Dans le froid, vide au-delà de la Terre, La dernière mission de la NASA sur Mars s'envole à 43, 000 miles par heure vers la planète rouge. La mission, Mars 2020, a franchi la moitié de son parcours en octobre 2020 et devrait toucher la terre ferme le 18 février.

La mission est la première partie d'un plan audacieux pour faire quelque chose que l'humanité n'a jamais fait auparavant :ramener un morceau d'une autre planète sur Terre. (La NASA a récupéré des roches de la Lune, mais ce n'est pas considéré comme une planète.) Ce plan, connu sous le nom de Mars Sample Return, comportera trois missions s'étalant sur une décennie.

Pour Ken Farley, Le professeur de géochimie de la Fondation W. M. Keck de Caltech et le scientifique du projet de la mission, Mars 2020 est l'aboutissement d'années de rêve et de planification minutieuse.

"L'idée de ramener un échantillon de Mars remonte à des décennies, " dit-il. " Nous sommes maintenant dans une position où si tout se passe comme prévu, échantillons reviendront sur Terre en 2031. Cela semble long, mais cela devenant une réalité a toujours été 10 ans depuis que j'étais à l'école supérieure. Maintenant, nous le faisons réellement."

Une fois la mission arrivée à bon port, il déploiera deux véhicules :le drone hélicoptère Ingenuity et le rover Perseverance. L'ingéniosité testera notre capacité à utiliser des avions sur une planète dont l'atmosphère est moins de 1 % aussi dense que celle de la Terre. Persévérance sera engagée dans une tâche qui offre des récompenses susceptibles de changer de paradigme :forer dans la surface rocheuse de Mars pour étudier la possibilité de signes de vie qui auraient pu y avoir autrefois existé.

De plusieurs façons, le rover Perseverance ressemble beaucoup aux précédentes missions de rover de la NASA et du JPL, que Caltech gère pour la NASA, ont envoyé sur Mars. Ces premiers rovers, dont Opportunity (2004), Esprit (2004), Sojourner (1997), et Curiosité (2012), ont été conçus pour prendre des mesures de l'atmosphère et de la surface de la planète et nous les retransmettre. Semblable en apparence à Curiosity, mais plus gros, plus lourd, et avec un système de mise en cache d'échantillons au lieu d'un laboratoire embarqué, Persévérance collectera des échantillons de roches pour les préparer à leur retour sur Terre.

Il le fera au bord du cratère Jezero, qui aurait contenu autrefois un lac de la taille du lac Tahoe lorsque Mars avait encore de l'eau liquide à sa surface il y a des milliards d'années. Farley dit qu'une attraction clé de Jezero est un delta fluvial bien préservé, une caractéristique géologique qui se forme lorsqu'une rivière laisse tomber de grandes quantités de sédiments lorsqu'elle se jette dans un lac ou un océan. Sur Terre, les deltas fluviaux sont des lieux productifs où la vie s'épanouit, l'idée est donc que si jamais la vie se développait quelque part sur Mars, il peut également avoir été abondant dans les propres deltas de la planète rouge.

"Jezero aurait été un endroit habitable, " dit Farley. " La vie telle que nous la connaissons aurait pu vivre dans ce lac, et la boue d'un delta est vraiment bonne pour préserver les biosignatures de la vie."

Lorsque Persévérance arrive dans un domaine qui semble prometteur pour l'équipe de recherche, il obtiendra un échantillon avec un foret qui coupe une carotte en forme de cylindre tout en forant la roche. De telles carottes sont précieuses pour les chercheurs car elles fournissent une vue en coupe transversale des couches et d'autres caractéristiques de la roche. Le rover percera environ 40 carottes à partir du sol, chacun de la taille d'un bâton de craie, et les sceller dans des tubes à échantillons. A un moment donné, le rover les placera sur la surface martienne pour une récupération ultérieure.

"Après les avoir percés, on fait quelque chose qui paraît fou :on les pose par terre dans ce qu'on appelle une cache, " dit Farley. " Dans les deux prochaines parties du programme, on va les chercher et on les ramène."

