Pourquoi Mars?

Mars est la planète que nous pouvons et que nous devons privilégier dans le cadre de notre exploration spatiale. C’est en effet un astre bien particulier, celui qui potentiellement nous offre le maximum d’opportunités. C’est d’abord un lieu de recherche pour mieux comprendre la Terre et le phénomène de la vie ; c’est aussi le seul endroit en dehors de la Terre où nous avons la possibilité de nous installer de façon pérenne. C’est enfin un défi qui nous est posé et que nous pouvons relever. Envoyer des robots c’est bien, y aller nous-mêmes c’est mieux. Aller sur Mars, c’est faire notre premier pas vers les étoiles.

Mais pourquoi donc privilégier Mars parmi tous les objectifs possibles de l’exploration spatiale ?! Après tout ce n’est qu’une petite planète (la moitié du diamètre de la Terre et seulement 1/10ème de sa masse) ; elle a une atmosphère très ténue (6 millibars au « datum », son « altitude zéro ») ; sa surface est aride car, à cette pression, l’eau (même saumâtre) ne peut être qu’exceptionnellement liquide ; sur cette surface, les sels de perchlorates, très agressifs pour les matières organiques, sont omniprésents ; les radiations solaires et galactiques sont relativement peu filtrées par l’atmosphère et par l’absence de magnétosphère, si bien que leur intensité est comparable à celle qui est mesurée dans l’environnement terrestre à l’altitude de l’ISS ; enfin elle évolue entre 56 et 400 millions de km (entre 3 et 22 minutes lumière) de chez nous et il faut entre 6 et 9 mois tous les 26 mois pour l’atteindre dans des conditions énergétiques optimales après avoir parcouru un arc d’ellipse d’environ 500 millions de km en moyenne. Certes !

Cependant ces faiblesses, ou ces défauts, sont largement compensées par les avantages relatifs et absolus par rapport aux autres astres que nous pouvons observer.
D’abord la planète Mars est « loin » mais elle n’est pas « si loin ». Elle est d’abord toujours, bien qu’à la limite, dans la zone habitable en surface de notre système stellaire (notion de température fonction de l’irradiance du Soleil). Jupiter et sa lune Europe qui contient sans doute un océan d’eau salée sous sa croûte de glace, évoluent entre 591 et 965 millions de km et il faut 4,23 années aux ondes électromagnétiques pour nous parvenir de la planète Proxima-b située dans la « zone habitable » de Proxima Centauri, la voisine la plus proche de notre Soleil (cette étoile est de plus une naine rouge, ce qui présente des conditions rédhibitoires pour son habitabilité réelle).

Ensuite, son atmosphère, équivalente à celle de la terre à 35 km d’altitude (l’espace est officiellement à 100 km), a au moins « le mérite d’exister ». Il n’y en pratiquement pas autour de la Lune ou de Mercure et celle de Vénus est si épaisse qu’elle maintient à sa surface une pression et une température de « cocotte-minute » (450°C et 90 bars). De même la quantité d’eau sur Mars est loin d’être nulle. Elle est présente sous forme de glace aux pôles et dans le sous-sol immédiat un peu partout. Surtout elle doit être liquide dans le sous-sol profond depuis toujours et elle doit bien ruisseler en surface dans des conditions exceptionnelles (au fond du bassin d’Hellas, par beau temps sur une fourchette de quelques degrés). Au cours des premiers âges (ères Phyllosienne et Theiikienne) bien avant 4 milliards d’années et jusqu’à il a 3,5 milliards d’années, puis ensuite épisodiquement, elle a marqué le sol de son empreinte et hydraté les roches dans un environnement relativement chaud. Ce long travail de l’eau active sur une matière très semblable à la nôtre, accompagné par un volcanisme puissant, a permis une profonde transformation de l’environnement primitif.

En fait Mars a été une planète vivante au sens qu’on peut donner à ce terme pour la Terre, jusqu’à l’époque où les premières traces de vie microbienne sont apparus « chez nous ». Comme l’érosion a été très faible depuis lors, la surface de roches inchangées qui peuvent en porter témoignage s’élève à des dizaines de millions de km2. C’est donc là où nous avons le plus de chance de trouver un jour des traces de vie (fossiles ou même actives) ailleurs que sur Terre et, plus même que sur Terre, des traces de l’évolution avancée de molécules organiques vers la vie. Rien de tel sur nos autres voisines, la Lune dont la vie géologique active n’a sans doute duré que quelques petits millions d’années ou bien Vénus sur laquelle l’effet de serre a conduit à des conditions dans lesquels les effusions magmatiques ont effacé toutes traces géologiques vraiment anciennes et qui est très difficilement explorable. Et que l’on ne vienne pas nous parler de l’eau lunaire ! Il y a certes de la glace d’eau dans le fond de rares cratères situés aux pôles de la Lune jamais éclairés par le soleil mais les quantités en sont infinitésimales par rapport aux masses d’eau martienne et sans doute très difficilement accessibles.

Pour l’installation de l’homme « hors de son berceau », Mars présente des avantages certains : une certaine protection atmosphérique contre les radiations, une alternance jour / nuit comparable à celle de la Terre (24h39) et qui, liée à la présence de l’atmosphère, permet de lisser un peu les pics de température (songez aux nuits de 14 jours de la Lune !), une température adoucie (à l’équateur martien la température peut dépasser les 15°C le jour et rester la nuit aux environs de -80°C mais cela pendant seulement une douzaine d’heures) ; la possibilité d’utiliser des ressources locales intéressantes, à commencer par l’eau mais aussi l’atmosphère de gaz carbonique qui permettrait d’obtenir facilement de l’oxygène et du méthane (utiles pour la propulsion du voyage de retour) ; la possibilité d’utiliser l’atmosphère pour freiner la descente des vaisseaux en surface ; une certaine portance pour les véhicules planétaires ultralégers ; une différence de gravité en surface moins handicapante que sur la Lune (en gros 1/3 de celle de la Terre mais le double de celle de la Lune).

Enfin Mars a été une « presque Terre » et elle pourrait devenir une « nouvelle Terre ». En cas de catastrophe terrestre mondiale, toujours possible (les hypothèses ne manquent pas), Mars serait la seule planète sur laquelle une poignée des meilleurs d’entre nous pourraient survivre et de ce fait perpétuer notre espèce et notre civilisation. Ce n’est pas un motif négligeable pour s’y installer le plus vite possible car acquérir un minimum d’autonomie sera difficile et long.
Après, si vous n’êtes toujours pas convaincu de l’intérêt des missions habitées, considérez Mars, cette petite lumière lointaine, comme l’archétype aujourd’hui des lieux non accessibles mais qui sont en train de le devenir tout en restant très difficiles d’accès et il faut le reconnaître, assez « périlleux ». Représentez-vous la planète comme les plus hauts sommets alpins, les grands déserts d’Afrique ou d’Asie, l’Antarctique, la Lune en mieux ; un défi qui nous est posé et que nous voulons relever simplement parce qu’il est là, petit point rougeâtre fiché sur la voûte du ciel mais à portée de nos fusées. Cette curiosité, cette envie et ce goût de l’aventure sont typiquement humains ; pourquoi le nier et pourquoi renoncer à les satisfaire, pourquoi aussi se refuser le plaisir de la conception puis de la réalisation des systèmes et des engins complexes qui le permettront ?!

