La NASA a récemment annoncé qu'elle cherchait de nouvelles façons d'achever le retour sur Terre des carottes rocheuses forées par le Perseverance Rover dans le cratère Jezero sur Mars. Cela a suscité une certaine inquiétude parmi les scientifiques spatiaux, qui considèrent la mission Mars Sample Return (MSR) comme la pierre angulaire des projets d'exploration du système solaire.

Mais si l'on considère les enjeux scientifiques et politiques, il semble très probable que la NASA poursuive sa mission pour en faire un succès.

L’une des principales conclusions de l’examen de la NASA est que MSR a été créé avec un budget et des calendriers irréalistes. Il s'attend désormais à un coût de 8 à 11 milliards de dollars (6,5 à 8,9 milliards de livres sterling), alors qu'il était initialement estimé à 5,3 milliards de dollars. Cela n'inclut pas l'investissement réalisé par l'Agence spatiale européenne (ESA), qui est probablement de l'ordre de 2 milliards d'euros (1,7 milliard de livres sterling).

Certains craignent également que le calendrier du retour des carottes de forage sur Terre ne se situe dans les années 2040, ce qui retarderait ainsi la vision encore plus ambitieuse des missions humaines sur Mars.

Malgré ces obstacles, la NASA reste attachée au MSR comme l’une de ses plus hautes priorités scientifiques. En fait, cela reste la plus grande priorité de l'agence pour la décennie en matière de science planétaire.

La NASA accorde une grande importance à la réalisation de ce que proposent ses enquêtes décennales auprès de la communauté – et elle serait réticente à abandonner ces recommandations. Il est également peu probable que l'ESA veuille perdre les investissements scientifiques qu'elle a déjà réalisés dans le MSR.

Importance scientifique énorme

Alors pourquoi la communauté des sciences spatiales considère-t-elle la MSR comme si importante ? En partie parce que les technologies constituent un tremplin vers l’exploration humaine future. Par exemple, la mission a besoin d'un véhicule d'ascension pour lancer les échantillons en orbite afin de les capturer par un autre vaisseau spatial.

Perseverance réalise déjà la première étape clé de cette mission :le forage dans le cratère Jezero. Il s’agit de la première étape sur quatre. Les deux prochaines étapes consisteront à rassembler au moins certains des échantillons forés et à les lancer sur un véhicule d'ascension de Mars en orbite pour être capturés par le Return Orbiter de l'ESA. La capture sur l’orbite de Mars d’une capsule de retour de la taille d’un ballon de football est l’un des principaux défis techniques du MSR. L'ESA joue un rôle majeur dans ce projet et dirige le développement de l'orbiteur de retour.

La dernière étape, en supposant un atterrissage réussi au champ d'essai et d'entraînement de l'Utah, est un programme minutieux d'analyses organiques, géochimiques et minéralogiques qui se déroulera dans des conditions strictes de confinement. Cette étape permettra de déployer le meilleur équipement dont nous disposons, scientifiques, dans les laboratoires du monde entier.

Mais ces étapes difficiles ont un coût, que la NASA propose désormais de réduire. Par exemple, cela peut réduire la masse d'un véhicule de montée. Et il a déjà largué un robot Fetch construit au Royaume-Uni pour collecter des échantillons forés. Même l'option d'utiliser des hélicoptères, comme l'a démontré Ingenuity sur Mars2020, est menacée :il se peut que ce soit Perseverance elle-même qui livre les tubes de forage à une fusée ascendante.

Mais ces économies financières ont un coût scientifique. Moins des 30 carottes de forage actuellement envisagées (chacune des carottes de roche à l'intérieur des tubes de 15 cm mesurent environ 6 cm de long) seraient restituées dans ce scénario pour garder le véhicule d'ascension léger.

Les échantillons réels d'un ancien delta et d'une épaisse coulée de lave qui a conservé des traces d'altération par l'eau chaude, forés dans le cratère de Jezero, ont été stockés à bord ou déposés dans un dépôt. Ces précieux noyaux représentent les résultats des missions passées d'orbiteur et d'atterrisseur sur Mars, nous indiquant où atterrir et faisant des prédictions précises de ce que nous trouverions.

En fin de compte, les échantillons en attente de retour sur Terre offrent notre meilleure chance, dans un avenir proche, d’identifier des traces de vie ancienne au-delà de notre propre planète. Il est difficile d'imaginer une tâche plus urgente pour la science spatiale.

Si Perseverance continue de fonctionner avec succès – et son frère frère de 12 ans, Curiosity, sur lequel je travaille suggère que ce sera le cas – alors nous avons la perspective alléchante d’échantillonner le bord du cratère Jezero. Il s'agit d'une fenêtre sur un nouveau type d'environnement dans l'exploration de Mars :la croûte profonde excavée où la vie microbienne ancienne aurait pu être protégée des radiations de surface.

Rivalité chinoise

Il existe une autre raison, moins scientifique, pour laquelle la NASA et l'ESA s'efforceront de maintenir leurs records de succès dans l'exploration de Mars.

Le programme Apollo a été stimulé par la rivalité de la guerre froide avec l’Union soviétique. Malheureusement, une nouvelle collaboration avec l'agence spatiale russe Roscosmos et tout le potentiel d'exploration spatiale qui pourrait être réalisé dans un environnement géopolitique plus pacifique ne sont pas actuellement possibles.

Roscosmos ne pouvait plus monter seule une mission MSR crédible. Le rover de l'ESA Rosalind Franklin devait être lancé sur une fusée Soyouz en 2023, mais après l'invasion de l'Ukraine, cette mission a été rapidement repensée.

La Chine a désormais des plans crédibles pour une mission de retour d’échantillons sur Mars appelée Tianwen-3. L’Agence spatiale chinoise souhaite effectuer un lancement en 2028, avec des lancements séparés d’atterrisseurs et de véhicules d’ascension. Si ce calendrier ambitieux peut réellement être respecté, alors des échantillons pourraient être renvoyés sur Terre d'ici 2031.

En 2020, j’ai soutenu qu’une ère de nouvelle collaboration chinoise avec l’Occident était possible. Mais quatre ans plus tard, je me demande si l'histoire de la rivalité n'est pas en train de se répéter.

MSR est nécessaire pour répondre à certaines de nos questions les plus importantes concernant Mars et les environnements habitables au-delà de la Terre. Mais il semble également en passe de devenir un autre symbole de rivalité dans l’espace. Cela dit, cela peut être une raison importante pour laquelle ce sera effectivement un succès.