Les quatre sites d’atterrissage possibles pour le rover d’ExoMars 2018. On notera que les ellipses d’atterrissage ont été calculées pour 2018 mais aussi pour 2020 en cas de report du tir. © Esa, DLR, FU Berlin & Nasa MGS Mola Science Team

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Quatre sites candidats pour ExoMars 2018

ActualitéClassé sous :ExoMars 2018 , ExoMars , Exploration robotique

La recherche d'une forme de vie martienne, éteinte voire actuelle, se fera sur un des quatre sites sélectionnés par l'Agence spatiale européenne pour poser le rover de la mission ExoMars 2018. Depuis décembre 2013 et un appel à la communauté, l'Esa est engagée dans une procédure qui doit la conduire à choisir en 2017 le bon endroit pour faire travailler son rover.

L'Agence spatiale européenne (Esa) a dévoilé une liste de quatre sites d'atterrissage envisagés pour poser le rover de sa prochaine expédition martienne. Cette mission s'inscrit dans le programme ExoMars 2018 qui comprend également celle de 2016 (laquelle emmènera l'orbiteur Trace Gaz et la capsule Schiaparelli). Son lancement est prévu en mai 2018 pour un atterrissage en janvier 2019 dans l'une des régions suivantes situées près de l'équateur martien : Mawrth Vallis, Oxia Planum, Hypanis Vallis et Aram Dorsum.

Cette ambitieuse mission a pour principaux objectifs de rechercher des signes de vie passés ou actuels sur la Planète rouge, d'étudier l'exobiologie martienne et voir comment son environnement géochimique varie. Pour répondre à ces deux thématiques, l'Esa et l’Agence spatiale russe (Roscosmos) se sont associées pour développer un rover d'environ 300 kg dont le principal instrument sera un foret capable de s'enfoncer dans les deux premiers mètres du sous-sol afin de rechercher de la matière organique qui aurait éventuellement été préservée du rayonnement cosmique. Il embarquera dix autres instruments dédiés à l'étude du sol et de la subsurface de son site d'atterrissage.

Les quatre sites martiens en compétition. Les zones noircies indiquent des régions trop poussiéreuses, les zones grisées sont trop hautes et les régions en vert ont une altitude acceptable. © Esa, Roscosmos, LSSWG

Chaque site va maintenant faire l'objet d'une étude aussi exhaustive que possible, avec notamment des simulations pour prédire la probabilité de succès de l’atterrissage sur la base de nombreux paramètres. Le but est de réduire cette liste à un voire deux candidats d'ici la mi-2016 et de prendre une décision finale sur le choix du site sélectionné dans le courant de l'année 2017.

Le choix d'un site d'atterrissage sur Mars n'est pas simple. Il doit non seulement convenir à l'équipe scientifique, mais également aux ingénieurs et contrôleurs au sol en charge du robot. À cela s'ajoute que sur cette planète, il n'est pas possible de se poser là où on le souhaite. En effet, de nombreux paramètres sont à prendre en compte comme la latitude, l'altitude, la pente et la rugosité du terrain. Des exigences opérationnelles fortes, mais nécessaires pour poser le rover en toute sécurité et assurer son bon fonctionnement. Autrement dit, un lieu intéressant d'un point de vue scientifique peut ne pas être compatible avec des contraintes techniques.

Chacun de ces quatre sites en compétition répond, certes à des degrés différents, à l'ensemble de ces exigences et deux semblent avoir la préférence des chercheurs (Mawrth Vallis et Oxia Planum).

Des signes de vie enfouis dans le sous-sol ?

Aujourd'hui, on sait que globalement la surface de Mars est hostile pour les organismes vivants, à l'exception peut-être de quelques niches biologiques susceptibles de se former au gré des saisons, mais dont la durée de vie est limitée à seulement quelques mois, voire quelques semaines. En réalité, elle est actuellement inhabitable, avec une pression atmosphérique trop faible pour permettre à l'eau de se maintenir à l'état liquide. De plus, en l'absence d'un champ magnétique et avec une atmosphère trop fine, les rayons nocifs, cosmiques ou provenant du Soleil (rayonnements ultraviolets), parviennent au sol, lequel, pour finir, est saturé en peroxyde d'hydrogène (c'est-à-dire en eau oxygénée).

Mais, si la vie n'est pas possible aujourd'hui, il n'en a peut-être pas toujours été ainsi. Elle aurait pu prendre pied très tôt dans l'histoire de Mars, entre 3,5 et 4 milliards d'années, lorsque son climat était plus chaud et que l'eau coulait à flots. À cette époque, à l'instar de la Terre, la planète réunissait toutes les conditions favorables à la vie. Des êtres vivants martiens ont donc pu apparaître à la même période que sur la Terre et auraient ainsi peuplé les rivières, les fleuves et les océans de la Planète rouge.

Curiosity, le rover de la Nasa, a d'ores et déjà montré que le cratère Gale a été habitable dans le passé, sans que l'on sache pour autant combien de temps cela a duré. Il y a donc fort à parier que d'autres régions de Mars l'ont également été. D'où la nécessité de faire atterrir ExoMars 2018 dans une région de roches anciennes où l'eau liquide était autrefois abondante, susceptible d'avoir été le théâtre d'une évolution chimique vers la vie.

Des roches âgées de 3,8 milliards d’années

Ainsi, les zones autour de Mawrth Vallis et à proximité d'Oxia Planum abritent une des plus grandes régions de roches exposées âgées de 3,8 milliards d'années, riches en argile (un indice fort que de l'eau y a joué un rôle significatif). Leurs compositions variées indiquent des empilements successifs et des environnements humides. Enfin, bien qu'elles soient exposées à l'air libre, les roches sont susceptibles de conserver de la matière organique fossile. En effet, elles ne sont exposées aux rigueurs de l'environnement martien (oxydation, rayonnements spatiaux et solaires) que depuis une centaine de millions d'années, une durée très courte à l'échelle de l'histoire géologique de la planète.

Quant aux deux autres sites en compétition, Hypanis Vallis est situé dans un ancien delta à l'embouchure d'un réseau de grandes vallées. On y observe des couches distinctes de roches sédimentaires, dont des sédiments lacustres, susceptibles de nous faire remonter le temps jusqu'à environ 3,45 milliards d'années. Enfin, Aram Dorsum est un site qui abrite des sédiments déposés par un ancien fleuve. Les roches sédimentaires observées depuis l'orbite martienne s'apparentent à des alluvions comme on peut en observer autour du Nil, en Égypte. Cette région a connu une époque où l'eau coulait abondamment sur Mars puis fut recouverte d'une couche de lave ou d'autres matériaux, offrant ainsi une protection contre le rayonnement et l'oxydation pendant le reste de son histoire géologique. À condition que le rover d'ExoMars 2018 parvienne à y forer suffisamment profondément, ce site présente un fort potentiel pour trouver d'éventuelles biosignatures intactes.

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