ExoMars 2020 : tout ce qu'il faut savoir sur le programme le plus ambitieux depuis Apollo

Gros plan sur le site d'atterrissage Oxia Planum © NASA

Développées par l'Agence spatiale européenne (ESA) et Roscosmos, les deux missions du programme ExoMars font preuve d'une grande ambition puisque le principal objectif est de déterminer si oui ou non une forme de vie a pu émerger sur Mars.

Le premier volet du programme a commencé avec du lancement de la mission ExoMars 2016, qui s'est déroulée le 14 mars 2016, et la réussite de sa mise en orbite autour de Mars le 19 octobre 2016. L'orbiteur ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) a pour objectif scientifique l'étude de l'atmosphère martienne. Équipé de quatre suites d'instruments russes et européens, l'orbiteur doit d'abord analyser les gaz et isotopes présents sous forme de traces, ainsi que de localiser les sources de méthane et autres gaz.

Maquette de l'ExoMars Orbiter

ExoMars 2016 : les prémices d'un programme d'exception

Trois jours avant sa mise en orbite, le TGO se sépare de son module EDM/Schiaparelli. Cet appareil est en fait un atterrisseur expérimental qui doit permettre à l'ESA de recueillir des données relatives aux techniques de rentrée atmosphérique et d'atterrissage pour les futures missions à destination de Mars. Malheureusement, Schiaparelli éjectera son parachute trop prématurément et subira une chute libre de près de 4 kilomètres avant de percuter le sol martien. Cependant, malgré le crash de cet appareil expérimental, l'ESA a pu récolter des informations capitales et tirer des leçons de cet événement.

Par la suite, après un an d'aérofreinage visant à modifier son orbite, ExoMars TGO doit débuter sa mission scientifique. Dans le cadre du lancement du rover ExoMars 2020, le TGO continuera d'être d'une utilité capitale puisqu'il assurera les liaisons de télécommunications entre la Terre et le rover, ainsi que les autres engins spatiaux présents à la surface de la planète rouge.

Le déroulement de la mission ExoMars 2020

Initialement prévu pour un lancement en mai 2018, le second volet du programme ExoMars a finalement été repoussé à la fenêtre suivante, en juillet 2020. Il faut dire que plusieurs paramètres sont venus ralentir la conception de ce projet à commencer par le retrait de la NASA qui s'est vu dans l'obligation d'annulation le projet en raison de restrictions budgétaires, notamment à cause du dépassement colossal de son budget pour le télescope spatial James Webb (JWST). L'agence spatiale américaine devait en outre lancer son rover MAX-C en même temps que le rover ExoMars.

Ne pouvant pallier seule à l'annulation de la participation de la NASA, L'ESA fait alors appel à l'agence spatiale russe. Le Roscosmos accepte de participer au programme en fournissant deux lanceurs Proton et en collaborant sur la conception de trois engins spatiaux : Le TGO, l'EDM ainsi que le rover ExoMars.

Le rover ExoMars © ESA

La mission ExoMars 2020 a pour objectif de faire atterrir à la surface de Mars une plateforme russe d'entrée et de descente qui embarquera le rover ainsi qu'une série d'instruments scientifiques. Le rover ExoMars, d'une masse d'environ 300 kg, doit quant à lui rechercher des indices de vie (antérieure ou présente) sur la planète, mais aussi étudier son environnement géochimique (notamment la présence d'eau), ainsi que les traces de gaz et l'environnement martien. Pour cela, il sera alimenté par des panneaux solaires et équipé d'une suite de neuf instruments - 4 instruments d'analyses au contact, 2 instruments panoramiques et 3 instruments constituant le laboratoire Pasteur - ainsi que d'une foreuse capable de prélever des échantillons jusqu'à un maximum de 2 mètres de profondeur. Les scientifiques pensent qu'il est possible que d'éventuels composés organiques ou que des bio-signatures soient présents à cette profondeur, protégés des rayonnements cosmiques et solaires.

Par ailleurs, après plusieurs années de discussions, les scientifiques en charge du programme sont parvenus à déterminer le site d'atterrissage pour la plateforme fournie par Roscosmos. Ils ont en effet choisi Oxia Planum, un site légèrement au nord de l'équateur martien, qui serait selon eux idéal pour la recherche de bio-signatures. Il permettrait en outre à l'atterrisseur de se poser plus aisément ainsi qu'au rover de circuler facilement puisque ce site est relativement plat. Le premier site qui avait été retenu était celui de Mawrth Vallis, encore un peu plus au nord. Finalement, les chercheurs ont jugé qu'il serait moins risqué d'atterrir sur Oxia Planum. Les deux sites semblent cependant revêtir une grande richesse géologique, mais Oxia Planum recèle de minéraux riches en argile âgés de 4 milliards d'années, traces du passé humide de la planète. L'annonce officielle de ce choix de site devrait avoir lieu d'ici 2019.

Prévue pour juillet 2020, la mission devrait arriver sur la planète Mars en avril 2021. Une fois l'atterrissage réussi à sa surface, ExoMars 2020 devrait durer 180 sols (jours martiens). Un jour martien équivaut en moyenne à 24 heures et 40 minutes.

Ne reste plus qu'à espérer que cette mission soit un succès et puisse être menée à son terme. Pour rappel, Opportunity, le rover martien de la NASA, a été pris dans une tempête de sable après 14 années de bons et loyaux services, alors que Curiosity a découvert un peu plus tôt cette année des traces mystérieuses de molécules organiques et de substances volatiles contenues dans des minéraux sédimentaires.

Bien que la découverte de Curiosity ne prouve pas l'existence de vie sur Mars, la mission ExoMars 2020 pourrait bien finir par découvrir quelque chose d'extraordinaire en forant plus profondément.