Ces caractéristiques martiennes et ce potentiel des missions robotiques et humaines, ne doivent pas nous faire oublier l’intérêt des autres astres mais elle justifie qu’on y affecte un maximum de nos ressources rares parce que dans un futur proche le « retour satisfaction » et sûrement dans un futur plus lointain, le « retour financier » sur investissement sera multiple et considérable.

Image à la Une: Vue de Vera Rubin Ridge vers le rempart du cratère Gale. Photo prise le 30 janvier 2018 par Curiosity dans le Cratère Gale. Crédit:NASA/JPL-Caltech/MSSS

Nous vous rappelons que vous pouvez vous inscrire à EMC18, le congrès des Mars Societies européennes qui aura lieu fin octobre au Musée International d’Horlogerie (MIH) de La Chaux-de-Fonds. Nos sponsors sont le Musée International d’Horlogerie, Spectratime , la Banque Cantonale Neuchâteloise et Trax-L.

Conseil au nouvel Administrateur de la NASA

Robert Zubrin, fondateur de la Mars Society, ingénieur en propulsion, s’est rallié par tactique au projet « Lune-d’abord », estimant sans doute qu’il était plus probable de pouvoir changer la politique spatiale américaine en évitant la confrontation brutale et en favorisant aussi l’utilisation des lanceurs lourds dont le coût unitaire de lancement devrait de ce fait baisser (économie d’échelle), ce qui facilitera les missions martiennes habitées, en espérant qu’elles soient menées aussi tôt que possible.

Il revient dans ce contexte sur un autre écueil de la politique spatiale américaine, la non définition du but à atteindre. Aujourd’hui et depuis très longtemps, l’Administration américaine lance des programmes non pour atteindre un but mais pour faire tourner des industries (en l’occurrence spatiales) et maintenir ou « booster » l’emploi et dans cet esprit elle évite la moindre prise de risque pour continuer à « ronronner » en toute tranquillité. Robert Zubrin sait que l’on n’atteint un but efficacement et rapidement que si on se le donne comme objectif. Il sait aussi qu’une vie sans but, conduit à la promenade, à l’errance, en fin de compte à l’endormissement et à la disparition. Il veut réveiller l’Amérique, le pays des pionniers et de la « frontière » et il a raison car c’est en Amérique que ce désir d’aventure présent chez presque tous les hommes (surtout les jeunes !), est le plus fort et donc là que l’étincelle peut faire repartir le feu.

L’aventure c’est l’entreprise (on pourrait la qualifier d’aventure organisée), menée par un entrepreneur, et c’est donc sur elle qu’il compte pour mener les autres hommes et sur l’entrepreneur (évidemment Elon Musk) pour créer l’étincelle sur la base d’une idée géniale (par exemple la réutilisation des lanceurs) et impulser l’énergie par son enthousiasme propre. Encore faut-il que le terrain soit favorable. Aujourd’hui, il ne l’est pas, c’est plutôt un marécage qui a tendance à tout éteindre. La NASA est devenu un « machin », comme disait le Général de Gaulle à propos de l’ONU, un rassemblement de personnes peut-être de qualité mais empêtrées dans un corset administratif paralysant car contraint par le nombre de ses employés (et l’inertie que cela implique), ses procédures et par les interdits politiques (la protection planétaire par exemple !) et sociétales (l’aversion au risque si commune à notre époque).

Robert Zubrin plaide auprès de la personne qui peut changer les choses, le nouvel Administrateur Bridenstine, pour une NASA légère car initiatrice (audacieuse), coordinatrice et facilitatrice, plutôt que politiquement correcte (timorée) et faiseuse (avec application plutôt qu’avec génie), en fait une NASA comme elle existait à ses débuts, à l’époque de John Kennedy. Espérons qu’il soit entendu !

texte de Robert Zubrin (traduction Pierre Brisson):

Exigeons un programme spatial axé sur des objectifs.

Le 19 Avril 2018 Jim Bridenstine a été finalement confirmé comme nouvel Administrateur de la NASA et il a pris en charge l’Agence spatiale après plus d’un an de dérive sans personne à la barre (certains diraient après plus de neuf ans). Maintenant que l’ancien pilote de la Marine et parlementaire de l’Oklahoma a eu quelques semaines pour s’installer dans son bureau et voir ce qui se passe, je pense que le moment est opportun pour lui donner quelques conseils. Les voici !

Cher Administrateur Bridenstine,

Félicitation pour votre nomination. Vous avez pris en charge une Agence dont certains départements (ceux qui sont responsables des programmes d’astronomie et d’exploration planétaire) ont accompli de hauts-faits historiques dont on se souviendra pendant des siècles, tandis que d’autres (en particulier celui qui est responsable du programme des vols habités) ont dépensé des dizaines de milliards en pure perte. La différence est que les départements d’astronomie et d’exploration planétaire ont choisi de dépenser leurs fonds de manière intelligente et pour un objectif tandis que le département des vols habités a été autorisé à fonctionner sans aucun objectif.

Les missions Hubble, Kepler, TESS, Webb, Opportunity, Spirit, Curiosity et Cassini ont été conçues, réalisées et lancées pour des raisons claires. En revanche, le Département des vols spatiaux habités propose des projets, puis tente d’inventer des raisons pour les justifier. Les concepteurs des premiers dépensent de l’argent pour faire des choses ; le second fait des choses pour dépenser de l’argent. Prenons à titre d’exemple la proposition actuelle de construire une station spatiale en orbite lunaire. A quoi sert-elle? Certains disent qu’elle «pourrait être utile» en appui d’une base lunaire, qui est l’objectif théorique de l’administration. Mais est-elle nécessaire?

Permettez-moi de le dire de cette façon puisque vous êtes pilote : Disons que vous êtes aux commandes d’un avion allant de l’aéroport Reagan (NdT à Washington D.C.) à celui de La Guardia (NdT à New-York), de quoi avez-vous vraiment besoin ?

(A) un club de pilotes à Pittsburgh, ou

(B) un train d’atterrissage pour votre avion.

