Sciences & Espace : Mars, comment la NASA va t-elle ramener des échantillons sur Terre ?

Sciences & Espace : Mars, comment la NASA va t-elle ramener des échantillons sur Terre ?

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Cette conception d'artiste montre un rendez-vous sur l'orbite de Mars entre un petit container recelant des échantillons martiens et un véhicule qui volera jusqu'à la Terre.

Depuis l'arrivée de Curiosity le 6 août dernier, toutes les
attentions sont de nouveau tournées vers Mars et son exploration. Si le rover devrait apporter de nombreuses informations, la NASA compte également recueillir des échantillons et les ramener sur Terre. Reste à savoir comment elle va procéder...

Mars et ses mystères suscitent aujourd'hui un intérêt considérable à travers le monde. Alors que la planète Rouge semblait il y a cinquante ans difficilement accessible, la NASA
y a depuis envoyé plusieurs de ces engins dont le dernier, Curiosity, a atterri il y a tout juste deux mois. Bardé d'instruments de haute technologie, le rover a emporté avec lui un grand nombre d'espoirs notamment celui de savoir si oui ou non Mars a pu, un jour abriter une certaine forme de vie. Dans ce but, Curiosity a pour mission d'arpenter la planète pour effectuer des prélèvements et des analyses, et ainsi en
transmettre les résultats aux équipes sur Terre.

Toutefois, à l'image de l'exploration menée sur la Lune à la fin des années 1960, la NASA aimerait bien aussi ramener quelques échantillons de la planète rouge sur Terre. Mais comment faire alors qu'il a fallu plusieurs années pour mettre au point la mission Curiosity et que le rover a mis plus de 8 mois à atteindre son objectif ? C'est ce que révèle un rapport publié par le Mars Program Planning Group le 25 septembre dernier. En vérité,
la NASA étudie actuellement plusieurs solutions pour ramener les fameux échantillons. Des options qui ne pourront néanmoins pas être mises en place avant une dizaine voire une vingtaine d'années.

Trois composants pour trois scénarios différents

Concrètement, les principales solutions envisagées par l'agence américaine partagent toutes trois composants communs : un rover chargé de collecter les échantillons, un engin appelé Mars Ascent Vehicle (MAV) pour emporter les roches et prélèvements de sol collectés loin de la surface martienne et un orbiteur de retour qui enverra les échantillons dans l'espace et les ramènera jusque dans les environs de la Terre. Les scénarios diffèrent cependant d'une stratégie à l'autre. Dans l'une d'elles, ces
trois engins sont lancés séparément, avec un petit rover supplémentaire pour le MAV. Celui-ci servira à ramener les échantillons de terre martienne du rover qui les a prélevés jusqu'au MAV.

Cette stratégie a pour avantages de disperser le coût et les difficultés techniques sur trois missions distinctes qui pourraient être séparées de deux ans, dans la mesure où la fenêtre de lancement vers Mars n'apparait que tous les 26 mois, selon les experts. L'autre option serait de réunir le tout en deux lancements. Le rover d'échantillonnage partirait seul tandis que le MAV, le petit rover et l'orbiteur de retour décollerait ensemble.

Dans ce cas précis, l'orbiteur fonctionnerait vraisemblablement à l'aide d'électricité collectée notamment avec des panneaux solaires. Ceci permettrait de réduire grandement sa masse, la
quantité de liquide propulseur nécessaire pour un engin traditionnel étant assez lourde.

Autre scénario possible : tous les composants pourraient aussi être envoyés en une seule fois. Mais le rover à échantillons devrait alors emporter un MAV intégré, éliminant le besoin
d'un petit rover supplémentaire. L'orbiteur de retour quant à lui serait encore une fois propulsé à l'électricité, ce qui permettrait de créer une poussée en accélérant les atomes ou molécules électriquement chargés. Cette option un-lancement éliminerait les complications liées à certaines missions, telles que la coordination des rencontres entre les échantillons et le MAV. De plus, ceci réduirait le coût global du projet, en évitant les autres lancements. Reste que ce scénario constituerait une dépense très importante et unique pour la NASA, note le rapport.

Une option à plusieurs rovers ?

"Ils [les trois scénarios] ont tous leurs côtés positifs et leurs côtés négatifs", a commenté Orlando Figueroa, responsable du Mars Program Planning Group, cité par LiveScience. "Cela
vous donne de multiples manières de considérer le problème, au niveau de la compatibilité avec les questions de budget, avec les opportunités de collaboration, de la technologie, etc. Et c'est ce que nous avons essayé de faire - mettre au point toutes ces options pour que la NASA les considère", a encore expliqué le scientifique.

Par ailleurs, les options décrites ci-dessus supposent que les équipes de l'agence soient parvenues à localiser des sites d'intérêt bien précis où prélever des échantillons, en particulier si un seul rover est chargé de les collecter. "La préservation de signatures biologiques est rare sur Terre, et les investigations menées sur de multiples sites sur Mars, améliorent grandement la probabilité d'identifier des échantillons pertinents biologiquement", estiment les chercheurs dans le rapport. Ceux-ci ont donc également envisagé une autre option qui inclurait elle plusieurs rovers. Il serait alors possibles de les
dépêcher dans des endroits différents et en fonction des résultats obtenus, choisir les échantillons à ramener. Le reste se ferait de manière identique aux autres options. Bien évidemment, un tel projet impliquerait un coût plus élevé mais pas autant qu'on l'imagine si l'agence produit des rovers identiques et donc plus facile et rapide à fabriquer.

Mais les missions Apollo en tête, quand il s'agit de ramener des éléments extraterrestres, vient évidemment à l'idée une autre option : celle d'envoyer des astronautes aux environs de Mars. Or, c'est précisément la mission dont le président Barack Obama a chargé en 2010 la NASA avec pour horizon les années 2030.

Sans surprise, l'agence américaine considère que l'initiative colle tout à fait avec sa volonté de ramener des échantillons martiens. Selon les experts, on pourrait en effet envisager que des astronautes embarquent à bord d'une capsule pour se diriger vers la planète rouge, intercepter l'orbiteur de retour, et ramener les échantillons sur Terre.

Un démarrage dès 2018 ?

La mission aurait alors l'avantage de ne pas avoir à renforcer les engins de collecte pour une rentrée dans l'atmosphère puisqu'ils se trouveraient à bord de la capsule. Un astronaute pourrait de plus vérifier que les échantillons sont bien isolés. "Cela résout
potentiellement le problème lié au fait que, quand nous ramenons les échantillons, nous devons être sûrs que les échantillons sont complètement enfermés pour qu'il n'y ait pas de chance - ou pour l'enlever si nécessaire - que quelque chose sur Mars puisse contaminer la Terre", a expliqué John Grunsfeld, administrateur associé de la NASA’s Science Mission Directorate.
Aujourd'hui, la NASA espère lancer la première pièce de son projet de retour d'échantillons martiens en 2018 ou 2020.

L'agence ne disposant "que" d'environ 800 millions de dollars pour travailler d'ici là, soit trop peu pour un rover, si elle choisit l'option 2018, elle lancera vraisemblablement plutôt un orbiteur moins coûteux. Néanmoins, elle ne dévoilera pas le scénario choisi avant février prochain lorsque la Maison Blanche rendra publique son budget fédéral pour l'année 2014. "Aussi loin que nous mène le calendrier, c'est autant de travail avancé à considérer", a conclu John Grunsfeld.

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