Depuis des décennies, les scientifiques rêvent d'introduire des roches martiennes dans les laboratoires terrestres – un exploit herculéen qui révolutionnerait notre connaissance de la planète rouge. Une mission audacieuse de l'agence spatiale japonaise pourrait offrir la prochaine meilleure chose : des roches provenant de la plus grande lune de Mars, Phobos.
C'est la tâche à laquelle est confronté le vaisseau spatial Martian Moons eXploration (MMX), dont le lancement est prévu le 19 octobre à 15 h 41 HAE. La mission vise à percer le mystère de longue date de la façon dont Mars a obtenu ses deux lunes impaires en livrant un échantillon de Phobos sur Terre en 2031. Ces roches ne remplacent pas le véritable matériel martien – mais étant donné que les projets de la NASA visant à récupérer les précieux échantillons du rover Perseverance sont dans les limbes, les scientifiques sont impatients d'avoir même un aperçu indirect de Mars.
« C'est une chance d'obtenir un échantillon et une vision totalement différents des matériaux martiens », déclare la planétologue Briony Horgan de l'Université Purdue à West Lafayette, Indiana, qui n'est pas impliquée dans la mission MMX. « Ce sera une grande contribution à notre collection d'échantillons ici sur Terre. »
Focus sur Phobos
En cas de succès, MMX sera la première mission à atteindre Phobos. Trois précédents vaisseaux spatiaux russes sont tombés en panne.
L'itinéraire MMX est riche en actions : après le lancement, le vaisseau spatial passera environ un an en croisière vers Mars, puis se mettra en orbite autour de Mars aux côtés de Phobos pendant environ trois ans. Pendant son séjour, le vaisseau spatial déploiera un petit rover nommé Idefix pour explorer la lune à la recherche de bons sites d'échantillonnage. Le vaisseau spatial principal effectuera ensuite deux atterrissages pour récupérer 10 grammes d’échantillon, soit environ le poids de quatre centimes américains. Il utilisera deux appareils différents pour récupérer l'échantillon : l'un forera deux centimètres de profondeur dans la roche, tandis que l'autre soufflera du gaz sous pression à la surface pour collecter les matériaux meubles.
Une fois chargé, MMX passera devant la plus petite lune Deimos avant de faire le voyage d'un an pour rentrer chez lui pour déposer sa cargaison dans l'arrière-pays australien, tout comme l'ont fait les deux précédentes missions japonaises de retour d'échantillons d'astéroïdes. Une fois que l'agence spatiale japonaise JAXA aura trié et catalogué les échantillons, elle en partagera une partie avec d'autres institutions.
Une si petite poignée de roche ne semble peut-être pas impressionnante, mais elle suffit à enthousiasmer les chercheurs. « Quelques grammes d'échantillon vont être une véritable aubaine pour les scientifiques », déclare le planétologue Michael Zolensky du Johnson Space Center de la NASA à Houston, où 15 pour cent de l'échantillon finiront par aboutir.
MMX est conçu pour révéler les origines énigmatiques de Phobos et Deimos – les seules lunes du système solaire interne en dehors du nôtre. « Les lunes martiennes sont si différentes des [the] lune terrestre : Ils sont deux, très petits [and] très sombre », explique le planétologue Tomoki Nakamura de l'Université du Tohoku à Sendai, au Japon.
Les objets étranges ressemblent à des roches venues de la ceinture externe d’astéroïdes et restées piégées autour de Mars. Mais leurs orbites circulaires bien ordonnées suggèrent qu’ils se sont fusionnés après qu’une collision massive ait arraché de la matière à la planète rouge. Ou peut-être qu'ils sont apparus d'une manière que les scientifiques n'avaient tout simplement pas imaginée, explique le planétologue Kiyoshi Kuramoto de l'université d'Hokkaido à Sapporo, au Japon. « Le monde naturel révèle souvent des aspects qui dépassent nos attentes », dit-il.
L'étude des caractéristiques et de la composition de la surface de Phobos pourrait résoudre le mystère. Mais bien que MMX embarque des instruments sophistiqués pour explorer Phobos, ces observations pourraient ne pas suffire. D'où le retour de la roche dans les laboratoires terrestres, où les scientifiques peuvent faire appel à des équipements bien trop gros ou trop délicats pour être envoyés dans l'espace.
Les mystères martiens au microscope
Même si l’analyse des échantillons se concentrera sur la compréhension de Phobos, les chercheurs pourront également utiliser les roches pour affiner notre compréhension de Mars. Par exemple, déterminer l'âge du matériau permettra aux scientifiques de calibrer la chronologie des collisions cosmiques au voisinage de Mars. Actuellement, les scientifiques estiment les âges sur Mars sur la base d’une chronologie basée sur notre Lune, qui peut ne pas s’appliquer à la planète rouge.
Les scientifiques ont même des raisons d’espérer que des grains égarés provenant de Mars seront cachés au milieu du trésor MMX. Ce matériau pourrait être d'anciennes reliques des deux corps se mélangeant au cours d'un processus de formation de la lune, comprenant potentiellement des grains provenant de plus en plus profonds de la croûte martienne que les scientifiques n'ont vu jusqu'à présent dans les météorites rares que le cosmos nous a livrées. Quelle que soit la manière dont Phobos s'est formé, le matériau pourrait également contenir des débris plus récents projetés hors de la planète rouge par des collisions cosmiques.
Le plus grand défi pourrait être d’identifier avec certitude quels grains proviennent de Mars. De tels échantillons chanceux manqueraient de contexte géologique précieux et seraient loin d’être vierges. « Il s'agit de matériaux projetés depuis un endroit inconnu, de la taille d'un micron, qui se trouvent sur le corps sans air de Phobos et qui sont irradiés par l'espace », explique la planétologue Nancy Chabot du laboratoire de physique appliquée de l'université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland. Néanmoins, les scientifiques sont prêts à faire preuve de créativité et à utiliser les dernières technologies pour percer tous les secrets qu'ils peuvent gérer dans n'importe quel échantillon qu'ils peuvent récupérer.
MMX offre un type de retour d’échantillons très différent de celui que la NASA a initié avec le rover Perseverance, qui a passé des années à extraire du matériel frais extrait des affleurements les plus intéressants qu’il puisse trouver. Tout cela dans l'espoir d'une future mission transportant la roche vers la Terre pour que les scientifiques puissent rechercher des signes d'anciens microbes. Mais le Congrès américain a supprimé le financement de ce successeur en raison de la montée en flèche des coûts et des inquiétudes quant à la faisabilité, notamment en ce qui concerne la réalisation du tout premier lancement depuis Mars.
Même si MMX ne peut pas donner aux scientifiques la satisfaction d'un retour ultime d'un échantillon de Mars, il y a encore beaucoup à apprendre, déclare la planétologue Vicky Hamilton du Southwest Research Institute à Boulder, Colorado, qui n'est pas impliquée dans la mission. « C'est toujours un jour heureux lorsque nous récupérons un échantillon d'un autre objet dans l'espace et que nous le ramenons sur Terre pour l'étudier », dit-elle.