Est-il vrai que l'Europe n'a jamais envoyé de sonde vers Mars ?

Le 9 février 2021, après un voyage de 493,5 millions de kilomètres, la sonde Al-Amal est arrivée en orbite autour de Mars où elle restera pour toute une année martienne (soit 687 jours terrestres). «Al-Amal», ou «Espoir» en français, est la première mission arabe vers Mars, lancée par les Émirats arabes unis le 20 juillet 2020 depuis le centre spatial de Tanegashima au Japon. Et les Émirats ne sont pas les seuls à avoir profité de cette fenêtre de tir privilégiée ouverte tous les 26 mois, où la Terre et Mars sont les plus proches. En effet, trois jours plus tard, la Chine a également lancé sa sonde, nommée Tianwen-1, suivie de près, le 30 juillet, par le rover Perseverance de la NASA, l’agence spatiale américaine.

Mais si ces trois missions ont pu décoller sans encombre à la conquête de Mars, la mission européenne ExoMars 2020, qui devait également partir à ce moment-là, n'a pas pu en faire autant. François Asselineau, président de l’Union populaire républicaine (UPR), le déplorait, dans un tweet du 9 février 2021, aimé 608 fois et partagé 263 fois. Félicitant les Émirats arabes unis pour le succès de leur mise en orbite, il prétendait, à l’aide d’un drapeau de l’Union européenne, que l’Europe n’avait encore jamais réussi à faire de même.

Sauf que l’ESA, l’agence qui réalise les ambitions spatiales de l'Europe comme de l'Union européenne, a en réalité déjà placé deux sondes en orbite autour de Mars en 2003 et en 2016. Elle est également déjà présente sur Mars, et est même allée bien plus loin que la planète rouge, seule ou en collaboration avec d’autres agences spatiales.

L’Europe, déjà présente autour de Mars depuis 2003

La première des sondes européennes lancées à la conquête de la planète rouge se nomme Mars Express. Le 2 juin 2003, elle quitte la Terre depuis la base de Baïkonour (Kazakhstan), à bord d’une fusée russe Soyouz. Elle est équipée d’un atterrisseur britannique, nommé «Beagle-2», et de sept instruments scientifiques dont deux sont français. Son rôle ? Cartographier complètement la planète, analyser son sous-sol et étudier son atmosphère. Une mission qu’elle remplit parfaitement dès son arrivée en orbite autour de Mars, le 25 décembre 2003, et jusqu'à aujourd’hui, puisque sa durée d’exploitation initiale de deux ans a été prolongée encore et encore jusqu’à la fin de l’année 2022.

Grâce à elle, les chercheurs ont pu découvrir par exemple des traces d’eau passée sur la planète rouge. Interviewée par Journalistes Solidaires, Jessica Flahaut, géologue martienne et lunaire au Centre de recherches pétrographiques et géochimiques de Nancy, estime qu'il s'agit de la «découverte de la décennie». Récemment, Mars Express a aussi permis en octobre 2019 d’obtenir des images en haute résolution du cratère Jezero, lieu d’«amarsissage» (aterrissage sur Mars) de Perseverance. Mais également, de découvrir des réservoirs d’eau liquide présents sous la surface de la planète en juillet 2018 et septembre 2020.

Treize ans plus tard, en octobre 2016, Mars Express est rejointe par une autre sonde européenne : la sonde TGO, de son nom complet «Trace Gas Orbiter». Premier élément du programme ExoMars mené principalement par l’ESA, elle est destinée à rechercher les traces d’une forme de vie passée ou présente sur la planète rouge.

En attendant la deuxième partie de sa mission ExoMars 2022, la sonde TGO, comme son nom l’indique, doit principalement analyser la composition chimique de l'atmosphère martienne, cherchant en particulier les gaz, présents à l’état de traces jusqu’en 2022, surtout le méthane.

«Sur Terre, il est principalement produit par deux processus : le volcanisme et les émissions par décomposition de matière organique, directement issue de l’activité des organismes vivants sur Terre. Or, sur Mars, jusqu’à preuve du contraire, il n’y a pas d’organismes vivants et ça fait bien longtemps que la planète s’est assez refroidie pour qu’il n’y ait plus de volcanisme actif, décrit Pierre Henriquet, médiateur scientifique au Planétarium de Vaulx-en-Velin (69) à l'équipe de Journalistes Solidaires._ Du coup, ces traces de méthane que l’on détecte de manière sporadique sur Mars sont assez mystérieuses, parce qu’on ne sait pas d’où elles viennent, ni ce qui les produit. C’est ce qu’étudie la sonde TGO. Elle prend aussi énormément de photos de la surface de Mars pour l’analyser, faire de la géologie et préparer les futurs sites d’atterrissage des prochaines sondes.»_

De plus, selon Jessica Flahaut, grâce aux données déjà récoltées par TGO, les chercheurs ont pu définir que la légèreté de l’atmosphère de Mars était due à des échappements atmosphériques qui seraient «peut-être à l’origine du changement climatique qu’il y a eu sur la planète».