Vous pourriez avoir du plaisir à pouvoir profiter certains jours d’un club de pilotes à Pittsburgh mais maintenant vous avez vraiment besoin d’un train d’atterrissage si vous voulez atterrir. C’est la même chose pour la Lune. Si vous voulez construire et utiliser une base lunaire, vous avez besoin d’un atterrisseur lunaire ; vous n’avez pas besoin d’une station spatiale en orbite lunaire. De même, si vous voulez construire et utiliser une base sur Mars vous avez besoin d’un atterrisseur sur Mars ; vous n’avez pas besoin d’une station spatiale en orbite lunaire.

Vous vous souvenez peut-être que durant l’administration Obama, certaines personnes ont émis l’idée stupide d’une mission de détournement d’astéroïde (Asteroide Redirect Mission, « ARM ») dont le but était de déplacer un petit morceau d’astéroïde jusqu’en orbite lunaire pour donner quelque chose à visiter aux astronautes volant autour de la Lune dans la capsule Orion. La station spatiale en orbite lunaire est l’ARM sans astéroïde. Ce n’est pas un pont vers la lune ou vers Mars. C’est un guichet d’octroi programmatique qui bloque le chemin vers la Lune ou vers Mars. Choisir de construire un guichet d’octroi en orbite lunaire au lieu d’un atterrisseur lunaire ou martien, c’est choisir de ne pas aller sur la Lune ou sur Mars.

Ainsi la décision évidente, si l’on veut vraiment déposer des Américains sur la Lune aujourd’hui, c’est d’annuler le projet de guichet d’octroi en orbite lunaire et d’utiliser son financement généreux (504 millions de dollars cette année et beaucoup plus prévu pour la suite) pour développer un atterrisseur lunaire. On peut le faire par des méthodes d’appels d’offres traditionnelles et s’en sortir avec des conditions bien meilleures qu’aujourd’hui. Mais les remarquables succès récents et croissants de l’industrie spatiale privée suggèrent une alternative qui pourrait être encore plus intéressante.

Au lieu de payer pour des systèmes de transport lunaire, pourquoi ne pas payer pour des services de transport lunaires? Utilisez le modèle de système commercial de transport et lancez un appel d’offres à l’industrie pour qu’elle propose des services de transport pour transporter en surface lunaire, en aller simple, des charges de masse diverses et en aller-retour, des équipages humains. On peut parier que les entreprises en concurrence pour offrir ces services de transport sur la base du meilleur coût, adopteraient une approche axée sur objectif. Le rôle de la NASA serait alors de spécifier les charges utiles à livrer sur la surface lunaire et de diriger les activités à effectuer sur place.

De cette manière, on pourrait constater que non seulement on pourrait créer une base lunaire beaucoup plus rapidement et pour beaucoup moins d’argent qu’on l’estime aujourd’hui mais encore on pourrait démontrer la validité d’un modèle qui tôt après pourrait ouvrir la « frontière » martienne.  Il y a divers intérêts-établis qu’on contrarierait en suivant la voie décrite ci-dessus et vous auriez besoin de tout le support politique possible. Une chose qui pourrait vraiment aider serait de prendre des mesures immédiates pour annuler la stupide décision de l’Administration d’arrêter le projet de télescope spatiale infrarouge à grand-champ, WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope).

WFIRST est un télescope spatial de 2,2 mètres de diamètre avec un champ de vision 100 fois plus large que Hubble, rendu possible par un budget très bas de 3 milliards de dollars grâce au don fait à la NASA par le « National Reconnaissance Office », d’un satellite espion dont il n’a plus besoin. Il a été approuvé et fortement appuyé comme priorité forte par tous les comités d’évaluation scientifique qui conseillent le gouvernement. Il promet des découvertes révolutionnaires d’exoplanètes et pourrait révéler la vérité sur la nature de l’énergie noire qui accélère l’expansion de l’univers et répondre à de nombreuses autres questions d’astrophysique. Particulièrement intéressante est la possibilité d’utiliser WFIRST pour obtenir des spectres d’atmosphères de planètes en orbite autour d’autres étoiles. S’il trouve de l’oxygène libre (qui n’existait pas sur Terre jusqu’à ce que nous ayons une biosphère et qui n’existe pas sur quelque autre planète que ce soit de notre système solaire) ce serait une preuve forte de la présence d’une vie abondante.

C’est exactement le genre de mission que la NASA devrait mener et en sauver le projet ferait beaucoup pour atténuer la polarisation politique qui a retardé votre confirmation et qui pourrait faire échouer tout effort de votre part pour accomplir quelque chose d’important au cours de votre mandat à l’agence spatiale.

De plus, si vous êtes à la recherche d’une mission productive pour la capsule spatiale Orion, soutenir le fonctionnement de télescopes spatiaux dans l’espace interplanétaire proche, comme WFIRST, est tout à fait ce qu’il convient de faire. Les phares du programme par ailleurs le plus souvent inutile de la navette spatiale, ont été les cinq missions pour réparer et améliorer continument le télescope spatial Hubble. Si toutes les 135 missions de la navette avait eu une utilité comparable, c’eut été le programme scientifique le plus productif de tous les temps. Orion est surdimensionné pour le transport d’équipages depuis la Terre jusqu’à l’orbite terrestre et trop petit pour servir d’habitat aux astronautes d’une mission de 2,5 ans sur Mars mais il pourrait convenir à des missions de quelques semaines pour desservir des observatoires dans l’espace proche de la Terre.

Ainsi, plutôt que de réduire le programme d’astronomie spatiale, vous devriez chercher à le développer, en fournissant aux astronautes les outils dont ils ont besoin pour montrer ce que des hommes et les femmes courageux, envoyés dans l’espace comme des explorateurs plutôt que des sujets d’examens médicaux, peuvent vraiment réaliser. Le peuple américain veut et mérite un programme spatial qui va vraiment quelque part et accompli de grandes choses. Comme les récents crédits substantiels pour la NASA le montrent, il est prêt à payer pour cela. Les succès épiques de l’astronomie spatiale, l’exploration planétaire et les sociétés spatiales privées montrent ce que l’ingéniosité humaine peut faire quand les responsables adoptent une approche fondée sur un objectif. Maintenant, c’est à vous !

Je suis prêt à aider, de quelque façon que ce soit.

image à la Une: Une exoplanète dans la zone habitable d’une naine rouge, dans un système à plusieurs étoiles (Proxima Centauri b ?); Crédit Zubrin-graphic

Moon-Direct : un pis aller pour ensuite aller sur Mars

Robert Zubrin, fondateur de la Mars Society et président de l’association américaine, a écrit un article* encourageant le gouvernement américain à décider la création d’une base lunaire, en lui recommandant une marche à suivre qui s’apparente beaucoup à « Mars-Direct », l’architecture de mission géniale qu’il a imaginée avec son collègue de Martin-Marietta, David Baker, au début des années 1990 (voir son livre « The case for Mars » publié pour la première fois en 1996).

