L'atterrisseur InSight de la NASA a atterri avec succès sur Mars le 26 novembre 2018. Soixante-dix jours martiens plus tard, le sismomètre - appelé SEIS - déployé à la surface de Mars a commencé à enregistrer les tremblements de la planète rouge. Il a enregistré plus de 1 300 tremblements de terre jusqu'à présent. Ces enregistrements sismiques ont permis aux chercheurs de décrire la structure intérieure de Mars avec plus de précision que jamais.

Mais voilà que la mission menace de s'arrêter :les panneaux solaires fournissent trop peu d'énergie car ils sont recouverts de poussière. Le professeur de l'ETH Domenico Giardini, qui a travaillé avec une équipe de chercheurs et d'ingénieurs de l'ETH Zurich pour développer l'électronique de commande pour SEIS et est responsable du service Marsquake, explique pourquoi, malgré ces circonstances, il n'est pas si pessimiste.

ETH News :La NASA prévoit d'arrêter le sismomètre d'ici la fin de l'été et l'atterrisseur vers la fin de l'année car l'alimentation électrique n'est plus suffisante. Quelle est votre évaluation de cette situation ?

Domenico Giardini :Comme nous l'avions prévu, l'approvisionnement en énergie s'est encore détérioré en mars et avril en raison de la saison des tempêtes de poussière. C'est alors que beaucoup de poussière s'accumule sur les panneaux solaires de l'atterrisseur, diminuant l'alimentation électrique. Mais il y a aussi des tourbillons qui dégagent parfois la poussière. Nous espérons donc avoir encore un peu de temps.

Et ces sortes de rafales sont-elles suffisantes pour nettoyer les panneaux ?

Pas entièrement. La poussière ultrafine est particulièrement problématique car elle adhère aux panneaux en raison de l'attraction électrostatique. C'est pourquoi la NASA a supposé qu'il ne serait plus possible de générer suffisamment d'énergie pour poursuivre la mission une fois l'été commencé. Maintenant, cependant, nous constatons que l'approvisionnement en énergie est meilleur que prévu et qu'au moins notre instrument peut continuer à fonctionner.

Combien de temps l'alimentation durera-t-elle ?

Nous pourrons certainement effectuer des mesures jusqu'au mois d'août, et avec un peu de chance, encore plus longtemps. Les opérations se déroulent bien en ce moment :le sismomètre mesure en permanence et l'atterrisseur télécharge régulièrement des données. À partir de juillet, nous ne pourrons probablement mesurer que quelques heures à la fois. Nous devons également optimiser la transmission des données vers la Terre. Dans ce cas, nous ne recevrons probablement des données que sporadiquement.

Malgré la fin imminente, comment, selon vous, la mission s'est-elle déroulée jusqu'ici ?

Nous sommes très satisfaits. La mission InSight a déjà duré presque deux fois plus longtemps que prévu à l'origine et est l'un des projets les plus passionnants sur lesquels j'ai eu le privilège de travailler. L'une de ses plus grandes réalisations a été de faire avancer la science elle-même de quelques pas en avant. C'était une toute nouvelle planète à explorer; nous ne savions presque rien à son sujet ni sur sa structure interne. Aujourd'hui, nous en savons tellement plus sur Mars qu'auparavant.

La NASA est-elle également satisfaite ?

La revue de mission interne menée par la NASA ce printemps était vraiment enthousiaste. La NASA était même disposée à accorder une prolongation supplémentaire de deux ans si l'alimentation électrique était garantie. L'agence a tout intérêt à maintenir la station en vie le plus longtemps possible et à poursuivre les mesures tant elles ont produit de retour scientifique.

Qu'est-ce qui ne s'est pas passé aussi bien que prévu ?

La seule chose peut-être est que nous espérions que Mars était plus active sismiquement, qu'elle avait plus - et surtout plus - de tremblements de terre d'une magnitude de 5 ou plus. Avant la mission, nous avions créé une carte indiquant où nous nous attendions à ce que se trouvent les zones sismiquement actives. Mais les mesures ont montré que les tremblements se produisaient à d'autres endroits et moins nombreux et que les tremblements de terre étaient plus petits. La sismicité s'est produite principalement dans une région qui avait récemment été volcaniquement active. Nous nous y attendions. Mais les tremblements de terre auxquels nous nous attendions ailleurs ne se sont pas produits, ce qui m'a surpris. Au final, cependant, nous avons enregistré de nombreux événements de taille moyenne, et ceux-ci nous ont permis de cartographier la structure intérieure de la planète, ce qui était la principale raison du lancement d'InSight vers Mars.

