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Phénomène sans précédent dans l'histoire, ce n'est pas moins de sept engins spatiaux qui seront en activité sur ou autour de la planète rouge au début de l'année prochaine afin de l'étudier dans ses moindres détails.

  
DossiersL'armada martienne : MER, Mars Express, Spirit, Opportunity, Beagle II
 

Le projet Beagle-II fut proposé par Collin Pillinger de l'université Open en Grande-Bretagne, en réponse à l'appel d'offres lancé par l'ESA en 1997 pour la sélection de la charge utile scientifique de la mission Mars ExpressLe nom de Beagle-II a été choisi en hommage à Charles Darwin qui vogua sur le HMS Beagle lors de son périple autour du monde qui lui permis d'élaborer sa thèse sur l'évolution des espèces.

Après 5 jours de croisière balistique, Beagle-II effectuera une rentrée atmosphérique à grande vitesse protégée par son bouclier thermique. Quelques minutes plus tard, la sonde touchera le sol. © ESA

Beagle-II est un petit atterrisseur de 60 kg dont le module instrumenté de 30 kg doit analyser le matériau martien en vue de rechercher des preuves que la vie a existé jadis ou même existe encore aujourd'hui. Concernant l'existence d'une vie passée, Beagle-II recherchera la présence d'eau, l'existence de carbonates et de résidus organiques, étudiera la structure de ces matériaux organiques, et analysera les rapports isotopiques du carbone dont les valeurs peuvent être reliées à son origine minérale ou biologique. Pour ce qui est de la vie présente, Beagle-II recherchera la présence de méthane (CH4) dont l'existence ne peut provenir que de sources biologiques actuelles puisque ce gaz est rapidement détruit par l'environnement martien. De plus Beagle-II étudiera la composition chimique de l'atmosphère et les conditions d'environnement telles que la pression, la température, la vitesse du vent, le flux ultraviolet et l'abondance de poussières. Enfin, il étudiera l'état d'oxydation du sol en surface ainsi qu'à l'intérieur des roches martiennes. La durée de vie espérée de Beagle-II est de six mois.

Beagle-II sur Mars. Les pétales portant les panneaux solaires sont déployés. Le bras robotique équipé de nombreux instruments apparaît sur le dessus. © Open University / ESA

L'instrument principal est sans conteste le GAP (Gas Analysis Package) qui est constitué d'un four couplé à un spectromètre de masse pour l'analyse des volatiles relâchés par les échantillons. Le principe de fonctionnement consiste à chauffer le matériau martien en présence d'oxygène ce qui a pour effet de transformer tout le carbone de l'échantillon en dioxyde de carbone (CO2) dès qu'il est relâché. Ensuite, ce CO2 est analysé par spectrométrie de masse. La température à laquelle le carbone est relâché est directement liée à sa nature. Par exemple, à une température inférieure à 350°C, les composés organiques se volatilisent, alors qu'il faut chauffer entre 350 et 550°C pour que les carbonates dégazent et plus encore pour libérer les gaz piégés dans la roche. De plus, les rapports isotopiques du carbone seront mesurés en comparant 12CO2 et 13CO2, le carbone d'origine biologique étant plus enrichi en 12C que celui d'origine minérale.

Deux autres spectromètres sont également à bord. L'un est un spectromètre Mössbauer fournit par l'université de Mayence en Allemagne. Il permet, via une source radioactive d'analyser l'état d'oxydation du fer dont nous savons qu'il est notablement abondant sur Mars donnant à sa surface sa couleur rouge-orangée. La surface analysée est d'environ 2 cm² et la profondeur sondée est de 200 à 300 µm.

Le spectromètre Mössbauer apportera des données quantitatives sur l'abondance de fer dans les minéraux analysés. L'autre spectromètre est un détecteur à rayons X permettant d'analyser la composition du sol, élément par élément. Les éléments tels que le potassium, le magnésium, l'aluminium, le calcium, le silicium, le soufre, le manganèse et le fer seront ainsi analysés. Comme l'argon sera mesuré grâce au spectromètre de masse, le rapport potassium sur argon à la masse 40 pourra être déduit. Or le potassium se désintégrant naturellement en argon, ce rapport est une mesure de l'âge absolu de la roche, cet âge étant mesuré à partir du moment où la roche s'est cristallisée. Il est à craindre cependant que la méthode utilisée, qui nécessite deux mesures absolues et indépendantes, soit malheureusement peu précise.

B-II : © crédit ESA

Légende : Beagle-II atterrira sur le site d'Isidis Planitia, bassin sédimentaire à cheval entre les jeunes plaines du Nord et les anciens plateaux du Sud et où des traces de vie pourraient avoir été préservées.

Pour réaliser ces analyses, Beagle-II doit prélever des échantillons. Il est équipé pour cela d'une « taupe » mobile appelé « Pluto » qui est un tube cylindrique dans lequel une masse peut être mise en mouvement rapide. Le principe est similaire à celui utilisé par une perceuse à percussion. Pluto peut ainsi se déplacer en surface à la vitesse de un centimètre toutes les six secondes et sur une distance maximum de trois mètres. Le but est d'amener la taupe sous un petit rocher pour y recueillir du matériau du sol dont on pense qu'il sera moins oxydé étant protégé par le rocher. Ensuite, la taupe est ramenée à l'atterrisseur à l'aide d'un câble et l'échantillon prélevé est transféré dans le four du GAP pour analyse. La taupe peut également être disposée verticalement sur le sol afin de pénétrer en profondeur de quelques dizaines de centimètre, mais le risque de blocage est bien sûr plus important.

Afin d'analyser le « cœur » des roches, Beagle-II dispose de deux systèmes. D'une part, une meule, issue de la technologie de la dentisterie, qui permet de poncer la surface d'une roche afin de retirer à la fois les poussières déposées et la zone de la roche altérée par l'atmosphère et l'eau. Enfin, une foreuse permettra de prélever des carottes de roches de un centimètre de long et de deux millimètres de diamètre. Ces carottes seront analysées par le GAP.

Enfin Beagle-II est équipé d'une batterie de différentes caméras. Une paire de caméras stéréoscopiques montées sur le bras permettra d'avoir une vision en trois dimensions pour manipuler le bras en fonction de son environnement. Une deuxième caméra grand angle est montée directement sur le corps de l'atterrisseurs et réalisera une vue panoramique du paysage environnant. Enfin un microscope optique est monté sur le bras afin de réaliser des images à haute résolution (4 µm) des échantillons à analyser. Pour l'obtention d'images en vraie couleur, il est nécessaire de prendre des images d'une mire dont les couleurs sont connues avant le lancement et dont on est certain qu'elles ne vont pas varier au cours du temps. La mire utilisée ici est une peinture originale d'un artiste britannique, Damien Hirst, au lieu d'une simple succession de carré de couleur comme ce fut le cas pour les atterrisseurs Viking.