Il aura fallu plus de cinq ans à la NASA pour le réaliser : le véhicule d’entrée de la mission Mars 2020, qui devait déposer le rover Perseverance dans le cratère Jezero a laissé quelques traces. Des cicatrices visibles sur le sol martien, à environ 70 kilomètres au nord-ouest du rebord du bassin. Pendant sa traversée de l’atmosphère, il filait à près de 4,7 km/s (16 920 km/h) lorsqu’il a largué, à environ 1 300 kilomètres d’altitude, deux masses de lest en tungstène de 77 kilogrammes chacune, suivies des restes de son étage de croisière pesant près de 540 kilogrammes. Du matériel sacrificiel, conçu pour être éjecté afin de stabiliser la trajectoire du rover pendant la phase de descente : la priorité n’était donc pas de le préserver ou de le retrouver.
Ces débris fini leur course dans le régolithe martien à un angle rasant de 10 degrés, creusant cinq cratères, en offrant, au passage, aux planétologues une simulation d’impact en conditions réelles, dont les facteurs étaient connus au gramme et au km/h près. La suite est plus intéressante que la chute, puisque l’analyse de ces cratères a révélé une propriété mécanique du régolithe encore inconnue.
Mars la molle : le grand malentendu
Ils ont été repérés grâce aux caméras de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), qui surveille la surface martienne depuis son orbite depuis 2006. Ils n’apparaissaient sur aucune image antérieure à février 2021 et leur apparence était incompatible avec des traces d’impact plus anciennes. En croisant ces données orbitales avec des simulations 3D utilisées en physique des chocs, les chercheurs ont pu attribuer chaque cratère à son impacteur (masses de lest ou débris de l’étage de croisière), et déduire les propriétés mécaniques du sol martien aux différents points d’impact.
Les chercheurs s’attendaient à ce que le régolithe soit bien plus dur, puisque la cohésion du sol a été estimée à environ 7 kilopascals, soit à peu près la résistance d’un sable humide et faiblement agrégé, que l’on pourrait écraser entre les doigts. « Nous constatons que le matériau est bien plus faible que ce que prédisent les lois standard de mise à l’échelle des cratères, qui surestiment la taille des cratères pour ce type d’impact », précisent-ils.
Ce chiffre rejoint d’ailleurs une leçon que la NASA avait déjà apprise à ses dépens avec InSight, la sonde stationnaire posée sur Mars en 2018. L’un de ses instruments phares, HP³ (surnommé « la taupe »), était censé forer jusqu’à cinq mètres sous la surface pour y mesurer le flux de chaleur interne de la planète.
Après deux ans de tentatives infructueuses, la NASA avait dû se rendre à l’évidence : le régolithe était trop granuleux et trop peu compact, n’offrant pas à HP³ la friction nécessaire pour qu’elle puisse s’enfoncer. La taupe n’a jamais dépassé quelques dizaines de centimètres, et l’expérience a été abandonnée sur cet échec, dont les géophysiciens n’avaient alors pas bien saisi la cause exacte.
Le régolithe martien dans son ensemble est-il aussi meuble qu’aux abords du cratère de Jezero ? Pas nécessairement ; les chercheurs prennent d’ailleurs soin de ne pas généraliser : ces cinq cratères n’ont été creusés qu’à environ 70 kilomètres du bassin, qui ne représente qu’une infime partie de Mars. D’une région à l’autre, le sol varie grandement, et c’est justement cet aspect que les scientifiques espèrent exploiter lors des futures missions vers la planète rouge. Dès qu’un atterrisseur devra se poser, il larguera forcément des composants pendant la phase de descente, créant de nouveaux cratères dont tous les paramètres d’impact seront parfaitement documentés et photographiés ensuite par MRO. En appliquant le même protocole à chaque nouveau site d’atterrissage, il deviendrait possible, mission après mission, de comparer la résistance du régolithe d’une région à l’autre sans déployer le moindre instrument supplémentaire : plutôt économique comme méthode d’investigation scientifique.