ExoMars 2022, ou le premier rover européen sur Mars

ExoMars 2020, devenu avec son report ExoMars 2022, arrivera donc après ses prédécesseurs pour poursuivre cette mission unique en son genre : la recherche de traces d’une vie actuelle ou passée. Dans ce but, la sonde aura notamment à son bord le rover européen Rosalind Franklin.

Bien que dans la science-fiction, la recherche de vie extraterrestre soit présentée comme l’objectif immédiat de toutes les missions spatiales, les recherches se font en réalité étape par étape. Pour exister, chaque mission doit se nourrir des informations fournies par les sondes et robots déjà présents sur et autour de la planète Mars, comme nous l’explique Jessica Flahaut, en détaillant les étapes de la «conquête martienne».   Après Mars Express, en orbite autour de la planète rouge en 2003, c'est l'astro-mobile **Curiosity **qui se pose sur Mars avec la question de l’habitabilité de la planète en tête. Le rover a parcouru des milliers de kilomètres sans relâche, pendant huit ans, au milieu desquels il est parvenu à apporter une réponse après la découverte d’un ancien lac rempli de matière organique : oui, Mars pouvait, ou peut être habitable.

Après la question de l’habitabilité, cela sera au tour du rover Rosalind Franklin de se concentrer sur la recherche de la vie. Puisque l’atmosphère de Mars est très fine et laisse passer des rayons UV extrêmement forts, capables de détruire toute matière organique à la surface de la planète, les scientifiques, selon Jessica Flahaut, «ont décidé de chercher ces traces de vie dans les sous-sols de la planète» grâce à une foreuse qui permet au rover de creuser à plus de deux mètres sous la surface. «Ce sera le premier astro-mobile capable de faire ça». Selon elle, si un de ses prédécesseurs «s'était posé sur un nid de bactéries, il n’aurait pas eu les instruments pour le détecter».

Pourquoi n’a-t-il pas pu décoller ?

Comme l’indique Jessica Flahaut, malgré les nombreuses tentatives des pays européens, il est extrêmement difficile d'atterrir sur Mars. En effet le problème principal est celui du terrain :

«On est très loin de pouvoir se poser où on veut. Sur Mars par exemple, on va atterrir avec un parachute, donc on a besoin de suffisamment d'atmosphère pour ralentir notre robot au fur et à mesure qu’on descend, et donc ça exclut le fait de se poser sur tout ce qui est haut relief».

Puisque plus de 50 % de la planète est composée de hauts plateaux cratérisés, et que sur le reste, il y a beaucoup de dunes de sable et de gros blocs rocheux, cela rend Mars impraticable pour un atterrissage sur 70 à 80 % de sa surface.

Ensuite, une fois posé, le rover Rosalind Franklin d’ExoMars 2022 va utiliser un radar pour s'orienter. Et à nouveau, cette technologie demande d’exclure tous les terrains avec une réflectivité un peu trop forte, trop poussiéreux ou trop sableux… Ce cahier des charges est d’autant plus difficile à remplir que le rover a besoin d’un espace de 20 par 120 kilomètres remplissant toutes ces caractéristiques. «On se retrouve d’ailleurs pas très loin d’endroits où d’autres robots s’étaient posés. Ce sont les coins “safe de Mars”, les plus prisés.»

Pour l’instant, ce qui creuse vraiment l’écart entre les programmes européens et ceux de la NASA, c'est cette question de précision d'atterrissage. Elle est due en partie au budget investi par la NASA dans la recherche spatiale, qui dépasse de très loin celui des agences des différents pays européens, et l’ESA elle-même. En effet, les États-Unis sont les seuls à maîtriser la technique de la «Sky Crane», la «Grue volante», qu’ils ont développée pour Curiosity. «Grâce à cette technologie, ils n’ont eu besoin que d’une précision de 20 kilomètres par 20 kilomètres pour Curiosity, et pour Perseverance, ils ont estimé une précision de 7,5 par 7,5 kilomètres seulement», regrette la géologue.

En résumé, pour poser le rover Rosalind Franklin, ExoMars 2022 doit trouver un terrain plat, à forte visibilité de 120 kilomètres dans la direction d’arrivée (pour que le rover ne soit pas balayé par les vents très forts de Mars) tandis que la NASA n’a besoin que de 7 kilomètres dans cette direction pour pouvoir atterrir.