*article publié le 26 mars dans Space News Magazine; traduction en Français après mon propre article, ci-dessous.

La démarche peut surprendre venant de quelqu’un qui était très critique des projets d’établissements sur la Lune, considérant que cet astre était un piège où la volonté de sortir véritablement du berceau terrestre, se perdrait. Il avait notamment comparé la Lune à une « sirène »  dont il convenait de se protéger.

La Lune est en effet un monde beaucoup plus hostile que Mars avec sa gravité de 0,16 g très handicapante, la longueur de ses jours et de ses nuits (14+14), son absence totale d’atmosphère, son aridité extrême (les volumes de glace d’eau sur la Lune sont « anecdotiques »), la dangerosité de ses particules de poussière acérées. Ces défauts sont en creux les avantages de Mars même si la planète reste beaucoup moins hospitalière que la Terre. Les deux seuls avantages que l’on puisse donner à la Lune, c’est (1) qu’elle est accessible à tout moment de l’année alors que nos fusées ne peuvent partir de la Terre pour Mars que tous les 26 mois en raison de vitesses différentes sur orbite (en gros 30 km/s pour la Terre et 20 km/s pour Mars) ; (2) que le voyage est beaucoup moins long (environ 3 jours pour la Lune et de 4 à 9 mois pour Mars selon que l’on consomme plus ou moins d’énergie) ce qui implique une exposition plus longue aux radiations et la nécessité d’un support vie plus « musclé ». Mais il n’y a aucun avantage énergétique à aller sur la Lune, l’essentiel de l’effort étant dû à la sortie du puits de gravité terrestre et ensuite, dans une moindre mesure, au freinage pour descendre sur l’astre visé.

Alors, est-ce un renoncement ?

Je ne le pense pas. Robert Zubrin est réaliste et il fait de la politique. Il sait que tant que Donald Trump détiendra le pouvoir exécutif aux Etats-Unis, le projet Mars Direct n’a aucune chance. Alors il s’adapte comme un judoka s’adapte à la poussée de son adversaire. Ce faisant, il sert son ami Elon Musk qui est absolument déterminé à aller sur Mars, avec ou sans l’aide de l’Etat (mais mieux avec cette dernière), et qui devrait obtenir des contrats avec la NASA pour mener quelque mission habitée que ce soit dans l’espace profond puisque le Falcon Heavy est le seul lanceur mi-lourd qui existe aujourd’hui (le SLS est toujours dans les limbes et ne semble pas devoir en sortir). Quelle que soit l’utilisation qui en sera faite, elle confirmera la technologie de SpaceX, elle abaissera les coûts de lancement unitaires et elle apportera des fonds dans les caisses d’Elon Musk. Par ailleurs l’article de Robert Zubrin remet en avant la stratégie « Direct ». En gros, pour aller sur un astre, il faut décider d’y aller vraiment, sans prendre de voie détournée, et il faut y aller aussi « léger » que possible en utilisant les ressources locales, notamment pour le retour sur Terre. Ce qui est valable pour la Lune est valable pour Mars et on suivra la même stratégie sur Mars après avoir démontré que c’était la meilleure pour la Lune.

Espérons que Donald Trump entre dans le jeu ; c’est-à-dire qu’à défaut de Mars, il lance les Etats-Unis vers la Lune pour s’y poser et laisse tomber le stupide et coûteux projet de Lunar-Orbital-Platform-Gateway qui ne propose que de tourner autour. C’est encore possible. Cependant je persiste à craindre que la Lune ne soit le tombeau des rêves martiens, que l’on risque de s’y investir longuement et coûteusement comme on a fait dans la Station Spatiale Internationale, pour presque aucune retombée valable, que la vie sur la Lune s’avère vraiment difficile en raison des problèmes exposés ci-dessus, que les retombées scientifiques soient médiocres, la Lune n’étant qu’un fragment de la Terre desséché, morte presque depuis son origine, et qu’en fin de compte cela « dégoûte » le public (c’est lui, in fine, qui paye) de l’aventure spatiale. La stratégie du judoka est donc très dangereuse, mais nous verrons bien, nous n’avons, jusqu’à la fin de la présidence Trump, pas le choix!

Pierre Brisson

Image à la Une: Falcon Heavy sur son aire de lancement, Crédit Space-X

Lien vers l’article de Robert Zubrin dans Space News, traduit ci-dessus :

http://spacenews.com/op-ed-moon-direct-how-to-build-a-moonbase-in-four-years/

Traduction de l’article:

La Lune en direct : comment construire une base lunaire en quatre ans

Robert Zubrin ; article publié dans Space News Magazine le 26 mars 2018

Le récent et spectaculaire succès du lancement de Falcon Heavy offre à l’Amérique une opportunité sans précédent pour mettre fin à la stagnation qui a affecté son programme de vols spatiaux habités pendant des décennies. En bref, la Lune est maintenant à notre portée.

Voici comment le plan de mission pourrait être développé. Le Falcon Heavy peut emporter 60 tonnes en orbite basse terrestre (LEO). À partir de là, un atterrisseur-cargo propulsé par fusée à hydrogène / oxygène pourrait déposer 12 tonnes de charge utile à la surface de la Lune.

Nous pourrions donc envoyer deux atterrisseurs à l’emplacement prévu pour la base. La meilleur région serait l’un des pôles car il y a des endroits sur ces pôles où la lumière du soleil est accessible tout le temps et, en proximité immédiate, des cratères en permanence dans l’obscurité absolue où la glace s’est accumulée. Cette glace pourrait être électrolysée pour produire des ergols d’hydrogène et d’oxygène pour approvisionner à la fois des véhicules de retour sur Terre (« ERV ») et des fusées qui fourniraient au personnel de la base lunaire un accès pour exploration à la plus grande partie du reste de la Lune.

Le premier atterrisseur-cargo transporterait des équipements comprenant un dispositif de panneaux solaires, un équipement de communications à haut débit, un faisceau micro-ondes de transmission d’énergie avec une portée de 100 km, une unité d’électrolyse / réfrigération, deux véhicules pour l’équipage, une remorque, et un groupe de rovers-robots télécommandés. Après l’atterrissage, certains des rovers seraient utilisés pour installer le système de panneaux solaires et de communications, tandis que d’autres seraient utilisés pour explorer la zone d’atterrissage en détail et pour poser des radio-émetteurs pour signaler les emplacements précis des atterrissages futurs.

