Une partie d'un cratère (à gauche) et un terrain accidenté à l'extérieur du cratère à la limite entre les régions Syrtis et Isidis de Mars, au sud du site d'atterrissage prévu pour le rover Mars 2020 de la NASA dans le cratère Jezero. Crédit :ESA/Roscosmos/CaSSIS, CC BY-SA 3.0 IGO
Une campagne de retour d'échantillons sur Mars ramènerait des échantillons de la planète rouge sur Terre pour examen dans les meilleurs laboratoires terrestres. scientifiques.
Une série de missions actuellement planifiées établira une nouvelle barre pour les réalisations technologiques de l'humanité alors que la NASA et l'ESA visent à ramener des échantillons de la surface martienne.
La campagne prévoit trois lancements depuis la Terre et un depuis Mars, deux rovers martiens et un rendez-vous et amarrage autonomes en orbite martienne, à plus de 50 millions de km du contrôle au sol.
La campagne de retour d'échantillons de Mars vise à ramener du matériel martien du cratère Jezero qui abritait autrefois un lac et contenait un ancien delta de rivière préservé. Les roches de la région auront conservé des informations sur l'histoire géologique longue et diversifiée de Mars.
L'échantillonnage de Mars permettra à l'humanité d'élargir considérablement notre connaissance de notre planète voisine, sa géologie et son histoire climatique.
Avec des ingénieurs en Europe et aux États-Unis prêts à relever le défi, les scientifiques sont impatients de recevoir les premiers échantillons d'une autre planète et ont déjà commencé à enquêter et à préparer comment ils analyseront le précieux, rochers, poussières et gaz une fois les échantillons ramenés sur Terre.
Confinement et contrôle de la contamination
Une question importante est de savoir comment analyser les échantillons tout en les protégeant de la contamination par les signatures chimiques de la Terre, et aussi les garder dans un environnement confiné sécurisé.
À leur arrivée, les échantillons seront mis en quarantaine, tout comme les roches lunaires qui sont revenues sur Terre lors des missions Apollo et Luna Moon. Les directives internationales de protection planétaire sont en cours de révision en vue de la préparation d'échantillons martiens, et obtenir une mise à jour pour intégrer une technologie plus moderne.
La quarantaine sera à l'intérieur d'une installation de réception d'échantillons, où les échantillons offriront déjà une mine d'informations aux scientifiques avant même leur ouverture. Toute poussière martienne qui pourrait recouvrir l'extérieur des tubes d'échantillon peut être analysée et des techniques non invasives telles que les examens aux rayons X peuvent être exécutées, même sur des tubes non ouverts.
Conteneur d'échantillons de Mars. Crédit :ESA-Anneke Le Floc'h
Une fois les tubes d'échantillons ouverts, un ensemble prédéterminé de mesures initiales générera un catalogue détaillé d'informations, qui permettra à des enquêtes scientifiques spécialisées de cibler des parties spécifiques des échantillons.
Messages en bouteilles
"Les tubes à échantillons contiendront des roches martiennes, poussière et atmosphère, " dit Elliot Sefton-Nash, le scientifique de l'étude MSR du Bureau d'appui scientifique de l'ESA, « Même si le plan est d'ouvrir les tubes dans un environnement confiné et inerte, pour quelques mesures, l'horloge tournera :par exemple, les gaz piégés dans l'échantillon peuvent commencer à se mélanger à leur environnement, ce qui pourrait modifier les signatures chimiques martiennes que nous voulons mesurer."
Choisir l'ordre pour traiter la multitude de mesures que les scientifiques veulent faire est un casse-tête aux proportions interplanétaires. Les échantillons devront être éventuellement stérilisés selon le protocole de protection planétaire, qui pourrait nécessiter de la chaleur, rayonnement ou processus chimiques. Mais la procédure de stérilisation elle-même pourrait changer certains échantillons de leur état d'origine, ce qui signifie que certaines enquêtes « sensibles à la stérilisation » doivent être effectuées à l'intérieur du confinement, avant la stérilisation.
Vue d'artiste de l'orbiteur Earth Return de l'ESA survolant Mars. Crédit :Agence spatiale européenne
Vue d'artiste de l'orbiteur de retour de la Terre de l'ESA et du conteneur d'échantillons de Mars au-dessus de la Terre. Crédit :Agence spatiale européenne
La bonne nouvelle est qu'une publication récente du Mars Sample Return Science Planning Group rapporte qu'environ les trois quarts de toutes les mesures peuvent être réalisées après stérilisation.
L'ordre des enquêtes ultérieures est important, car certaines mesures en influenceront d'autres. Certains doivent détruire l'échantillon pour obtenir des résultats, et toutes les mesures ne peuvent pas être effectuées sur tous les échantillons. Le laboratoire lui-même peut être un facteur décisif - mesurer le carbone avec précision nécessitera des contrôles stricts sur la quantité de carbone pouvant être utilisée dans le laboratoire, un laboratoire entièrement métallique pourrait donc être nécessaire pour obtenir des résultats valides. D'autre part, un laboratoire de métaux contaminerait des échantillons pour d'autres mesures, un équilibre prudent est donc nécessaire. Comment s'assurer que la meilleure science soit effectuée sur les échantillons dans les meilleurs laboratoires du monde - et dans quel ordre - est une autre énigme.
Après le conseil Space19+ de l'ESA, où l'avenir et la portée de l'implication de l'ESA dans la campagne de retour d'échantillons de Mars seront décidés, les agences participantes (actuellement la NASA et l'ESA) de concert avec les communautés scientifiques et technologiques, continuera à relever le défi de la meilleure façon de faire des découvertes avec des échantillons renvoyés de Mars.
"Le retour d'échantillons de Mars serait un énorme progrès pour la science martienne et l'exploration du système solaire, " conclut Sanjay Vijendran, Coordinateur de la campagne de retour d'échantillons de Mars de l'ESA. "Les échantillons feront fondamentalement progresser notre compréhension de Mars, l'histoire de notre système solaire, et nous aidera à planifier les futures missions d'exploration."