Qu'est-ce que cela signifie pour l'analyse ?

Nous avons dû inclure dans notre analyse des tremblements de terre de petite et moyenne ampleur que nous aurions généralement moins utilisés sur Terre. C'était un vrai travail de détective. Nous n'avons pas pu utiliser bon nombre des techniques que nous voulions appliquer et nous avons dû concevoir de nouvelles approches de la sismologie à station unique. Heureusement, nous avons réussi.

À la mi-mai, il y a eu une grosse surprise, et juste à temps :la NASA a annoncé que SEIS avait mesuré pour la première fois un séisme de magnitude 5 sur Mars. Avez-vous pu faire quelque chose avec ça ?

Nous attendions avec impatience un tel événement. Après plusieurs événements de magnitude 4, enfin une magnitude 5 ! Ce tremblement de terre est également arrivé au bon moment. Nous comprenons maintenant beaucoup plus sur la sismicité et la structure intérieure après trois ans d'analyses et pouvons faire beaucoup de nouvelles choses avec les données. Cela se répercutera sur notre analyse ultérieure. Nous n'en sommes qu'au début de l'étude des ondes qui se propagent à la surface de Mars, car ces ondes ne sont émises que par de grands événements. Dans le cas de ce nouvel événement, nous avons observé de puissantes ondes de surface se déplaçant plusieurs fois autour de Mars, ce qui nous a fourni un outil précieux pour explorer la structure de la croûte. Toutes les équipes travaillent désormais d'arrache-pied.

Quelle est la probabilité que d'autres séismes importants se produisent et soient enregistrés dans le temps qui reste ?

La magnitude est importante, mais la combinaison de la magnitude et de la distance est encore plus importante. Pour nos recherches, nous recherchons des ondes spéciales qui traversent le noyau ou la surface avant de revenir à la surface de la planète. De telles ondes sont même rares sur Terre, et sur Mars nous n'en avons vu qu'une poignée. Tout nouvel événement important peut nous fournir plus d'informations.

Il n'y a donc pas assez de données ?

L'idéal serait que nous puissions enregistrer un nouvel événement en dehors de la zone volcanique, où nous avons déjà enregistré 30 événements. Nous étudions une planète entière avec seulement dix tremblements de terre à différentes distances. Si tous ces tremblements de terre avaient le même épicentre, même une centaine d'événements ne nous aideraient pas.

Serait-il utile, en théorie, de placer des sismomètres supplémentaires sur Mars ?

Bien sûr! Nous ne voyons pas de séismes de l'autre côté de la planète s'ils sont trop petits. Ils se perdent dans le bruit de fond lourd. Nous ne savons donc pas ce qui se passe de l'autre côté.

Quelle est la prochaine étape pour la recherche sur Mars à l'ETH après InSight ?

À l'heure actuelle, l'objectif principal des programmes Mars et Lune est de faire voler des gens là-bas. Ce n'est pas notre expertise. Nous nous impliquerons à coup sûr lorsque des équipements scientifiques pourront monter à bord, par exemple, pour étudier la quantité d'eau et de glace qu'il y a sur la Lune. Nous développerons des dispositifs grâce auxquels nous pourrons rechercher de l'eau à de plus grandes profondeurs sur la Lune. Nous attendons l'appel pour un projet comme celui-ci en 2022 ou 2023. La technologie dont nous avons besoin est similaire à celle d'InSight.

Vous allez bientôt prendre votre retraite. Comment vous motivez-vous à lancer des projets dont vous ne verrez peut-être jamais la conclusion ?

Je serai professeur à l'ETH Zurich jusqu'en 2028, mais de telles missions spatiales majeures comme celles-ci sont des projets multigénérationnels. Tous les scientifiques devraient vouloir faire avancer même des choses dont ils ne verront peut-être pas les résultats.

Vous ne doutez donc pas que ces types d'investissements à vie sont appropriés ?

Non. Dans un pays comme la Suisse, avec toutes ses possibilités, je n'ai pas de tels doutes. Je travaille depuis 20 ans sur la mission LISA ESA dédiée à la détection des ondes gravitationnelles dans l'espace. Et LISA ne devrait pas être lancée avant 2035. S'il y a un appel à projets de l'ESA sur la Lune, pourquoi ne pas postuler ? Je n'en ai pas encore eu assez. + Explorer plus loin

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