Le second atterrisseur-cargo déchargerait un module d’habitation de 12 tonnes, empli de nourriture, de combinaisons spatiales de rechange, d’équipements scientifiques, d’outils et autres fournitures. Il servirait de logement aux astronautes, de laboratoire et d’atelier. Une fois qu’il aurait atterri, les robots le brancheraient à l’alimentation électrique et tous les systèmes seraient vérifiés. Ceci fait, les rovers seraient déployés pour prendre des photographies détaillées de la zone de la base et de ses environs. Toutes ces données seraient envoyées sur Terre pour aider les planificateurs de mission et les équipes de soutien scientifique et technique et pour finalement établir la structure d’un programme de réalité virtuelle qui permettrait à des millions de personnes de participer aux missions.

La base étant opérationnelle, il serait temps d’envoyer le premier équipage. Un Falcon Heavy serait utilisé pour placer un autre atterrisseur-cargo en orbite dont la charge utile serait constituée d’un Véhicule d’Excursion Lunaire (LEV) dont on aurait fait le plein en carburant/comburant. Ce véhicule serait constitué d’une cabine de deux tonnes comme celle utilisée par le module d’excursion lunaire d’Apollo, monté sur un système de propulsion hydrogène / oxygène d’une tonne chargé de neuf tonnes de propergol et capable de le transporter de la surface lunaire à l’orbite terrestre. Une fusée Falcon 9 certifiée vol habitable emporterait ensuite l’équipage dans une capsule Dragon jusqu’à LEO où il passerait dans le LEV. Ensuite l’atterrisseur-cargo emporterait le LEV avec l’équipage à bord, jusqu’à la Lune tandis que le Dragon resterait en arrière sur LEO.

Après atterrissage sur la base lunaire, l’équipage terminerait les opérations d’installation nécessaires et commencerait l’exploration. Un objectif clé serait d’aller dans un cratère abrité de la lumière solaire et, en utilisant l’énergie transmise depuis la base par rayon, d’utiliser des robots télécommandés pour extraire de la glace d’eau. Après avoir rapporté ce trésor à la base dans leur remorque, les astronautes introduiraient l’eau dans l’unité d’électrolyse / réfrigération qui la transformerait en hydrogène liquide et en oxygène. Ces produits seraient ensuite stockés dans les réservoirs vides des atterrisseurs-cargo pour une utilisation future – principalement pour propulser des fusées mais aussi pour fournir une source d’énergie aux piles à combustible et pour constituer une source abondante de consommables de support vie.

Après avoir passé quelques mois à lancer ce genre d’opérations et à engager d’autres formes de prospection de ressources ainsi que diverses explorations scientifiques, les astronautes prendraient place dans le LEV, décolleraient et retourneraient sur orbite terrestre. Là, ils seraient recueillis par un Dragon – soit celui qui les aurait placés en orbite en premier lieu, soit un autre qui viendrait d’être lancé pour transporter l’équipage assurant la relève sur la Lune – et qui servirait de capsule de rentrée pour la dernière partie du voyage de retour.

Ainsi, chaque mission suivante ne nécessiterait qu’un seul lancement de Falcon Heavy, de 100 millions de dollars, et un seul lancement de Falcon 9, de 60 millions de dollars. Une fois la base établie, il y aurait peu de raisons de ne pas prolonger les séjours de surface à six mois.

En supposant que le coût du matériel de la mission soit à peu près égal au coût de son lancement, nous devrions être en mesure de créer et de maintenir une base lunaire occupée en permanence, pour un coût annuel constant de moins de 700 millions de dollars. Cela représente moins de 4% du budget actuel de la NASA, soit environ le quart de ce qui est dépensé annuellement pour le programme du « SLS » (le lanceur spatial désormais obsolète de l’agence) qui traîne depuis plus d’une décennie sans avoir rien produit.

Les astronautes ne seraient pas limités à l’exploration de la région autour de la base. Ravitaillé avec de l’hydrogène et de l’oxygène, le même vaisseau spatial LEV, prévu pour rejoindre la surface lunaire et revenir sur Terre, pourrait être utilisé pour voler à partir de la base jusqu’à n’importe quel autre endroit de la Lune, atterrir, servir d’habitat sur place pour permettre à l’équipage de mener son exploration, puis revenir à la base. Nous n’obtiendrions pas seulement un poste avancé ; nous aurions un accès complet à un monde tout entier.

Actuellement, la NASA n’a pas de tel plan. Au lieu de cela elle propose de construire une station spatiale en orbite lunaire nommée Deep Space Gateway. Ce gâchis coûtera au moins plusieurs dizaines de milliards de dollars et ne servira à rien, sauf peut-être à fournir une publicité de lancement pour le SLS. Nous n’avons pas besoin d’une station en orbite lunaire pour aller sur la Lune. Nous n’avons pas besoin d’une telle station pour aller sur Mars. Nous n’en avons pas besoin pour aller sur les astéroïdes proches de la Terre. Nous n’en avons pas besoin pour aller où que ce soit. Si nous gaspillons notre temps et notre argent à le construire, nous n’irons nulle part.

Si on veut aller sur la Lune, on doit aller sur la Lune. Nous avons maintenant la capacité de le faire. Saisissons l’opportunité.

Image “à la Une”: Falcon Heavy sur son pas de tir. Photo SpaceX

image ci-dessous; architecture de mission Lune Direct (crédit Robert Zubrin et Space News graphic):

EMC18. Des robots et des hommes sur Mars sous le regard du Temps

Du 26 au 28 octobre la Mars Society Switzerland invite les membres des autres associations européennes de la Mars Society ainsi que le public intéressé par l’exploration de Mars par vols robotiques et la perspective des vols habités, à se réunir à La Chaux-de-Fonds. L’occasion est notre congrès EMC18, autrement dit « 18th European Mars Convention ». Vous, lecteurs fidèles ou qui venez de découvrir ce blog et qui l’appréciez, êtes les bienvenus à venir écouter (en Anglais !) les spécialistes parmi les mieux informés, faire le point sur la recherche mondiale ou leur propre travail et à leur poser des questions. Vous pouvez dès maintenant vous inscrire.

Notre hôte sera le Musée International d’Horlogerie (MIH). A cette occasion cette institution de la Suisse des microtechniques fera une exposition sur les horloges atomiques et leurs applications spatiales. Vous pourrez donc approfondir ou mettre à jour vos connaissances sur les méthodes et les instruments de mesure du Temps (avec ou sans guide). Vous réaliserez ou vous aurez la confirmation que l’aventure spatiale ne serait pas possible sans sa maitrise avec une précision toujours plus grande. Il s’agit en effet lors de l’injection sur une trajectoire transplanétaire, de mettre à feu les moteurs à un instant très précis en fonction de la position du vaisseau spatial, de la position future de l’astre à atteindre, de la puissance de poussée dont on dispose et de la masse à propulser ou bien, dans le processus de descente sur une planète (EDL), de dérouler une séquence d’interventions se succédant à de très courts intervalles, avec les « complications » nécessaires pour agir sur des éléments matériels (les moteurs, les ergols, la portance et la traînée du vaisseau) en fonction de conditions locales très lointaines et changeantes (la pression atmosphérique, les vents, éventuellement la poussière), avec un handicap résultant du décalage dans le temps causé par l’éloignement qui oblige à prendre en compte la vitesse de la lumière. Et rien n’est simple puisque cet éloignement varie entre 56 et 400 millions de km en conséquence de la vitesse relative des planètes sur leur orbite respective, donc entre et 3 et 22 minutes-lumière.

