"Une technologie sans précédent pour Mars"

Y. d ’ E . : Le rover Curiosity de la mission Mars Science Laboratory est certainement l’engin le plus sophistiqué pour l’analyse in situ du sol martien. La présence d’argiles sur Mars, identifiée par l’instrument français Omega de la sonde de l’Esa Mars Express, est probablement la découverte la plus importante de la décennie concernant cette planète.

En effet, ces roches sédimentaires sont la preuve que Mars a connu une période chaude et humide au début de son histoire et, donc, que la vie aurait pu apparaître à cette époque. De fait, les différentes régions présélectionnées pour le site d’atterrissage de MSL contiennent toutes des
argiles, et le cratère Gale, où se posera la sonde, contient une montagne de 5000 mètres. En son centre, une stratification a été identifiée, qui contient des argiles et des sulfates, deux roches sédimentaires correspondant à deux époques successives sur Mars. La batterie d’instruments de MSL a pour objectif d’identifier des molécules carbonées ayant un intérêt exobiologique.

Ch. E. : Les deux dernières décennies d’exploration intensive de Mars ont mis en lumière la stupéfiante diversité qui y règne, tant d’un point de vue géologique que minéralogique. Grâce à ces années d’exploration, nous avons été en mesure de forger nos connaissances quant à l’évolution climatique et environnementale de la planète. Des découvertes clés ont
eu lieu, comme l’observation générale d’argiles hydratées et de sulfates ou encore les preuves d’une érosion massive ainsi que du mouvement et des dépôts de sédiments. Tout porte donc à croire qu’à un moment les étendues d’eau étaient non seulement nombreuses, mais aussi d’un volume considérable.

MSL transporte le rover Curiosity jusqu’au cratère Gale, où il explorera une formation rocheuse stratifiée de 5 kilomètres d’altitude. Sur cette montagne contenant différents indicateurs de l’existence d’un environnement aqueux passé, les recherches ont pour objectif de comprendre la possibilité d’une vie microbienne au début de l’histoire de Mars. L’objectif de MSL n’est pas de trouver des preuves de l’existence de vie sur Mars, mais bien de comprendre dans quelle mesure les conditions et les ingrédients nécessaires à la vie de microbes étaient réunis. Si tant est qu’il y ait eu de la vie sur la planète rouge ! Au-delà de la recherche d’environnements habitables, la mission Curiosity a aussi pour objectif de comprendre quel sous-ensemble de ces environnements habitables aurait pu préserver au mieux des composés organiques réduits (non oxydés) qui pourraient faire l’objet d’analyses lors de futures missions.

Y. d’E.  : Le CNES est très fier d’être partie prenante de l’instrument
ChemCam, qui a été réalisé en coopération avec l’Irap (Institut de recherche en astrophysique et planétologie) de Toulouse, sous la direction du docteur Sylvestre Maurice, et le LANL (Los Alamos National Laboratory), dont le docteur Roger Wien est le responsable scientifique de l’instrument.

À la demande du LANL et du JPL, le CNES a accepté avec enthousiasme de s’impliquer dans les opérations sur Mars de l’instrument ChemCam. En effet, les analyses réalisées par cet instrument des roches et du sol situés à quelques mètres du rover seront décisives pour choisir la roche qui fera l’objet d’un prélèvement d’échantillons pour être analysée en détail, entre autres, par SAM. C’est le Latmos (Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales), à Guyancourt, soutenu par le CNES, qui a fourni l’un des senseurs de SAM, le sous-système de chromatographie en phase gazeuse de cet instrument. Notre présence sur ces deux instruments majeurs a justifié une mobilisation sans précédent des équipes du CNES dans cette mission d’exploration de Mars.

Ch. E. : La collaboration Nasa-CNES est très importante pour deux des études menées par Curiosity : les instruments ChemCam (chemistry and camera) et SAM (sample analysis at Mars). Pour la première fois, une spectroscopie induite par laser est possible sur Mars grâce à ChemCam, permettant ainsi une identification rapide et à distance de la composition des roches et du sol. Curiosity l’utilisera pour effectuer un relevé de la composition chimique des alentours et identifier les cibles à analyser plus en détail.
La suite instrumentale SAM est primordiale pour l’un des objectifs principaux de Curiosity : l’analyse de la composition chimique et isotopique de l’atmosphère et des matières volatiles extraites d’échantillons solides, y compris la recherche de composés organiques. La collaboration française sur ChemCam est sous la responsabilité de l’Irap de Toulouse. Cet institut a coordonné, développé et livré l’instrument ChemCam Mast Unit, comprenant le laser, le télescope et une caméra. Concernant la suite instrumentale SAM, l’un des trois instruments est le chromatographe en phase gazeuse. Il a été conçu pour séparer les composés organiques provenant de mélanges complexes. Il a été développé et fabriqué au service d’Aéronomie (maintenant Latmos).

Au terme des quatre-vingt-dix jours martiens initiaux pendant lesquels tous les chercheurs seront au JPL, une partie des équipes opérationnelles de ChemCam et de SAM sera déplacée dans des locaux opérationnels communs (le Fimoc), à Toulouse.

Y. d’E. : Dans la continuité de MSL, le CNES est très impliqué dans la mission InSight, qui vise à poser un sismomètre sur Mars pour l’étude de la structure interne de la planète. Le CNES a soutenu, depuis plus de vingt ans, Philipe Lognonné, de l’Institut de physique du globe, dans le développement d’un sismomètre spatialisé qui est certainement l’un des meilleurs au monde. Pour cet instrument, une équipe du CNES est mobilisée pour coordonner sa réalisation avec différents partenaires, dont le JPL. Nous espérons vivement que cette mission sera sélectionnée par la Nasa cet été. Nous sommes aussi plus modestement impliqués dans la mission Maven d’étude de l’échappement de l’atmosphère de Mars, qui doit être lancée fin 2013. Enfin, nous travaillons avec le JPL sur l’étude de notre planète, par exemple en océanographie et hydrologie spatiale avec Topex-Poséidon, la famille Jason et bientôt Swot, ou encore sur l’étude de l’atmosphère et du climat grâce à des échanges scientifiques sur la mesure
des gaz à effet de serre depuis l’espace.

Ch. E. : La coopération CNES-JPL compte plus de quatre décennies d’excellente collaboration en matière d’exploration terrestre et spatiale. Ensemble, nous avons « créé » la thématique de l’océanographie spatiale grâce au satellite Topex-Poséidon et aux séries de missions Jason.
Aujourd’hui, nous prévoyons de développer la nouvelle génération de missions Swot (Space, Water and Ocean Topography) et nous nous sommes alliés à l’Allemagne pour une mission passionnante du nom d’InSight, dans l’optique de cartographier l’intérieur de Mars. De plus, nous travaillons avec des scientifiques français, que ce soit en France au CNES ou au JPL, à l’étude des idées de futures missions et instruments afin que perdure cette excellente collaboration entre nos deux organismes et nos deux pays.

Entretien paru dans la magazine CNESMAG, trimestriel du Centre national d’études spatiales, l’agence spatiale française (juillet 2012).