On est désormais sûrs qu’il y a eu de l’eau liquide à la surface de la planète Mars dans un passé très lointain. On ne sait pas encore combien de temps cette eau liquide a perduré et sous quelle forme. Le rover Curiosity se trouve au bon endroit pour essayer de répondre à ces questions. Le rover de la NASA explore depuis 2012 le cratère Gale, un cratère d’impact qui a très probablement abrité un lac à l’époque où la planète rouge était teintée de bleu. Le fond du cratère Gale a été peu à peu recouvert de sédiments avant que ceux-ci ne soient érodés par le vent et laissent place à une montagne que le rover Curiosity est en train d’escalader, le mont Sharp. Cette montagne sédimenteuse est une superbe opportunité pour étudier l’histoire géologique de la planète Mars. Chaque couche peut ainsi être reliée à une période précise.
Les équipes qui analysent les relevés du rover Curiosity espèrent y découvrir l’histoire de l’eau dans cette région. Une étude a été publiée le 7 octobre dans la revue Nature. L’étude s’appuie sur des relevés effectués par le rover Curiosity à la base du mont Sharp dans une formation datée entre 3,3 et 3,7 milliards d’années. A l’aide de sa MastCam, le rover Curiosity a pu mettre en évidence des roches comportant des niveaux importants de sulfate de calcium et de magnésium, des sels qui ont généré un assèchement général du cratère Gale. Les relevés effectués plus bas, correspondant à des périodes plus anciennes, montraient au contraire une eau très douce, peut-être même buvable. Le lac principal du cratère Gale aurait pu être entouré d’un système de petits bassins communiquant avec lui, qui se seraient asséchés en premier, ce qui se retranscrit aujourd’hui dans la forte salinité des sédiments observés.
Mais cela ne signe pas forcément la fin des espoirs de trouver de l’eau sur Mars. Les relevés du rover Curiosity marquent peut-être une période sèche temporaire avant un retour de l’eau. Pour en avoir le coeur net, il va falloir attendre que le rover Curiosity poursuive son ascension vers un endroit riche en argile et donc probablement avec un passé aqueux. Les prochains mois d’exploration du rover Curiosity vont donc être cruciaux pour comprendre l’histoire du cratère Gale. Combien de temps a-t-il abrité de l’eau et pendant combien de temps cette eau a-t-elle pu être compatible avec la vie ?
Sur Terre, les eaux fortement salées ne permettent pas le développement d’une vie complexe allant au-delà de la simple bactérie, mais il est de toute manière fortement improbable que Mars ait eu le temps de développer autre chose que de la vie unicellulaire. Il reste moins d’un an à attendre avant l’ouverture de la prochaine fenêtre de tir vers la planète Mars avec potentiellement trois missions sur le départ. Espérons qu’elles seront aussi fructueuses que le rover Curiosity.
Le rover Curiosity va bientôt grimper sur la montagne au centre du cratère Gale
— Actualités du 4 juin 2019 —
Le rover Curiosity continue de révéler les secrets de la région d’Aeolis Mons. C’est une montagne de 5,5 kilomètres de haut, nichée au centre du cratère Gale. Cette région est très intéressante car on pense que le cratère Gale a accueilli un lac d’eau il y a très longtemps. La montagne en son centre se serait formée par une gigantesque accumulation de sédiments. L’érosion par les vents martiens aurait alors exposé les différentes couches sédimentaires, ce qui nous permet de retracer l’histoire du cratère sur près de 2 milliards d’années.
Le rover de la NASA va bientôt fêter son septième anniversaire à la surface de la planète Mars. Il est actuellement en train de se déplacer au pied de cette montagne. Sur un selfie datant du 12 mai, on peut voir deux tout petits trous de forage effectués par le rover Curiosity. L’analyse de ces forages a révélé la plus grande concentration d’argile découverte par le rover Curiosity jusqu’à présent. Or les argiles se forment généralement quand des sédiments sont en contact avec de l’eau. En découvrant de grandes quantités d’argile au niveau d’une couche sédimentaire précise, on peut reconstituer encore plus précisément l’histoire de l’eau martienne.