Le « temps » c’est aussi l’évolution du temps-court (journée et subdivisions) constaté sur Mars en même temps que sur Terre. La planète Mars tourne sur elle-même en 24h39 (un « sol »), ce qui est presque mais pas tout à fait notre jour de 24h00. L’homme pourra sans doute s’adapter à cette légère différence. Des expériences menées dans des cavernes (le spéléologue Michel Siffre pendant deux mois dès 1962 puis plusieurs fois ensuite) ont montré que notre rythme circadien se stabilisait vers 24h30. Ceci dit, dans ce cadre journalier, ni la subdivision horaire (pris pour 1/24ème d’un sol), ni les subdivisions inférieures (minutes, secondes) n’ont les mêmes durées sur Mars que sur Terre. Alors, devra-t-on vivre sur un temps martien ou garder le temps terrestre dont la base, la seconde, a été très précisément définie pour être universelle* ? La réponse n’est pas simple car d’un côté toutes nos machines fonctionnent avec le temps terrestre et les Martiens auront pendant encore très longtemps besoin de les importer ou, également, d’être en interactions très fréquentes avec la Terre ; d’un autre côté, ne vivre dans un environnement temporel martien qu’avec des référentiels différents de celles de la réalité vécue poserait problème car il faudra évidemment tenir compte de l’évolution de l’éclairage naturel au cours du sol et de la nuit. Par ailleurs, si l’on gardait les référentiels terrestres en ajustant chaque sol la durée du jour, quand ferait-on l’ajustement quotidien; la nuit ? Mais quand donc est « la nuit » sur une planète qui comme la Terre est en rotation sur elle-même ? Devrait-on ajuster son instrument de mesure du temps de 61minutes et 37 secondes ou d’un multiple de cette durée en changeant de fuseau horaire ? La réponse la plus simple serait de garder les deux référentiels de temps, de porter des montres ou de consulter des horloges « dual-time » comme celle réalisée par l’entreprise Vaucher Manufacture Fleurier (avec mes conseils) qui sera exposée au MIH pendant EMC18.

*« La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133 ».

Le « temps » c’est aussi le temps-long (année et subdivisions). Mars parcourt son orbite en 686,971 jours (soit 668,5991 sols) à comparer à nos 365,256 jours. Bien que Mars connaisse comme la Terre des saisons (son axe est incliné de 25°19 sur l’écliptique à peu près comme la Terre qui est, elle, inclinée de 23°44), subdiviser son parcours autour du soleil en douze mois égaux regroupés en quatre saisons égales ne serait pas satisfaisant car ces mois en moyenne très longs (55,66 jours), ne correspondraient de ce fait pas aux nôtres dès le début de l’année (après 31 jours) et leur durée moyenne serait peu significative car la vitesse de la planète sur son orbite est très inégale (26,5 km/s au périhélie et jusqu’à 21,9 km/s à l’aphélie) compte tenu de l’excentricité de son orbite ( de 206,7 à 249,2 millions de km du soleil). La saison d’hiver de l’hémisphère australe est ainsi beaucoup plus courte que son été (situation évidemment symétrique pour l’hémisphère boréale) et il faudra cependant pouvoir se repérer facilement pour prévoir efficacement les programmes d’actions annuels, d’autant que le climat est extrême et les contraintes qu’il impose, incontournables. Là aussi les Martiens (résidents permanents comme temporaires) devront prendre en compte le déroulement du temps sur leur planète aussi bien que rester informés de celui de leurs correspondants sur Terre. Un référentiel martien avec des saisons martiennes (inégales avec des mois plus courts autour du périhélie) sera inévitable et le « dual time » s’imposera encore. Vous verrez comment suivre les deux à la fois sur l’extraordinaire horloge de Vaucher Manufacture Fleurier.

Le « temps » c’est encore celui de l’histoire de la planète. L’un des domaines principaux de recherche sera l’exobiologie. Or l’objectif principal sera sans doute de trouver des traces d’évolution organique remontant à plus de 3,5 milliards d’années et de les comprendre. Malgré la très faible érosion, cet éloignement dans le temps est considérable et les traces organiques ont forcément évolué y compris et surtout du fait du bombardement radiatif. Savoir lire cette évolution ressort sur Terre de la science bien établie de la « taphonomie ». Sur Mars elle devra trouver de nouveaux repères, d’autant plus difficiles à définir qu’on ne connaît pas le point de départ. Jusqu’à quel point les molécules complexifiées par le « réacteur biologique » martien ont-elles été ensuite altérées, est la grande question. Comment auront résisté au temps les polymères et leurs assemblements (pour ne pas parler d’organismes)? Les éléments chimiques seront-ils restés suffisamment expressifs au niveau isotopique ou structurel (énantiomères) ? Pourra-t-on se contenter de simples biomorphes sans risquer de prendre pour vivant ce qui résulte d’un processus naturel rare ? Au-delà, le temps a-t-il manqué pour que la vie commence (jusqu’à la « découverte » du processus de reproduction), ou au contraire la vie naissante s’est-elle arrêtée avant d’avoir atteint un niveau de complexité et de résilience suffisant, compte tenu de la détérioration des conditions environnementales ?

Le « temps » c’est enfin celui que nous mettrons, nous humains, pour nous décider à aller physiquement sur Mars, à nous y installer et faire le nécessaire pour acquérir une nouvelle autonomie planétaire. Elon Musk aura-t-il le temps (outre les moyens financiers et le succès technologique) pour concrétiser son rêve d’implantation humaine ? S’il échoue parce qu’il ne réunit pas les moyens financiers suffisants ou que son BFR ne peut voler, quelqu’un prendra-t-il la relève ? La NASA parviendra-t-elle à faire voler son SLS et se décidera-t-elle un jour à aller vers Mars plutôt que de s’encalminer sur la Lune ? Si cette étape est franchie, rien ne sera aisé sur Mars où aucune structure n’existe et où les conditions sont si difficiles (mais moins difficiles qu’« ailleurs »). Les premiers hommes pourront-ils supporter l’isolement, la vie encapsulée, la nourriture peu variée, les pannes énergétiques, les proliférations microbiennes dans les habitats ? Pourront-ils le supporter toute une vie et voudront-ils imposer ces contraintes à leurs descendants ? Les Terriens auront-ils de leur côté la patience de maintenir « à bout de bras » (c’est-à-dire de milliards de dollars) une colonie martienne pendant longtemps ? L’échappatoire serait la création de relations économiques fructueuses aussi bien pour les Terriens que pour les Martiens. Ce n’est pas impossible. Mars pourrait devenir un centre de recherche privilégiée pour toutes les technologies de l’environnement, du recyclage, de la production agricole, un laboratoire, peut-être une université, une « mine » de brevets, dans une certaine mesure un havre de tourisme. Et surtout, Mars n’étant pas la Terre, elle pourrait être un refuge aussi bien pour toutes les formes de vie que pour les hommes, un véritable conservatoire de la Terre…Mais le concrétiser sera forcément long.

