La Nasa dévoile sa nouvelle feuille de route pour l'exploration robotique de Mars

L'exploration de Mars suscite actuellement un intérêt croissant, particulièrement avec le développement de la première mission de retour d'échantillons, ainsi que la prévision d'un vol habité dans le courant de la décennie 2030. En parallèle, la Nasa souhaite également poursuivre l'exploration robotique de Mars, reconnaissant l'importance de ces missions pour approfondir notre compréhension de la planète et son potentiel pour la vie. Les rovers, les sondes spatiales et les engins volants dans l'atmosphèreatmosphère sont essentiels non seulement pour collecter des données sur la surface et l'atmosphère martienne, mais aussi pour étudier des phénomènes géologiques et climatologiques en temps réel. De plus, l'exploration robotiquerobotique permet de réduire les risques associés aux missions habitées en testant des technologies et des stratégies qui pourraient être utilisées par des astronautes dans le futur.

C'est donc dans ce contexte enthousiasmant pour Mars, que la Nasa vient de rendre public un rapport sur sa stratégie d'exploration robotique, en mettant l'accent sur des missions plus petites et fréquentes, capables de répondre à ces questions essentielles. Ce rapport, publié le 11 décembre, décrit une feuille de route pour les 20 prochaines années, préconisant des missions à faible coût à chaque opportunité de lancement et encourageant des partenariats commerciaux et internationaux. Il recommande aussi l'achat de données commerciales auprès du secteur privé, principalement des services de communication et d'imagerie. Cependant, un des défis majeurs des missions commerciales consiste à établir un modèle économique viable. La Nasa devra probablement investir à l'avance par le biais de partenariats public-privé pour rendre ces missions rentables et efficaces.

Missions ciblées et scientifiques

Ces petites missions à venir, avec des budgets compris entre 100 et 300 millions de dollars, se concentreront sur des questions scientifiques spécifiques. La Nasa prévoit d'alterner ces missions avec des projets moins fréquents mais de plus grande envergure, proche du milliard de dollars de budget. Un exemple serait le concept d'atterrisseur Mars Life Explorer, inclus dans l'enquête décennale de la science planétaire. La Nasa pourrait aussi collaborer avec des missions d'autres agences spatiales.

Le rapport de la Nasa s'articule autour de trois thèmes principaux : la recherche de la vie martienne, le soutien à l'exploration humaine et l'étude de Mars comme un système planétaire dynamique.

Explorer le potentiel de la vie martienne

La recherche de preuves de vie sur Mars est au cœur des préoccupations scientifiques. Les questions qui se posent sont de savoir si la vie a déjà émergé sur la planète et, le cas échéant, si elle existe encore. La proximité de l'exploration humaine offre encore l'occasion de mener des études dans l'état originel de Mars, avant toute contaminationcontamination biologique par les astronautes.

Bien que les précédentes missions aient signalé que Mars présente des conditions habitables, ces constatations demeurent localisées aux régions spécifiques et aux périodes géologiques visitées. L'analyse de l'histoire géologique martienne pourrait révéler l'étendue de son habitabilité et les changements qu'elle a subis au fil du temps. Cela inclut la recherche d'environnements habitables actuels, potentiellement présents dans le sous-sol riche en glace ou ailleurs et les façons dont les environnements habitables sur Mars et sur Terre ont pu diverger.

Des découvertes de matière organique ancienne sur Mars pourraient également éclairer l'évolution de la chimie organique prébiotiqueprébiotique, réalisant ainsi un parallèle avec l'émergenceémergence de la vie sur Terre. Contrairement à notre Planète, qui a perdu toutes traces géologiques des premiers millénaires de sa formation, en raison de la tectonique des plaquestectonique des plaques et de l'érosion par l'eau, Mars conserve des informations précieuses sur son passé.

Les scientifiques jugent également possible que plusieurs scénarios prébiotiques et porteurs de vie aient eu lieu sur Mars. Les découvertes relatives aux données climatiques et géologiques fourniront des indices cruciaux pour déterminer laquelle de ces voies évolutives a été suivie par Mars. En somme, ces missions pourraient non seulement élargir notre compréhension de la Planète rouge, mais aussi nous éclairer sur les origines de la vie dans le Système solaire.

