Sciences

Les échantillons martiens de la mission Mars Sample Return parviendront-ils finalement jusqu’à la Terre ?

Baptiste Lacomme

Le rover Perseverance explore actuellement la surface de Mars, soutenu par une équipe de centaines de scientifiques terriens. Ce véhicule automatisé a parcouru une distance équivalente à un marathon pour répondre aux grandes questions sur notre voisine planétaire : son aspect il y a des milliards d’années, son habitabilité ancienne, et l’existence possible de vie passée.

Le site rocheux appelé Cheyava Falls, visité par Perseverance, contient des minéraux riches en fer dont les caractéristiques ont revivifié l’espoir des scientifiques en septembre 2025. Sur Terre, de tels minéraux indiquent généralement la présence ancienne de microbes métabolisant le fer. Un échantillon de Cheyava Falls pourrait révéler des indices de vie ancienne. Cet échantillon, conservé dans le compartiment de stockage du rover, nécessiterait une analyse laboratoriale approfondie pour confirmer ces découvertes.

Le projet de rapatriement des échantillons martiens semble actuellement compromis. Perseverance constitue la première phase de la mission Mars Sample Return (MSR), destinée à ramener des roches de Mars. Cependant, l’administration Trump a proposé d’annuler la phase retour du programme. Le vote du budget 2026 de la Nasa a confirmé l’absence de financement. Les scientifiques, qui travaillent depuis des décennies pour réaliser ce projet, expriment leur déception face à cette perspective d’abandonner les précieux échantillons sur Mars.

La Nasa a reconnu en 2024 que la configuration initiale de MSR était trop coûteuse et retardée. L’agence explore désormais des solutions commerciales moins onéreuses. Plusieurs options existent, mais aucune décision définitive n’a été prise. Les enjeux scientifiques demeurent considérables : découvrir si la vie a jamais existé sur Mars, environ trois à quatre milliards d’années avant le présent, lorsque la planète était chaude et humide, couverte de lacs et de mers.

Perseverance s’est posé en février 2021 dans le cratère Jezero, une dépression de quarante-cinq kilomètres de large. Une ancienne rivière y coulait autrefois, dont le delta asséché reste visible depuis l’espace. Si une vie a existé sur Mars, Jezero offre le meilleur endroit pour en trouver les traces. Le rover, équipé d’un bras préleveur et d’une foreuse, transporte quarante-trois tubes contenant les échantillons collectés et sélectionnés à distance par les scientifiques surveillant ses mouvements.

En septembre 2021, Perseverance a prélevé son premier échantillon : un fragment de basalte probablement issu d’une ancienne éruption volcanique. Depuis, le rover a progressé de trente-deux kilomètres en direction du bord du cratère, remontant le delta disparu. Quarante-trois tubes contiennent les échantillons les plus prometteurs pour la recherche de traces de vie. Dix tubes ont été déposés à Three Forks entre décembre 2022 et janvier 2023 comme emplacements de secours, tandis que les prélèvements les plus importants restent à bord.

Le site de Bright Angel, d’où provient Cheyava Falls en mars 2024, génère un enthousiasme particulier. Cet échantillon contient de la matière organique détectée avec certitude pour la première fois. Les taches et mouchetures de cette roche pourraient être associées à une ancienne forme de vie martienne, représentant l’échantillon le plus intéressant de toute la collection.

Si ces précieux échantillons étaient ramenés sur Terre, les scientifiques rechercheraient des propriétés difficilement explicables par des mécanismes non-biologiques. Il pourrait s’agir de traces laissées par des microbes en décomposition, ou d’un déséquilibre entre deux formes de carbone. Des microfossiles dans les roches constitueraient une preuve directe d’ancienne vie martienne. L’importance d’une telle découverte pour la compréhension de l’univers biologique est immense.

Au-delà de la recherche de vie, les échantillons martiens pourraient expliquer pourquoi Mars a perdu son champ magnétique et presque toute son atmosphère. L’atmosphère martienne a peut-être été balayée par le Soleil il y a des milliards d’années. Cet événement coïnciderait avec l’arrêt du champ magnétique protecteur, probablement causé par le refroidissement de la planète et la cessation de la tectonique des plaques.