L’homme est engagé dans une course contre le temps pour devenir une espèce multiplanétaire et se donner une chance d’éviter la décadence et/ou la disparition sur sa planète d’origine surpeuplée et saccagée*. Trop peu de nos décideurs semblent avoir conscience du danger, très peu de la crédibilité de la possibilité martienne. Aurons-nous le temps ?

*PS : Si les hommes parviennent à arrêter leur explosion démographique et la destruction de leur environnement terrestre avant qu’il ne soit trop tard, ce sera tant mieux mais cela n’exclut aucunement l’intérêt du saut vers Mars. Dans ce cas l’établissement sur une autre planète devrait être vu comme un ensemencement permettant le déploiement d’une seconde branche de l’humanité et donc un potentiel d’enrichissement civilisationnel.

Image à la Une: Le Mont Sharp au centre du Cratère Gale. Mosaïque de photos prise par le MastCam de Curiosity et assemblées le 22 mars 2018 (Crédit: NASA/JPL-Caltech/MSSS).  Cette zone est particulièrement riche en argile, donc très intéressante pour la recherche exobiologique…Bien entendu la présence de l’horloge atomique qui se trouve sur la droite de l’image résulte d’un montage. Elle illustre le fait que nous ayons choisi de tenir notre congrès EMC18 au MIH de la Chaux-de-Fonds et que le MIH prenne cette occasion pour faire une exposition sur les horloges atomiques et leurs applications spatiales.

InSIGHT va ausculter Mars pour nous permettre de mieux la comprendre

Entre le 5 mai et le 8 juin* la NASA va lancer une nouvelle mission vers Mars. Elle a été nommée « InSIGHT », pour « INterior exploration using Seismic Investigation, Geodesy and Heat Transport ». Comme ce nom l’indique son objet est l’étude de l’intérieur de la planète, ce qui complétera, dans une « troisième dimension », les connaissances déjà acquises sur la surface et l’atmosphère.

*le lancement est actuellement prévu pour 13h05 samedi.

La décision a été prise le 20 août 2012 ; le lancement devait être effectué entre le 4 et le 30 mars 2016  mais un problème d’étanchéité de la cloche protégeant l’instrument principal (SEIS) a fait manquer cette fenêtre de tir ; la sonde se posera sur Mars le 26 novembre 2018 (voyage de six mois) et commencera à produire des données scientifiques dès le mois suivant. La mission doit durer 728 jours (708 sols), jusqu’au 06 novembre 2020 soit un peu plus d’une année martienne de 669 sols (688 jours).

InSIGHT est la douzième mission du « Discovery Program » de la NASA qui a été créé en 1992 par Daniel S. Goldin (alors Administrateur de la NASA) pour mettre en application son principe de « faster, better, cheaper ». Les missions de ce programme doivent répondre à une des interrogations posées sur des sujets d’exploration de l’espace profond, par la « Revue décennale » (« Decadal Survey ») du « National Research Council » de la « National Academy of Sciences » des Etats-Unis. La mission Pathfinder (1996) en faisait partie mais aussi les missions Phoenix (poussière martienne), Dawn (pour Vesta et Cérès) et Kepler (pour les exoplanètes). Le budget d’InSIGHT, initialement de 425 millions de dollars, a en fin de compte été porté à 813,8 millions majoré de 180 millions pour les participations européennes, essentiellement de France et d’Allemagne. Ce chiffre est à comparer aux 520 millions de Phoenix ou aux 2,5 milliards de Curiosity. Sous la direction de la NASA, l’équipe scientifique est internationale (comme toujours dans ces missions). Elle comprend des chercheurs des Etats-Unis, de France, d’Allemagne, d’Autriche, de Belgique, du Canada, du Japon, de Suisse (pour l’instrument SEIS, voir ci-dessous), d’Espagne et du Royaume Uni.

Sur le plan astronautique elle ne pose pas de problème car ce sera une répétition de la Mission Phoenix (2007-2008). Le lanceur sera un Atlas V de l’Armée de l’air américaine (76 lancements effectués depuis 2002 dont un seul échec et encore, partiel !) ; même atterrisseur, même masse au sol de 350 kg (contre 899 kg pour Curiosity). Le site choisi dans Elysium Planitia (grandes plaines du Nord) se situe  à environ 4° au Nord de l’équateur, entre le massif volcanique d’Elysium et le cratère Gale (Curiosity). Il offre les conditions idéales pour un atterrissage : un terrain plat, lisse et sans rocher (la qualité de l’interface des instruments avec le sol est capitale).

Indépendamment de la mauvaise surprise d’un gros caillou ou de la pente trop forte d’un mini cratère, la mission est par contre délicate du fait de ses objectifs et des instruments embarqués pour les atteindre. Il s’agit de : (1) déterminer la taille, la composition, l’état physique (solide/liquide) du noyau de la planète; (2) déterminer l’épaisseur et la structure de la croûte ; (3) déterminer la composition et la structure du manteau ; (4) déterminer l’état thermique de l’intérieur de la planète ; (5) mesurer la magnitude, la fréquence et la localisation géographique de l’activité sismique interne ; (6) mesurer la fréquence des impacts météoritiques à sa surface.

De quels instruments s’agit-il ? Outre les « yeux » de deux caméras, il y aura un sismomètre (« SEIS »), une sonde qui doit pénétrer dans le sol (« HP3») et un instrument utilisant l’effet Doppler (« RISE »).