La deuxième étape du programme de retour d'échantillons lancera un atterrisseur de récupération d'échantillons vers la planète rouge en 2026 ou 2028. Un rover et une fusée appelés Mars Ascent Vehicle seront embarqués à bord de l'atterrisseur. Après avoir atterri au cratère Jezero, le rover récupérera la cache de carottes laissée par Persévérance et les placera dans la fusée. Avec les noyaux en place, la fusée sera lancée depuis la surface et placera un conteneur de la taille d'un ballon de basket contenant les échantillons en orbite autour de Mars.

La dernière étape du retour de l'échantillon enverra un autre vaisseau spatial qui effectuera le même long voyage vers la planète rouge, mais quand il arrive, il n'atterrira pas. Au lieu, le Earth Return Orbiter récupérera la cache en orbite d'échantillons de roche et retournera sur Terre. La NASA et l'Agence spatiale européenne fourniront chacune des composants pour la mission Sample Retrieval Lander et la mission Earth Return Orbiter, avec un retour sur Terre prévu au début des années 2030.

C'est un long échéancier; Le développement de Mars 2020 a commencé en 2013, et les échantillons planétaires ne seront rendus qu'au moins 18 ans plus tard. Mais, Farley dit, il y a de bonnes raisons de procéder ainsi.

"C'est trop compliqué de tout envoyer d'un coup, " dit-il. " Et il est très logique de l'étaler sur plusieurs années afin que le montant d'argent dont vous avez besoin en un an ne soit pas trop. Aussi, vous avez besoin de beaucoup de talent pour inventer et construire les nouvelles choses dont chaque élément de cette mission a besoin. En les développant sur une longue période, nous pouvons avoir assez d'ingénieurs pour cela."

Quels sont les avantages de ramener des roches martiennes sur Terre ?

Pour un, parce que les formes de vie qui existaient sur Terre il y a 3,5 milliards d'années étaient bien plus primitives qu'aujourd'hui, il n'y a pas d'os fossiles à trouver. Les signes révélateurs des microbes qui existaient à l'époque, qui étaient simples et doux, sont beaucoup plus difficiles à identifier avec confiance qu'un morceau de dinosaure. Des instruments très sensibles sont nécessaires pour identifier ces signes de vie, un équipement tout simplement trop gros et trop lourd pour être mis sur une fusée et lancé dans l'espace.

"Certains des instruments que nous utiliserons pour les tests sont aussi gros qu'une voiture, " Farley dit. " Vous ne pouvez pas piloter quelque chose comme ça, donc si nous voulons un jour obtenir une histoire quantitative de Mars et des preuves claires d'une vie martienne potentielle, nous devons ramener des échantillons. Et le fardeau de la preuve pour dire qu'il y avait de la vie sur Mars est très élevé. Il faut être certain, et le meilleur moyen pour nous d'en être certain est d'examiner ces échantillons dans des laboratoires ici sur Terre. »

Malgré le fait que Mars est actuellement trop froide et sèche pour qu'une forme de vie connue y existe maintenant, pour des raisons de sécurité, les carottes seront stockées dans une installation sécurisée jusqu'à ce qu'il puisse être confirmé qu'elles ne contiennent aucun organisme martien vivant.

Si tout va bien, et la NASA rapporte avec succès des échantillons, les connaissances que nous acquérons sur Mars pourraient être immenses, Farley dit, et pourrait également donner un aperçu de nos propres origines.

"La vie prospérait sur cette planète il y a 3,5 milliards d'années dans les lacs et les mers peu profondes, " dit-il. " Jezero est un lac peu profond de 3,5 milliards d'années sur Mars, alors quelle est la différence entre ce lac et les anciens lacs et mers de la Terre ? La vie existait-elle à Jezero ? Si vous construisez un environnement habitable, la vie apparaît-elle toujours ? Ou y a-t-il quelque chose de magique sur notre planète ?"

"La réponse à cette question est profonde, " ajoute-t-il. " La dernière décennie a révélé que la galaxie est remplie de milliards de planètes, et beaucoup d'entre eux sont probablement habitables. Combien d'entre eux ont vécu ou hébergent la vie ?"