Soutenir l’exploration humaine de Mars

Avec l'exploration humaine de Mars qui devrait débuter dans la décennie 2030, la Nasa se prépare à utiliser cette présence humaine pour intensifier ses recherches scientifiques.

Avec l'arrivée des premières missions habitées, des laboratoires et instruments scientifiques seront amenés sur Mars, bien plus puissants et performants que ceux à bord des missions robotiques. Ils seront capables de réaliser des études en temps réel, que ce soit en transittransit, en orbiteorbite ou sur la surface martienne, ce qui permettra d'accélérer les découvertes quelle que soit la thématique scientifique étudiée.

Ce rapport émet toute une série de recommandations pour soutenir et préparer la présence humaine en identifiant les besoins pour dimensionner au mieux l'infrastructure amenée sur Mars. Cette dernière devra répondre aux besoins de ces futurs explorateurs, notamment en ce qui concerne l'utilisation des ressources in situ, le génie civil et, à long terme, la recherche en science agricole et la production de bio-polymèrespolymères pour des fabrications locales. Dans ce cadre-là, le rapport souligne la nécessité de poursuivre une collecte de données systématique sur l'environnement martien, son climatclimat, son sous-sol et les risques potentiels, tels que la poussière, les phénomènes météorologiques extrêmes et les radiations.

Mars, un monde à explorer. © Vadimsadovski, Adobe Stock

Mieux comprendre la météo martienne

Une des priorités de ces missions précurseurs est la cartographie de la glace de surface et jusqu'à quelques mètres sous la surface. Ces données serviront pour des études sur la vie martienne, ainsi que l'histoire des changements climatiqueschangements climatiques et géologiques sur Mars. Enfin, la glace d'eau, en tant que ressource locale, pourrait être exploitée pour diverses applicationsapplications : propulseurpropulseur pour le retour vers la Terre, support de vie, matériaux pour le génie civil (comme la fabrication de bétonbéton ou l'impression 3Dimpression 3D de structures), et même pour l'agricultureagriculture.

Par ailleurs, il est crucial de caractériser les sites candidats des missions humaines grâce à de l'imagerie à haute résolutionrésolution et de prévoir les conditions atmosphériques susceptibles d'affecter des événements clés, tels que les atterrissages d'équipages humains ou les opérations de lancement depuis la surface. Bien que Mars ait été presque entièrement cartographiée à une résolution de  cinq mètres par pixelpixel, une résolution plus élevée est nécessaire pour identifier des dangers potentiels, comme des roches, et tracer des cartes autour des sites d'atterrissage.

Il est également essentiel de mieux comprendre les processus météorologiques au-dessus des régions ciblées pour les missions habitées. La Nasa prévoit donc d'implémenterimplémenter des missions visant à réaliser un profilage vertical des températures atmosphériques et des aérosolsaérosols, ainsi qu'à acquérir des données manquantes, comme celles concernant les vents. Ces informations sont cruciales pour améliorer les modèles atmosphériques, permettant une météorologiemétéorologie plus fiable et une capacité à évaluer la fréquencefréquence et l'intensité d'événements climatiques extrêmes, tels que les tempêtestempêtes de poussière.

Quant à la mission de retour d'échantillons martiensretour d'échantillons martiens, elle aidera à caractériser les effets potentiellement nocifs du régolitherégolithe martien afin de concevoir des approches d'atténuation liées à la santé humaine et aux équipements et infrastructures de protection.

Mars : un système planétaire dynamique

Enfin, troisième et dernier thème de ce rapport, la Nasa aspire à recueillir autant d'informations sur Mars que nous en savons sur notre propre planète. Bien que Mars partage certaines similarités géologiques avec la Terre, ses différences fondamentales offrent une occasion unique d'explorer l'évolution planétaire. Alors que Mars conserve des indices de ses premières conditions d'existence, notre connaissance de la diversité de son environnement reste encore limitée.

Malgré les nombreuses données acquises par les missions passées, la Nasa n'a exploré qu'une fraction de la surface martienne. Comprendre les processus qui ont lieu à des échelles plus fines est essentiel pour appréhender la complexité de Mars en tant que système dynamique.