En 2016, l’Europe avait déjà essayé d’envoyer un atterrisseur, nommé Schiaparelli, en même temps qu’ExoMars TGO. Malheureusement, cette mission a échoué. Jessica Flahaut explique cet échec par «un problème d'oscillation un peu trop chaotique qui a poussé Schiaparelli à éjecter son parachute alors qu’il était encore à 3 kilomètres de la surface…»

Après ce crash, sans cesse rappelé par le cratère qu’a créé Schiaparelli en s’écrasant, les scientifiques européens et russes (le développement d’ExoMars 2022 se faisant en partenariat entre l’ESA et Roskosmos, l’agence spatiale russe) ont remis leurs méthodes en question. Les derniers tests de parachutes, prévus avant le lancement de la deuxième mission ExoMars en 2020, n’ont pas pu avoir lieu en raison de la pandémie. «La NASA avait donné son accord pour aider à renforcer les parachutes d’ExoMars, et nous permettre de partir à temps ; mais les derniers tests étaient prévus dans le désert de l’Utah et à cause des restrictions de déplacement, il n’a pas été possible de se rendre aux États-Unis». La difficulté de trouver un lieu d'atterrissage sûr, l'annulation de ces tests, mais aussi l’impossibilité pour les scientifiques d'accéder à leur laboratoire à cause des mesures de confinement dans chaque pays, ont donc entraîné le report du lancement d’ExoMars 2020.

L’ESA est-elle à la traîne par rapport aux autres agences ?

Le retard de l’Agence spatiale européenne n’est pas défini par le report de cette mission, mais plutôt par les technologies développées par la NASA. Cette avance technique de l’agence spatiale nord-américaine est justifiée par le budget alloué à ces recherches outre-Atlantique (6,48 milliards d’euros pour l’ESA, contre 22,629 milliards de dollars américains en 2020), mais aussi par l’ancienneté de son programme : la NASA investit ces sommes astronomiques depuis Apollo, au début des années 1960, tandis que l’ESA a été créée seulement en 1975.

Malgré la différence entre les budgets alloués à chaque agence, les programmes spatiaux ne fonctionnent plus dans un système de concurrence, mais d’entraide. Par exemple, Jessica Flahaut explique qu'elle utilise des données récoltées par tous types de missions internationales pour ses recherches. «Ces données sont accessibles et dans le domaine public. On peut se servir.» En effet, bien que derrière chaque mission «il y ait des ambitions sociétales et politiques», les scientifiques ne sont plus dans la «guerre des étoiles» qui existait au temps de la Guerre froide, mais bien dans une logique de collaboration.   Pourtant, en dehors du milieu scientifique où les chercheurs travaillent main dans la main, dans l’inconscient collectif, un échec qui touche à l’exploration spatiale n’est pas seulement perçu comme un échec scientifique, mais aussi, souvent, comme un échec géopolitique.  En effet, la conquête de l’espace est généralement associée à un prestige international. Comme l’explique Isabelle Sourbès-Verger dans l'article «Espace et Géopolitique» de la revue L'Information géographique de février 2010, pour s’y aventurer, un État doit exceller aux niveaux scientifique, technique et industriel. Ces investissements financiers majeurs permettent aux pays qui en sont les initiateurs d’accéder à un énorme pouvoir symbolique : celui de s’affranchir des contraintes terrestres tout en acquérant une capacité d’action planétaire. Avec la conquête spatiale, l'État accède à un statut de «supériorité incontestée» dans les esprits. Pas étonnant que pour François Asselineau, europhobe convaincu, le retard de l'envoi de cette sonde soit un argument de plus pour douter de la «puissance européenne». 

Des instruments européens sur le sol martien

Pourtant, même si cette mission est reportée depuis un certain temps, l’Europe a bel et bien pris part à la conquête de Mars depuis plusieurs années et de plusieurs manières, à travers des collaborations avec la NASA. Et l’apport de l’ESA est d’ailleurs souvent indispensable à la réussite scientifique de ces missions.

La collaboration la plus récente n’est autre que Perseverance, le rover de la NASA qui foule de ses roues le sol martien depuis le 18 février 2021. Il fait en effet partie d’un programme mené conjointement par l’ESA et par la NASA pour ramener des échantillons de roches de la planète rouge vers la Terre grâce à un rover et à un orbiteur de l'ESA, afin de mener sur Terre les études nécessaires pour savoir s'il y a eu une vie ancienne sur Mars.

