Un rover européen pour expédier les premiers échantillons martiens vers la Terre

Vue d’artiste du futur rover de l’ESA. © Nasa/JPL/Caltech
En 2026, l’Europe et les États-Unis lanceront vers Mars le Sample Fetch Rover, un véhicule destiné à envoyer vers la Terre, pour la première fois, des échantillons de roches martiennes.

Chaque grande étape de l’exploration humaine a son « petit caillou dans la chaussure ». Dans le cas de Mars, ce sont les cailloux que l’on n’arrive pas à rapporter ! Les roches dénichées par le rover Curiosity, actuellement sur Mars, n’ont pu être analysées qu’à distance avec les moyens très limités des instruments de bord. Bien loin du potentiel des nos laboratoires sur Terre. Alors, plutôt que d’attendre une mission humaine qui n’en finit plus de paraître lointaine, les scientifiques misent sur les robots pour nous envoyer des échantillons de la planète rouge. Le tout sera en plusieurs étapes.

Dès cet été, la Nasa doit lancer Perseverance, un rover qui récoltera des échantillons et les placera dans de petits tubes laissés à même le sol. Un autre engin, le Sample Fetch Rover (SFR), ira les ramasser pour les envoyer sur Terre à l’aide d’une course de relais sur orbite. Son arrivée sur Mars est prévue pour 2028.

Un périple de 20 km sur Mars

Cette mission se joue sur une nouvelle alliance entre les États-Unis et l’Europe, qui dirige la construction du rover SFR. L’engin, d’une taille de 1,5 m sur 1,2 m, alimenté en électricité par des panneaux solaires de 2,5 m2, doit être déposé en douceur sur la planète rouge par un atterrisseur conçu par la Nasa. il devra arpenter le fond du cratère Jezero et retrouver le trésor scientifique collecté par son prédécesseur américain. Pour cela, il sera doté quatre roues de 70 cm de diamètre en treillis métallique très résistant, directement inspirées de celles des rovers lunaires d’Apollo, et différentes de celles de Curiosity.

Contrairement aux rovers de la Nasa, le Sample Fetch Rover n’aura que quatre roues. © ESA/ATG Medialab

L’idée est ambitieuse, car elle nécessite de battre tous les records de vitesse comme de distance sur le sol cuivré de Mars. Le Sample Fetch Rover devra en effet parcourir entre 15 et 20 km pour mener à bien sa mission, en une durée de seulement six mois. À titre de comparaison, le compteur de Curiosity affiche 22 km, mais en huit ans ! Le défi technique est donc de taille, comme l’explique Alastair Wayman, ingénieur système chez Airbus, en phase d’études sur le projet : « Avec ses 220 kg, le Sample Fetch Rover pourra rouler à environ 8 cm par seconde. Cela peut sembler lent, mais c’est bien plus rapide que tous les autres rovers martiens à ce jour. » En effet, cela représente du 288 m/h (ou 0,288 km/h). Pour comparaison, Curosity n’atteint au mieux que 3 cm/s.

Le rover récupérera les barres d’échantillons collectés par le rover de la Nasa Perseverance. © Nasa/Caltech
Puis il les rapportera à son atterrisseur, capable de redécoller vers l’orbite martienne. © Nasa/Caltech

La différence se joue bien plus sur une question de méthode que sur la puissance des moteurs. « Le SFR embarque un système de navigation très sophistiqué et autonome, qui est d’ailleurs une évolution du Rosalind Franklin [NDLR : rover européen dont l’objectif est la recherche de vie sur Mars et qui doit décoller en 2022]. Cela lui permet de rouler sans danger sur la surface de Mars, sans avoir besoin d’intervention humaine », détaille l’ingénieur d’Airbus. Un sacré gain de temps, quand on pense que chaque action sur Terre met 30 minutes à arriver sur Mars en moyenne, étant donné la distance entre les deux planètes.

Une fois arrivé, le rover se mettra en route vers les échantillons de Perseverance. Une fois encore, de nouveaux logiciels d’IA lui viendront en aide, notamment pour retrouver les précieux tubes, inévitablement recouverts de poussière. Il pourra alors les récupérer à l’aide de son bras robot, conçu avec l’aide de l’agence canadienne (déjà experte sur le Canadarm, le bras de l’ISS). Sa récolte devrait consister en 36 échantillons maximum, qu’il faudra ensuite rapporter sur sa base.

« Une partie des échantillons sera alors mise à l’abri dans un conteneur spécial, explique Guilhem Botlz, responsable média d’Airbus. Le prototype actuel est une sorte « d’œuf Kinder surprise », constitué d’alvéoles façon ruche d’abeilles. » De quoi protéger la précieuse récolte pour son nouveau périple plus vertical vers l’orbite martienne !

L’autre partie des échantillons restera sur le rover, ceci pour éviter de perdre toute la collecte de Perseverance en cas d’échec lors du décollage du module de retour. Mais si tout se passe bien, le module ayant déposé Sample Fetch Rover sur Mars, sera capable de décoller, s’extraire de l’atmosphère de la planète et se placer en orbite. Pendant ce temps, une autre fusée aura déjà décollé de la Terre, emportant une sonde, l’Earth Return Orbiter, dont la seule mission sera de rejoindre le conteneur d’échantillons pour le rapporter sur Terre. Si vous avez vu le film « Seul sur Mars », c’est donc grosso modo la même chose, avec des tubes à la place de Matt Damon !

Absence d’instruments scientifiques

Un périple inédit dans l’histoire spatiale récente. « On peut même le comparer aux missions Apollo en termes de l’ampleur du projet », ose Ludovic Duvet. Chef d’étude sur le rover, il mesure la complexité d’une mission aux multiples incertitudes. Composée de trois lanceurs, tout repose sur le succès du rover américain. « Si Perseverance ne décolle pas, c’est sûr que nous n’irons pas ! » s’amuse le responsable de l’ESA.

Un tel projet engendre forcément des sacrifices. Ici, ce sont les instruments scientifiques. Le SFR, tout comme l’atterrisseur, n’auront ainsi aucun instrument, en dehors des trois caméras noir et blanc fixées sur le rover, et une quatrième pour contempler le décollage depuis le sol de Mars. « L’idée est d’aller au plus simple pour maximiser l’héritage de Perseverance », résume le chef d’étude, pour qui la récolte d’échantillons est l’objectif scientifique principal. « Une fois la mission finie, on pourra par contre faire ce que l’on veut », rassure tout de même Ludovic Duvet. Il rappelle qu’« une bonne partie de la science de Mars provient de l’étude des rovers, leur comportement selon les terrains et autres observations ».

La véritable limite sera la robustesse du rover, liée à la planète elle-même : « Il faudra avoir fini avant la prochaine tempête de poussière. Sinon, le rover risque d’être perdu ». Les échantillons qu’il aura conservés à bord pourront patienter jusqu’à ce qu’un nouveau robot vienne les récupérer. À moins que ce ne soit une main humaine…

 

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