Les électrons du sol martien gardent la trace de l’orientation du champ magnétique à différents moments, formant un fossile naturel de l’histoire magnétique de la planète. Des analyses sur Terre pourraient révéler cette chronologie de l’activité interne martienne, expliquant pourquoi Mars est devenue un monde stérile comparé à la Terre. Cette connaissance aiderait à orienter la recherche de planètes habitables en dehors du système solaire.

En avril 2024, Bill Nelson, administrateur de la Nasa, a reporté la phase retour de MSR suite à une étude indépendante avertissant que le programme coûterait onze milliards de dollars, soit cinq milliards de plus que prévu. Le calendrier s’était décalé jusqu’en 2040, dix années après l’échéance initiale. Cet administrateur a décidé d’abandonner le projet existant et de repartir de zéro, ce qui a déçu profondément les scientifiques impliqués.

Certains scientifiques craignaient cependant que ce projet détourne l’attention et les fonds d’autres recherches planétologiques importantes. Des inquiétudes existaient sur le “phagocytage” des budgets d’autres missions spatiales. Néanmoins, la communauté des planétologues considère presque unanimement cette mission comme une priorité scientifique majeure, malgré la nécessité d’un coût plus raisonnable.

Ramener les échantillons sur Terre nécessiterait des prouesses spatiales sans précédent. Le plan initial prévoyait un atterrisseur transportant un petit rover européen pour collecter les tubes et les charger dans une fusée lancée depuis Mars. Aucune puissance n’a jamais lancé de vaisseau spatial depuis la surface martienne. Un véhicule orbital européen aurait ensuite récupéré les échantillons pour les ramener sur Terre. Ce scénario a été abandonné en 2022, le rover de récupération jugé trop lourd pour un atterrissage sûr.

Après l’intervention de Bill Nelson, une douzaine de propositions ont été reçues avant fin 2024. SpaceX envisage d’utiliser son énorme fusée Starship en développement, tandis que Blue Origin et Rocket Lab ont également soumis des propositions. Rocket Lab affirme pouvoir exécuter la mission pour quatre milliards de dollars avec retour en 2031. Ce coût et ce calendrier sont nettement plus avantageux que les prévisions initiales de la Nasa.

Avec la fin du mandat Biden, Bill Nelson a décidé de laisser l’administration Trump choisir l’approche mi-2026. Ce délai signifie que les États-Unis pourraient ne pas être les premiers à ramener des roches martiennes. La Chine prévoit de lancer sa mission Tianwen 3 vers Mars en 2028 avec retour d’échantillons en 2031, bien que sa mission soit techniquement plus simple, impliquant un seul site de prélèvement.

En mai 2025, l’administration Trump a présenté son projet de budget 2026 pour la Nasa, prévoyant des coupes budgétaires généralisées et l’abandon de MSR, qualifié de “financièrement instable”. L’administration préfère prioritairement l’envoi futur d’humains sur Mars. Le Congrès doit désormais décider s’il suit cette recommandation ou s’il tente de sauver cette mission critique.

Perseverance poursuit son exploration martienne avec dix années d’autonomie restantes grâce à sa source énergétique au plutonium. Une date limite stricte s’impose pour la remise des échantillons sans rover de récupération. Les scientifiques estiment que la construction doit commencer dans les deux prochaines années, nécessitant au moins quatre ou cinq années pour assembler une mission complète.

Les tubes contenant les échantillons sont conçus pour rester intacts pendant un demi-siècle. Si la mission était annulée, Perseverance pourrait les déposer à la surface en espérant qu’une future mission, peut-être humaine, les récupère. Un autre pays pourrait également décider de s’en emparer ultérieurement. Les tubes ne portent aucune indication de propriété américaine exclusive.

Perseverance continue de collecter des roches qui pourraient ne jamais quitter Mars. Le rover progresse actuellement hors du cratère Jezero vers une région contenant certains des matériaux les plus anciens jamais rencontrés, datant de plus de quatre milliards d’années. Il reste moins d’une douzaine de tubes d’échantillons à remplir avant de compléter sa mission de collecte.

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