Et l’un des instruments phares de Perseverance, nommé SuperCam, est également en majorité français. Petit frère de l’appareil ChemCam du robot Curiosity arrivé sur Mars en août 2012 et déjà développé en partie par le Cnes, le Centre national d’études spatiales français, SuperCam a été en partie fabriqué à Toulouse. Il est d’ailleurs exploité la moitié du temps par l’équipe française de Thierry Fouchet, astrophysicien à l’Observatoire de Paris et professeur à Sorbonne Université. «SuperCam est fait de trois parties : l'œil du rover, ou “mast unit”, est français, fabriqué à Toulouse, le “body unit” est américain et les “calibration targets” sont une collaboration franco-espagnole», décrit le co-responsable scientifique de l’instrument à Journalistes Solidaires.

Son rôle ? Déterminer la composition minéralogique des roches qui l’entourent, et donc de permettre aux scientifiques qui manipulent Perseverance de guider le rover plus facilement. «C’est l’un des instruments qui nous permettent de voir de loin de quoi est fait le terrain, afin de diriger le rover vers les différents types de roches qui nous intéressent et de pouvoir en prélever des échantillons», résume Thierry Fouchet.

Autre collaboration notable entre la NASA et des pays européens, le robot InSight, qui a atterri le 26 novembre 2018 avec entre autres à son bord le sismomètre français Seis et le capteur thermique allemand HP3. Le premier, instrument principal du robot, posé sur le sol martien, a pour rôle d’écouter battre le cœur de la planète, de détecter les ondes sismiques qui la parcourent, afin de permettre aux scientifiques de savoir de quoi est constitué l’intérieur de Mars. Quant au deuxième, il devait s’enfoncer à cinq mètres sous la roche martienne pour étudier la vitesse de refroidissement de la planète et ainsi reconstituer la «chronologie thermique» de Mars. Et si HP3 n’a pu remplir sa mission à cause d’un sol trop compact et peu coopératif à l’enfoncement de la sonde, Seis, lui, a vu sa mission prolongée jusqu’en décembre 2022.

L’Europe, vers Mars et au-delà

Et l’Agence spatiale européenne ne s’intéresse pas qu’à Mars, loin de là, comme le souligne Pierre Henriquet : «L’ESA mène une foule de projets, dont la conquête de Mars n’est qu’une toute petite partie !»

Parmi ces programmes, certains sont plus proches de la Terre que Mars. C'est le cas notamment d'un projet qui devrait bientôt aider au retour des humains sur la Lune : le Lunar Gateway, nouvelle station spatiale internationale que l’ESA construit notamment en partenariat avec la NASA et qui devrait être placée en orbite lunaire d’ici 2030.

D'autres sont au contraire plus lointains. Des sondes européennes ou issues d’une collaboration internationale sont ou ont également été envoyées vers d’autres planètes que Mars. Tout comme les deux orbiteurs de la mission BepiColombo, le partenariat entre l’ESA et la Jaxa – l’agence spatiale japonaise –, qui sont partis en octobre 2018 et devraient arriver en orbite autour de Mercure en 2025. Ou encore l'atterrisseur Huygens, envoyé avec la sonde américaine Cassini autour de Saturne en octobre 1997, qu'il a quittée en décembre 2004 pour se placer en orbite et finalement atterrir en janvier 2005 sur Titan, une des lunes de la planète. «Là, il a analysé la surface du seul monde du système solaire [en dehors de la Terre] où il y a encore un cycle liquide avec des rivières, des lacs d’hydrocarbures», précise Pierre Henriquet.

L’ESA est également la seule agence spatiale à avoir jamais étudié une comète de près et posé un robot dessus. En l’occurrence, la comète Tchouri (de son nom complet Churyumov-Gerasimenko), observée par la sonde Rosetta et «visitée» par le robot Philae (tous deux européens) en 2015. «Aller sur place pendant dix ans, en parcourant des milliards de kilomètres pour pouvoir se poser précisément sur ce petit bloc de glace et analyser l’eau et une glace qui contient les poussières primordiales du système solaire d’il y a 4 milliards d’années, ça n’avait jamais été fait !», s’enthousiasme Pierre Henriquet.

Enfin, les missions menées par l’ESA ne s’arrêtent pas à notre système solaire, mais permettent au contraire aux scientifiques d’étudier également le reste de l’univers. Parmi ces missions, se trouve notamment le satellite Planck, actif entre 2009 et 2013, en orbite autour de la Terre.

«Dans le milieu scientifique, il restera comme le satellite ultime, qui nous a permis de prendre en photo la toute première lumière que l’univers a émis juste après le Big Bang il y a presque 14 milliards d’années, avec une résolution qui n’est pas dépassable, raconte Pierre Henriquet. C’est-à-dire que la résolution de cette photo est tellement bonne qu’on atteint les limites que la nature nous impose. Elles ne sont même plus déterminées par le matériel du satellite, mais par les limites intrinsèques de la nature ! Et ça, c’est l’ESA aussi.»