Au cours des prochains mois et des prochaines années, le rover Curiosity devrait tenter de grimper de plus en plus haut sur les flancs de la montagne, accédant ainsi à des couches sédimentaires plus récentes. Des relevés effectués par des orbiteurs nous donnent déjà une idée de ce qu’il trouvera au-dessus de la couche argileuse. On trouve des strates plus riches en soufre. C’est probablement le signe d’une étendue d’eau qui a commencé à réduire ou à sa s’assécher. Cela va être particulièrement intéressant d’étudier la frontière entre ces deux environnements. On pourra peut-être retracer l’histoire précise de la disparition de l’eau liquide à la surface de Mars.
La NASA est en train de définir une route pour que le rover Curiosity visite toutes ces couches géologiques. L’itinéraire devrait aussi amener le robot à traverser une zone appelée Gediz Vallis, qui est un autre mystère de la planète Mars. On pense qu’il s’agit du cours d’une rivière qui serait apparue plus tard dans l’histoire martienne, alors que les couches riches en argile et en soufre étaient déjà formées. Si le rover Curiosity réussit à analyser ces trois environnements, on connaîtra mieux l’histoire de l’eau et du climat dans le cratère Gale, et par extension on connaîtra mieux la planète Mars.
A partir de 2021, les nouveaux rovers de la NASA, de l’ESA et peut-être de la CNSA pourront éventuellement confirmer cette histoire sur d’autres sites géologiques. Le plus intéressant sera bien entendu de déterminer laquelle de ces périodes a été la plus favorable à la vie. Cela permettra de concentrer les efforts sur les zones jugées les plus fertiles, avec peut-être la découverte d’un fossile ou d’une trace d’une microscopique vie passée.
Le rover Curiosity détecte des composés organiques sur la planète Mars
— Actualités du 12 juin 2018 —
Le rover Curiosity poursuit son périple dans le cratère Gale à la surface de la planète Mars. La semaine dernière, la NASA a communiqué les résultats d’une étude de deux échantillons prélevés et analysés par le rover. Ces résultats ont beaucoup fait parler car ils montrent la présence de composés organiques à la surface de la planète Mars. Mais la présence de chimie organique ne veut signifie pas automatiquement une présence de vie. Ce terme décrit simplement la chimie du carbone. Mais comme les composés organiques sont très largement utilisés et synthétisés par les processus du vivant, on associe généralement les deux.
Le rover Curiosity a déjà détecté des éléments de chimie organique sur Mars. Il y a bien sûr le méthane de l’atmosphère martienne qui continue de nous intriguer car on ne connait pas encore son origine. Le rover Curiosity avait aussi identifié des traces infimes de composés organiques dans des échantillons prélevés grâce à sa foreuse. Les quantités prélevées étaient cependant trop faibles pour écarter l’hypothèse de la contamination. Cette fois-ci, les quantités détectées sont 100 fois plus importantes, ce qui permet d’être certain que ces molécules sont bien d’origine martienne.
Il s’agit de dérivés du thiophène, des molécules étrangement similaires à la matière qui permet la création du pétrole sur la planète Terre. Sur notre planète, dans certaines conditions des organismes peuvent se sédimenter et se transformer en hydrocarbures. Ce processus laisse des traces de dérivés du thiophène. Découvrir ces mêmes molécules sur Mars soulève forcément des questions. On pense que le cratère Gale a accueilli un lac il y a environ 3,5 milliards d’années. C’est également l’âge des échantillons analysés par le rover Curiosity. Autrement dit, c’est probablement l’indice le plus convaincant d’une vie passée à la surface de la planète rouge. Cet indice est pourtant loin d’être suffisant. Ces molécules pourraient avoir été produites ou consommées par des êtres vivants. Elles auraient aussi pu être créés par des processus qui n’ont rien en commun avec la vie.
