxa prévoit d'explorer les deux lunes de Mars.
  • Des échantillons de Phobos pourraient être rapporté sur Terre, avant ceux de Mars !
  • L'intérêt d'aller sur Phobos n'est pas seulement scientifique. Ce satellite est aussi vu comme un poste avancé de l'exploration humaine de Mars.

Jean-Yves Le Gall, Président du Cnes, et Naoki Okumura, Président de la Jaxa (Japan Aerospace Exploration Agency) ont signé lundi 10 avril à Tokyo, un accord pour préparer la mission MMX (Martian Moons Exploration) qui ira explorer les lunes de Mars en 2024. Il s'agit d'un ambitieux projet de retour d'échantillons de Phobos dont le but est de rechercher l'origine de ces lunes et de contribuer ainsi à mieux comprendre la formation et l'évolution du Système solaire.

Ce n'est pas la première fois qu'une mission à destination de cette lune de 27 km de long est en projet. Au cours des 30 dernières années, les scientifiques soviétiques et russes ont réalisé quatre missions sans succès : les sondes Phobos-1 et Phobos-2 en 1988, suivies en 1996 de Mars-96, et enfin, Phobos-Grunt en 2011. Cette nouvelle mission du Cnes et de la Jaxa n'est pas la seule à l'étude. La Russie a toujours pour objectif d'atteindre ce satellite de Mars et en prépare pour cela une cinquième. Baptisée provisoirement Boomerang, la sonde pourrait être lancée en 2022 et ramener sur Terre des échantillons de sa surface. La Nasa n'est évidemment pas en reste et à chaque appel d'offres, des missions à destination des deux satellites de Mars sont proposées et des projets sont financés.

Pourquoi s’intéresser à Phobos ?

Cet intérêt pour Phobos s'explique par sa proximité avec la Planète rouge, en moyenne à quelque 6.000 km, ce qui en fait un excellent promontoire pour l'observer. Par ailleurs, le satellite présente un intérêt scientifique majeur : il serait un astéroïde de la ceinture principale capturé par Mars, et renfermerait donc des matériaux datant de la formation de notre Système solaire. Petite contrainte tout de même : pour accéder à ces indices il faudra creuser la surface sur plusieurs dizaines de centimètres afin d'accéder à des matériaux qui n'auront pas été exposés au vide spatial et préservés donc de l'usure du temps et des effets des différentes formes d'énergies rencontrées dans l'espace (vent solaire, rayons cosmiques).

Phobos pourrait également devenir un poste avancé de l'exploration humaine de Mars. L'absence d'atmosphère, une faible gravité, une structure interne vraisemblablement poreuse et l'existence possible de poches de glace d'eau en font un candidat idéal pour établir un avant-poste, d'autant plus, encore une fois, que sa position rapprochée autour de la Planète rouge en fait un promontoire exceptionnel pour l'étudier.

Image de Phobos acquise par la sonde Mars Express le 7 mars 2010. Les cercles indiquaient les sites possibles d’atterrissage de la sonde Phobos-Grunt. Ils pourraient être ceux de la future mission MMX du Cnes et de la Jaxa. © ESA, DLR, FU Berlin

Des échantillons de Phobos avant ceux de Mars

D'un point de vue scientifique, préférer rapporter des échantillons de Phobos plutôt que de Mars peut évidemment surprendre. Mais, cela s'explique et se comprend. D'abord, techniquement il est plus facile d'atterrir et de repartir du satellite que de la planète, en raison d'une force de gravité plus faible et de l'absence d'atmosphère. Ensuite, les poussières et les petits agrégats de Phobos peuvent également fournir des informations sur Mars ! D'après les scientifiques, il est en effet probable que depuis les quatre derniers milliards d'années, la petite lune ait récupérée une partie des éjectas projetés dans l'espace par les impacts de météorites. Mieux encore, on suppose que certains de ces débris devaient être de tailles importantes comme en témoigne le cratère d'une dizaine de kilomètres (Stickney) qui recouvre plus de 30 % de sa surface. Autrement dit, l'astre contiendrait pas mal de matière martienne qui pourrait avoir été mieux conservée que sur Mars !

Ajoutons que malgré les progrès réalisés dans la miniaturisation des composants et des instruments spatiaux, seuls ceux des laboratoires terrestres permettent de mener à bien des analyses minéralogiques détaillées, de déterminer la composition élémentaire (l'abondance des atomes) et isotopique (carbone et oxygène, par exemple) des échantillons.

Pour l'instant, il est trop tôt pour se faire une idée précise du scénario de la mission, de la profondeur à laquelle seront récupérés les échantillons, comment ils seront envoyés sur Terre et si les sept instruments scientifiques aujourd'hui envisagés, pour répondre aux questions fondamentales que l'on se pose encore sur ces satellites martiens, seront ceux qui seront embarqués à bord de la sonde. On attend de MMX qu'elle tranche sur l'histoire de l'origine de Phobos et Deimos dont on ne s'est pas s'il s'agit d'astéroïdes capturés ou des éjectas agglomérés suite à un impact géant contre Mars. Cette sonde devrait également confirmer ou infirmer les données de la sonde Maven qui suggèrent que la planète est peut-être déjà en train de s'entourer d'anneaux. Quant au mécanisme de collecte des échantillons, la collaboration avec la Jaxa laisse à penser que MMX utilisera un des deux mécanismes utilisés par ses sondes Hayabusa pour récupérer des échantillons soit sur la surface (Hayabusa en 2005 sur l'astéroïde Itokawa) ou à l'intérieur d'un cratère que Hayabusa-2 prévoit de créer sur l'astéroïde Ryugu en juillet 2018.

Si l'accord signé entre le Cnes et la Jaxa se transforme en programme, le lancement de MMX est prévu en 2024. La décision sera prise à la fin de l'année.

Puffer, un petit robot tout-terrain pour explorer Mars  En cours de développement, le petit Puffer présente de nombreuses qualités aux yeux de la Nasa. Il est petit, léger et économique. De quoi en envoyer plusieurs dans le même vaisseau spatial. Pourtant, Puffer, agile, réactif et costaud, peut affronter des situations difficiles. Il résiste bien aux chutes et sait franchir des obstacles de différentes manières.