Mars Express : des objectifs ambitieux pour la première mission martienne de l’ESA

La sonde de l’ESA a été conçue pour conduire les observations les plus poussées jamais entreprises dans l’histoire de l’exploration martienne. Ses objectifs consisteront notamment à rechercher la présence d’eau et à appréhender le « comportement » de la planète dans sa globalité, le plus ambitieux étant toutefois sa tentative audacieuse – la première depuis 25 ans – d’identifier des formes de vie.

Mars a exercé de tout temps une fascination sur les habitants de la Terre. Aucune autre planète n’a été aussi souvent visitée par des engins spatiaux. Les secrets qu’elle recèle sont toutefois encore difficiles à percer. Il semble même qu’à chaque mission, ces énigmes se multiplient et gagnent en complexité. Au début de l’exploration martienne, on s’attendait à trouver une planète « jumelle » de la Terre, verte, habitée et couverte d’océans. Les sondes Mariner, pionnières de l’étude de la planète rouge au cours des années 1960, ont déçu cette attente, ne découvrant qu’un sol aride. Plus tard, en 1976, les sondes Viking ont cherché en vain des traces de vie. Mars se révélait donc une planète aride, froide et inhabitée, tout le contraire de la Terre.

Vingt ans après, c’est une vision différente, avec son cortège de nouvelles questions, que nous offrent les véhicules spatiaux. Les données actuelles montrent que la température sur Mars était probablement beaucoup plus élevée dans le passé. Il semblerait maintenant, selon les scientifiques, qu’il y ait eu des océans sur Mars, et donc que la vie ait pu s’y développer.

« Nous ne savons pas ce qu’a connu cette planète par le passé. Quels sont les mécanismes qui l’ont transformée en monde aride et froid tel que nous le connaissons aujourd’hui ? » s’interroge Agustin Chicarro, Responsable scientifique du projet Mars Express à l’ESA. « Avec Mars Express, nous aurons enfin la réponse. Nous espérons surtout obtenir une vue globale de cette planète : son histoire, sa géologie, son évolution. Tout ce qui constitue la planétologie ! »

Mars Express atteindra la planète rouge fin décembre 2003, après un périple d’un peu plus de six mois. Six jours avant d’être placée sur son orbite définitive, Mars Express larguera l’atterrisseur Beagle 2, ainsi dénommé en hommage au navire à bord duquel Charles Darwin eut l’idée de sa théorie de l’évolution. L’orbiteur de Mars Express observera la planète et son atmosphère depuis une orbite quasi polaire et fonctionnera au minimum pendant une année martienne complète (687 jours terrestres). Beagle 2, quant à lui, atterrira dans une zone équatoriale probablement recouverte d’eau par le passé, susceptible d’avoir conservé des traces de vie.

L’orbiteur de Mars Express emportera, outre l’atterrisseur Beagle 2, sept expériences à la pointe de la technologie. Les instruments de l’orbiteur ont été conçus par des instituts scientifiques européens, russes, américains, japonais et chinois. Ils comprennent un radar de sondage de subsurface, une caméra haute résolution, plusieurs spectromètres qui étudieront l’atmosphère et la surface, un analyseur de plasma et une expérience de radioscience.

La caméra haute résolution donnera des images en couleurs et en trois dimensions de l’ensemble de la planète, avec une résolution allant jusqu’à 2 mètres dans certaines zones sélectionnées. L’un des spectromètres cartographiera la composition minérale de la surface avec une extrême précision.

Le mystère de l’eau

Certains instruments fourniront des données qui seront essentielles pour savoir ce qu’est devenue l’eau qui semblait si abondante dans le passé. Par exemple, l’altimètre radar recherchera la présence d’eau et de glace en sous-sol, jusqu’à quelques kilomètres de profondeur. Les scientifiques espèrent découvrir une couche de glace ou de permafrost et pouvoir en mesurer l’épaisseur.

D’autres observations à l’aide des spectromètres permettront de mesurer la quantité d’eau restant dans l’atmosphère et indiqueront également s’il subsiste un « cycle de l’eau » complet sur Mars, avec, par exemple, de l’eau qui se dépose aux pôles et qui s’évapore en fonction des saisons.

« Ces données indiqueront la quantité d’eau résiduelle. Nous avons pu observer des lits de rivières asséchées et des dépôts sédimentaires qui témoignent manifestement d’une présence d’eau dans le passé, mais il est clair que l’eau est également présente à l’heure actuelle. Nous ne savons cependant pas dans quelles quantités. Mars Express nous le dira », déclare M. Chicarro.

A la recherche de la vie

Les instruments embarqués à bord de Beagle 2 étudieront la géologie et le climat du site d’atterrissage. Mais ils rechercheront surtout des traces de vie.

Contrairement aux missions Viking, Mars Express tentera de déceler des signes de vie actuelle et passée. Les scientifiques sont désormais bien conscients du fait que quelques expériences biologiques ne suffisent pas et qu’il faut combiner différents types de tests pour acquérir davantage de certitudes.

Afin de détecter des preuves directes d’activité biologique passée ou actuelle, le « nez » de Beagle 2 est composé d’un système d’analyse des gaz (GAP). Il pourra déterminer la présence éventuelle de carbonates ayant pu participer à des processus biologiques. Il pourra également détecter des gaz comme le méthane, qui, selon les scientifiques, ne peut être produit que par des organismes vivants.

Beagle 2 sera aussi capable de prélever des échantillons du sous-sol, que ce soit sous de gros rochers ou à l’intérieur de roches, endroits préservés des rayons ultraviolets destructeurs du Soleil. Ces prélèvements seront réalisés par un instrument appelé « la taupe », capable de parcourir de petites distances en surface, à une vitesse d’environ 1 centimètre toutes les six secondes, et de creuser jusqu’à 2 mètres de profondeur.

Mars Express apportera une contribution considérable aux activités internationales d’exploration martienne. « Mars Express est un élément clé, car il servira de cadre à toutes les observations ultérieures », affirme M. Chicarro.

La sonde Mars Express est actuellement en cours de préparation à Baïkonour, au Kazakhstan ; son lancement est prévu début juin 2003.

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