Le rover Curiosity a bien rempli ses objectifs et le potentiel de découverte est grand pour les prochaines missions. Les rovers ExoMars et Mars 2020, qui arriveront sur la planète rouge en 2021, pourraient conclure le débat. Leurs capacités seront nettement supérieures aux capacités de Curiosity. ExoMars sera capable de forer jusqu’à deux mètres de profondeur, alors que le rover Curiosity ne peut forer que jusqu’à quelques centimètres de profondeur. Les échantillons qu’il analysera auront donc été préservé des radiations et de l’oxydation en surface de Mars. Espérons que le site d’Oxia Planum qui a été sélectionné par l’agence spatiale européenne pour accueillir le rover sera aussi intéressant que le cratère Gale. Il s’agit d’un bassin de 200 kilomètres de diamètre qui a probalement abrité un lac ou une mer.
En attendant, Curiosity va pouvoir continuer à percer le sol martien. Sa foreuse est en effet tombée en panne en décembre 2016. La NASA a réfléchi à une solution originale pour contourner la panne, et après quelques tests l’outil est à nouveau opérationnel depuis la fin du mois dernier. Le rover Curiosity n’est pas équipé pour identifier directement des formes de vie ou leurs fossiles. On ne peut donc pas espérer qu’il découvrira d’autres composés organiques.
La foreuse du rover Curiosity va fonctionner à nouveau
— Actualités du 6 mars 2018 —
Le rover Curiosity est en mission sur Mars depuis l’été 2012. Il est équipé d’une foreuse qui lui a permis de prélever des échantillons sur une quinzaine de sites. Cette foreuse est malheureusement tombée en panne à la fin de l’année 2016 car un moteur défectueux empêche la mèche de sortir et de se rétracter dans son support. Les ingénieurs de la NASA ont réfléchi à une solution. Dans son fonctionnement classique, la foreuse est placée près de son objectif par le bras du rover Curiosity. Elle est ensuite poussée à travers la zone à forer grâce au moteur qui est tombé en panne. L’idée est de garder la mèche complètement sortie de son support et de se servir du bras du rover pour pousser. C’est un peu comme percer un mur d’une seule main avec le bras tendu. Ce n’est pas l’idéal au niveau de la précision et des vibrations, mais cela fonctionne. Un premier test a permis de réaliser un forage d’un centimètre de profondeur dans la zone où le rover se trouve actuellement. D’autres tests vont être menés dans les jours et les semaines qui viennent.
Mais il faut encore s’assurer que les échantillons ainsi collectés peuvent être amenés vers un des deux laboratoires d’analyse du rover Curiosity. Pour cela, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) ont testé avec succès une méthode sur Terre. Mais rien ne dit que cela fonctionnera dans l’environnement martien. Si les résultats de ces tests sont satisfaisants, alors la foreuse de Curiosity pourra reprendre sa mission et nous apporter des réponses sur l’éventuelle présence d’eau dans le passé de Mars.