L’instrument principal est le SEIS (pour « Seismic Experiment for Interior Structure »). Ce sismomètre (30 kg de masse au total) a été conçu et réalisé par le CNES (Centre National de la Recherche Scientifique, l’agence spatiale française) avec des éléments d’Allemagne, de Suisse, du Royaume-Uni et des Etats-Unis. C’est le CNES  qui a assuré la maîtrise d’oeuvre de l’expérience et Philippe Laudet, de cette institution, qui en est le chef de projet. Le responsable scientifique (PI pour Principal Investigator) en est Philippe Lognonné (Université Paris-Diderot et Institut de Physique du Globe de Paris, « IPGP »). Il a porté le projet pendant plus de vingt ans avec, jusqu’en 2012, beaucoup d’espoirs d’embarquement déçus (comme souvent hélas compte tenu de la rareté des lancements et de leurs coûts !). Le capteur principal est un appareil à très large bande (« VBB ») c’est-à-dire qu’il pourra capter une gamme très étendue de mouvements (la période des ondes sismiques peut varier de 0,1 à 1000 secondes). Il doit donc, en particulier, pouvoir détecter des mouvements extrêmement faibles. Dans ces cas, forcément intéressants sur Mars, planète a priori peu « vivante », sa sensibilité pourrait être troublée par l’environnement extérieur. On a donc prévu une protection, un « bouclier », nommé « Wind Thermal Shield » (réalisé par le JPL), permettant d’isoler l’instrument des variations thermiques (avec une protection en MLI – « Multi-Layer Insulation » – alvéolaire, utilisant du CO2 martien, l’englobant à l’intérieur du bouclier et jusqu’au contact du sol) ou des vents forts (de par sa masse qui doit le maintenir parfaitement en place). Ce bouclier doit isoler également le sol dans l’environnement immédiat du capteur et ce n’est pas facile. Une enceinte sous vide complète la protection. C’est cette dernière qui ne permettait pas de maintenir le vide et donc la capacité d’isolation, qui n’était pas démontrée en 2016, qui a causé le report du lancement. Les ingénieurs sont à présent satisfaits, avec aucune fuite pendant 9 mois de test à la pression terrestre. On aura donc un instrument très performant, beaucoup plus sensible notamment que ceux qui avaient été embarqués par les Viking en 1976 (plus de 1000 fois pour des ondes de volume de 1 sec. et plus de 100.000 fois pour des ondes de surface de 20 sec.). Le sismomètre de Viking 2 s’était avéré influencé par le vent et il n’avait pu prendre qu’une seule mesure (celui de Viking 1 n’avait pas fonctionné). Une difficulté particulière vient de ce qu’il n’y aura qu’un seul sismomètre à la surface de Mars ce qui empêchera d’utiliser la triangulation pour prendre les mesures des mouvements internes de la planète (ce qui est fait habituellement). Les concepteurs de SEIS comptent pallier cette difficulté par l’utilisation des ondes de surface (verticales) en même temps que de volume (verticales et horizontales). A noter que la participation suisse est importante : (1) c’est l’Aerospace Electronics and Instruments Laboratory (AEIL) de l’institut de Géophysique de l’EPFZ qui a développé l’électronique d’acquisition des données et de commande du sismomètre ; (2) ce seront les spécialistes du Service sismologique suisse (SED) de cette même EPFZ qui analyseront les données pour élaborer un catalogue de sismicité martienne. L’IPGP (France) et le JPL (Etats-Unis) sont eux responsables de la détermination des catalogues de structure interne de Mars.

Deux autres instruments compléteront le dispositif : HP3 (« Heat Flow and Physical Property Package »), une sonde que l’on devra faire pénétrer de trois à cinq mètres en profondeur du sol pour évaluer la chaleur interne indépendamment des fortes variations de surface. Outre les informations sur l’état et les flux de chaleur, elle donnera des indications sur la composition du sol et sa densité. Elle est conçue et réalisée par la DLR (agence allemande de l’Espace). RISE (« Rotation and Interior Structure Experiment ») un instrument de mesure des oscillations de la planète au cours de sa rotation (sous l’influence du soleil et des deux satellites naturels de Mars) à partir de l’observation de l’effet Doppler-Fizeau sur les communications entre InSIGHT et la Terre. Cela doit permettre de connaître la distribution et la composition (solide/liquide, éléments chimiques) des masses internes de la planète.

Sur le fond, on sait que le « problème » fondamental de Mars est sa faible masse. Elle ne représente que 1/10 de celle de la Terre et cela a pour conséquence une chaleur interne moindre puisque cette chaleur résulte d’une part de l’énergie cinétique emmagasinée lors de l’accrétion puis du bombardement météoritique, et d’autre part de la décomposition des matériaux radioactifs qu’elle contient (comme la Terre, Uranium 238 / 235, Thorium 232, Potassium 40). Cette faible chaleur interne n’a peut-être jamais été suffisante pour générer une fluidité du manteau suffisante pour déclencher puis entretenir une tectonique de plaques par convection. Par ailleurs elle n’a pas permis le maintien d’un volcanisme très actif jusqu’à aujourd’hui, même si des volcans ont eu des caldera actives dans les 100 derniers millions d’années. Les dernières manifestations de ce volcanisme ont décru depuis l’époque où il constituait le phénomène planétologique dominant, l’Hespérien / Theiikien, il y a 3,9 à 3,5 milliards d’années. Connaître les différentes couches structurant la planète nous renseignera plus finement sur son histoire et notamment sur la durée probable pendant laquelle ces différents phénomènes ont pu exister ou perdurer. Ce qu’on estime actuellement c’est que, par rapport à un rayon de 3380 km (Terre 6570 km), la croûte aurait environ 65 km d’épaisseur (Terre de 5 km à 100 km) mais avec des différences importantes entre le Sud (Syria Planum 90 km) et le Nord, 3 km sous le bassin d’impact Isidis Planitia ou 10 km sous Utopia Planitia , le manteau 1800 km et le noyau 1700 km (il pourrait être entièrement liquide alors que celui de la Terre comprend une partie solide peut-être indispensable pour générer par frottement un effet dynamo donc une magnétosphère). Il s’agit bien sûr de confirmer ou affiner ces estimations, de définir plus finement les couches intermédiaires et de mieux estimer leur viscosité, de manière à pouvoir faire des comparaisons utiles avec la Terre et aussi comprendre mieux la structure des planètes rocheuses en général. Mars du fait de sa taille n’a pas poursuivie son évolution aussi loin que la Terre et peut nous renseigner sur les étapes intermédiaires de cette évolution.

Avec cette mission, on retombe donc indirectement sur l’étude de l’histoire du système solaire et sur celle des conditions prévalant à l’époque où la vie a pu apparaître (et disparaître ) sur Mars. Insight est le chaînon jusqu’à présent manquant des laboratoires embarqués, qui va nous fournir de nouvelles données auxquels les autres pourront être confrontées pour lever des doutes, faire apparaître des (im)possibilités ou de nouvelles logiques. C’est ainsi que progresse la Science.

Image à la Une: représentation d’artiste de l’atterrisseur InSIGHT, crédit NASA. Vous voyez la cloche de SEIS à gauche et la sonde HP3 qui est enfoncée dans le sol, à droite. Les deux antennes RISE se trouvent sur la plateforme à gauche et à droite (inclinées vers les panneaux solaires).

NB: cet article a été soumis avant publication à Monsieur Philippe Lognonné. Il y a apporté quelques corrections et précisions concernant son instrument.