Le 19 octobre, à 21 h 41 heure de Paris, un lanceur intermédiaire H3 de la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), concurrente directe de la Falcon 9 américaine, décollera du centre spatial de Tanegashima avec, à son bord, la sonde MMX (Martian Moons eXploration) et son passager tricolore : Idefix, un rover de 25 kilogrammes codéveloppé par le CNES (Centre national d’études spatiales) et le Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt). La mission, initialement prévue pour 2024, a été repoussée de deux ans en raison de problèmes techniques sur le lanceur H3, et vise un objectif inédit dans l’histoire de l’exploration spatiale : se poser sur Phobos, la plus grande des deux lunes de Mars, en collecter des échantillons et les rapporter sur Terre à l’horizon 2031.
Ce serait la première fois qu’un engin ramènerait de la matière issue du système martien. L’Union soviétique s’y était essayée en 1988 avec les sondes Phobos 1 et Phobos 2, toutes deux perdues avant d’avoir atteint leur objectif, puis la Russie avait tenté le coup en 2011 avec Phobos-Grunt, qui s’était écrasé sur Terre en 2012, deux mois après un lancement raté qui ne lui avait pas permis de quitter l’orbite basse. Quant aux États-Unis, la mission Mars Sample Return, menée par la NASA et l’ESA grâce au rover Perseverance, est dans les limbes depuis que le Congrès américain a entériné, en janvier dernier, la suppression de son financement. Le Japon, la France et l’Allemagne pourraient donc coiffer les leaders de l’aérospatial au poteau.
Idefix : un duo franco-allemand en terra incognita
Idefix a été baptisé, évidemment, en hommage au gentil toutou de nos deux fiers gaulois Astérix et Obélix. Un sympathique clin d’œil du CNES à la bande dessinée de Goscinny et Uderzo : de la même manière que le célèbre chien blanc suit à la trace les géants (de son point de vue) Astérix et Obélix, ce rover poids plume va accompagner la colossale sonde MMX dans le système martien.
Il y arrivera à l’été 2027, toujours accroché à la sonde, mais ne touchera pas Phobos tout de suite : MMX passera d’abord plus d’un an en orbite autour de Mars à cartographier Phobos et Deimos (sa jumelle, deux fois plus petite) pour sélectionner un site d’atterrissage dans une zone de 300 × 300 mètres. Fin 2028 ou début 2029, la sonde descendra en altitude lors d’une répétition d’atterrissage et larguera Idefix à environ 40 mètres de la surface, le laissant chuter seul sur Phobos.
Monté sur quatre roues, Idefix a été conçu pour évoluer dans une gravité infime (entre 0,003 et 0,007 m/s2, soit plusieurs milliers de fois moins que sur Terre). Il embarque quatre instruments scientifiques : les NavCams, une paire de caméras stéréoscopiques développées par le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille pour la navigation et l’imagerie de surface ; les WheelCams, deux caméras pointées vers l’interface roue-sol, développées par l’ISAE-SUPAERO (Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace) de Toulouse pour étudier le comportement du régolithe ; RAX, un spectromètre Raman du DLR destiné à identifier la composition minéralogique du sol ; et miniRAD, un radiomètre thermique, également du DLR, chargé de mesurer la température de surface au cours d’un cycle diurne complet (une « journée » sur Phobos ne dure que 7 h 39).
Le petit rover devra fonctionner pendant au moins 100 jours, alimenté par des panneaux solaires qu’il inclinera lui-même en direction du Soleil pour recharger ses batteries.
Percer le mystère des lunes de Mars
La sonde MMX, en plus de jouer les taxi pour Idefix, mènera un programme d’observation depuis l’orbite, grâce à treize instruments fournis par quatre agences différentes. Le CNES a développé MIRS (MMX InfraRed Spectrometer), un spectromètre infrarouge destiné à analyser la composition des surfaces de Phobos et Deimos. La NASA a fourni MEGANE (Mars-moon Exploration with GAmma rays and NEutrons), un détecteur neutrons-gamma capable de sonder la composition élémentaire du sous-sol depuis l’orbite. La JAXA, quant à elle, a conçu TENGOO, une caméra télescopique pour l’imagerie haute résolution et OROCHI, une caméra grand angle multi-spectrale.
Une fois son travail orbital achevé et Idefix déployé, la sonde entamera la phase la plus délicate de sa mission : se poser elle-même sur Phobos pour en prélever des échantillons. MMX dispose pour cela de deux systèmes de collecte indépendants, une précaution prise par la JAXA face à l’incertitude totale quant à la nature de Phobos. Le premier, le C-Sampler, est un carottier monté sur bras robotique qui forera la surface sur deux centimètres de profondeur. Le second, le P-Sampler (développé par la NASA), projette du gaz sous pression sur le régolithe pour en soulever les particules et les aspirer dans un conteneur.
La sonde se posera à deux reprises, sur deux sites différents, pour collecter au moins dix grammes de matière. Les échantillons seront ensuite scellés dans une capsule de retour que MMX emportera en quittant l’orbite martienne en 2030, avant de la larguer au-dessus de la Terre en 2031 pour une rentrée atmosphérique freinée par un parachute.
Si ce programme a été développé, c’est pour répondre à une unique question, qui taraude la communauté des planétologues depuis près d’un siècle et demi : d’où viennent Phobos et Deimos ? Actuellement, les spécialistes s’écharpent autour de deux hypothèses qui n’ont jamais trouvé confirmation. Soit les deux lunes sont des astéroïdes qui ont été capturés par la gravité de Mars, ce qui en ferait des reliques du Système solaire primitif. Soit elles sont nées d’un impact colossal survenu à la surface de Mars il y a des milliards d’années, auquel cas leur composition devrait ressembler à celle de la croûte martienne. Seule la composition isotopique des échantillons pourra trancher définitivement ce vieux débat, d’où l’importance absolue de la réussite de cette mission. Départ, si tout va bien, dans une semaine pile-poil, avec quelques semaines de marge tout de même : la fenêtre de lancement court jusqu’au 7 novembre, après quoi il faudra attendre 26 mois, soit fin 2028 au plus tôt.