L’atterrissage du rover Curiosity a été digne d’un film d’Hollywood
Le 26 janvier 2018, le rover Curiosity cumulait 2000 jours à la surface de Mars. Pour célébrer cela, la NASA a partagé une superbe photo panoramique du cratère où il s’est posé et continue de mener son enquête. Le rover Curiosity est chargé de déterminer l’habitabilité de la planète rouge. Le Mars Science Laboratory est son nom officiel. Il emporte l’ensemble d’instruments le plus complet et complexe actuellement à la surface de Mars. En cinq ans et demi de mission, il a déjà permis de collecter des indices importants sur les conditions présentes et passées de Mars. Avant même de se déplacer à la surface de Mars, Curiosity a déjà accompli certains exploits techniques. Depuis l’atterrissage de Sojourner en 1997, la NASA a envoyé de gros rovers sur Mars : Spirit et Opportunity pèsent 180 kilos. Le rover Curiosity a la masse et les dimensiosn d’une petite voiture, ce qui lui permet d’emporter dix fois plus la masse d’instruments des précédents rovers. Mais poser une telle masse à des dizaines de millions de kilomètres des centres de contrôle de la NASA est compliqué. L’agence spatiale américaine a donc dû mettre au point une solution audacieuse et terriblement efficace. L’atmosphère de mars est trop fine pour que des parachutes suffisent à freiner un objet de la taille de Curiosity. L’atmosphère de Mars est toutefois assez épaisse pour perturber l’utilisation de rétro-fusées, ce qui a poussé l agence spatiale américaine à envisager une solution hybride : l’atterrissage du rover Curiosity a utilisé un bouclier thermique, à un parachute, à des rétro-fusées et même à une grue. La complexité de cet atterrissage était un énorme pari. Curiosity représentait 7 ans de travail et 2,5 milliards de dollars.
Après huit mois de voyage, le 6 août 2012 le rover et son vaisseau arrivent au niveau de l’atmosphère de Mars. L’atterrissage du rover a été très médiatisé et a été suivi par des millions de spectateurs. La séquence d’atterrissage a duré 7 minutes pendant lesquelles le module de descente a fonctionné de manière autonome. La séquence commencer par une entrée atmosphérique guidée. Le module de descente est équipé de petits propulseurs pour lui permettre de garder le cap. C’est en grande partie cela qui permet de déposer le rover à la surface de Mars avec une précision incroyable pour un vol interplanétaire. A 10 kilomètres d’altitude, le module de descente se sépare de son bouclier thermique et déploit un parachute supersonique. Le parachute permet de réduire la vitesse du module de descente par rapport au sol, de 470 à 100 mètres par seconde. Au terme de cette séquence, le rover se trouve à 1,8 km d’altitude. Il se débarrasse de sa coquille supérieur et du parachute pour se être à nouveau en chute libre. Le rover est alors fixé à une plateforme sur laquelle se trouvent les propulseurs à l’hydrazine. C’est le début de la séquence de rétro-propulsion. Les 8 fusées réduisent encore la vitesse du module de descente. Pendant ce temps là, le rover Curiosity quitte sa configuration de vol pour prendre une configuration d’atterrissage. Les fusées de rétro-propulsion parviennent à annuler complètement la vitesse du rover, mais elles ne l’amènent pas jusqu’au sol. A 7,5 mètres d’altitude, le module de descente s’arrête. Si les fusées s’approche trop près du sol, elles soulèveront un nuage de poussière qui risque d’endommager les instruments scientifiques du rover avant même le début de sa mission. La solution retenue par les ingénieurs du projet est de faire descendre le rover grâce à des câbles, un peu à la manière d’une grue. Curiosity, un rover de la taille d’une voiture, est alors suspendu sous une plateforme elle-même en lévitation grâce à des fusées, sur une planète à des dizaines de millions de kilomètres de la Terre. Après 7 minutes de descente, le rover Curiosity est déposé à seulement 2,4 kilomètres du centre de l’ellipse prévu par la NASA. C’est un véritable exploit. Ce qu’il reste du module de descente et de la grue va s’écraser à 650 mètres de distance.
Les instruments embarqués par le rover Curiosity cherchent des traces de vie sur Mars
Le rover Mars Science Laboratory n’est pas qu’un cascadeur, c’est avant tout une formidable machine à faire de la science. Sa masse bien supérieure à celle des autres rovers qui l’ont précédé lui permet d’embarquer dix instruments scientifiques, dont certains sont très ambitieux. En effet, il faut maintenant aller plus loin que la simple observation de la planète rouge. Il faut maintenant intéragir avec Mars. Le rover Curiosity est rempli de capteurs et a 17 caméras. Les instruments de navigations du rover, une station météo, des détecteurs de particules et des photos de la zone environnante permettent de comprendre les conditions qui règnent autour du cratère où se situe le rover. Mais les instruments les plus intéressants embarqués par Curiosity sont ceux qui vont pouvoir révéler les secrets chimiques de Mars. Parmi le plus impressionnant de ces instruments scientifique, il y a le ChemCam. Les ingénieurs de la mission ont eu la bonne idée de doter le rover d’un laser pulsé capable de vaporiser de petites quantités de roches, pour pouvoir mener des analyses par spectrométrie. En plusieurs dizaines d’impulsions, ChemCam est capable de vaporiser et de dresser le spectre de la roche visée, et donc de déterminer sa composition chimique sans même la toucher. Cet outil a été réalisé en grande partie en France sous la direction du CNES. Mais le rover Curiosity ne se contente pas de rester à distance car il est doté d’un bras articulé sur lequel sont fixés des instruments destinés à entrer en contact avec la surface martienne. Il y a une caméra microscope et un spectromètre à rayons X. Mais ce bras articulé est également équipé d’une foreuse et d’une mini-pelleteuse. L’objectif est de collecter des échantillons de la surface parfois en profondeur pour les analyser à bord d’un des deux laboratoires situés dans le corps du rover. Le laboratoire SAM est notamment chargé de détecter toute trace de chimie organique dans ses échantillons. C’est sur lui que repose une grande partie de la mission, et depuis le 6 août 2012 ces instruments ont beaucoup travaillé. En cinq ans et demi, le rover Curiosity a parcouru un peu plus de 18 km, ce qui peut paraitre lent mais cela perment de ne laisser aucun détail de l’environnement s’échapper et aussi de préserver les roues du rover qui souffrent sur la surface rocailleuse de Mars.
Les résultats du rover Curiosity sont tellement encourageants que d’autres missions sont prévues par la NASA
Pendant ces longues années d’études, Curiosity a pu détecter du soufre, de l’azote, de l’oxygène, du phosphore et du carbone à la surface de Mars. Cet environnement est donc capable de supporter une vie microbienne. De plus, les analyses du laboratoire SAM ont permis de découvrir des éléments de chimie carbonés dans un échantillon prélevé. Or la chimie du carbone est intimement liée à la vie. C’est pourquoi on parle de chimie organique pour décrire les composés du carbone. Les observations atmosphériques du rover ont également suscité l’attention des scientifiques. Les instruments scientifiques du rover Curiosity ont permis de mettre en évidence du méthane dans l’atmosphère martienne. De plus, la quantité de méthane observée n’est pas stable. Elle a été multipliée par 10 sur une période d’observation de deux mois. Il y a donc un procédé sur Mars qui produit du méthane de manière irrégulière. C’est typiquement le type d’observations que l’on pourrait attribuer à des organismes vivants. Mais en l’absence de preuves supplémentaires, on ne peut cependant rien certifier, surtout que le rover a également donné de mauvaises nouvelles concernant la vie. Les taux de radiations mesurés ont dépassé à plusieurs reprises les limites fixées par la NASA pour ses astronautes. Vent solaire et rayonnements cosmiques ont bombardé le rover Curiosity de façon incessante. Il ne faut pas oublier que la planète Mars n’a malheureusement plus de champ magnétique, c’est une donnée à prendre en compte pour de futures missions habitées. Parmi les observations les plus excitantes de Curiosity, il y a la forme des rochers. Leurs bords lisses et arrondis laissent penser qu’ils ont été érodés par un cours d’eau pendant de longues périodes. Certaines sections traversée par le rover Curiosity révèlent ainsi une petite rivière peu profonde mais régulière. Mais c’était il y a plusieurs milliards d’années. Le rover Mars Science Laboratory a plutôt bien rempli sa mission. En 2020, la NASA enverra un nouveau rover à la surface de Mars, qui ressemble beaucoup à Curiosity, mais avec de nouveaux instruments pour améliorer notre connaissance des rivières asséchées, des émissions de méthane et de la chimie organique de Mars.
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