Exploration de Mars

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Le sol de Mars photographié par Viking 1.
Burns cliff affleurement rocheux à l'intérieur du cratère Endurance photographié par le rover MER Opportunity.

L’exploration de Mars tient une place particulièrement importante dans les programmes scientifiques d'exploration du système solaire des principales puissances spatiales. Près de quarante sondes, orbiteurs et atterrisseurs, ont été envoyées vers Mars depuis le début des années 1960. Les motivations sont multiples. Mars constitue d'abord une destination proche ce qui permet d'y envoyer relativement facilement des engins spatiaux. Par ailleurs, contrairement aux autres planètes du Système solaire, Mars a sans aucun doute connu par le passé des conditions assez proches de celles régnant sur Terre qui ont pu, mais cela reste à confirmer, permettre l'apparition de la vie. Depuis l'invention du télescope cette planète de type terrestre intrigue les scientifiques comme le grand public. Certains ont spéculé sur la présence d'une civilisation martienne. Mais le premier survol de Mars par la sonde américaine Mariner 4 (1964) dévoile une planète beaucoup moins accueillante que prévu dotée d'une atmosphère très ténue, sans champ magnétique pour la protéger des rayonnements stérilisants et comportant une surface d'apparence lunaire très ancienne. Toutefois les observations plus poussées menées par l'orbiteur Mariner 9 (1971) montrent que Mars présente en fait une géologie plus complexe avec des traces de volcanisme et des formes peut-être façonnées par des eaux de surface.

Mars a été un des enjeux de la Course à l'espace, affrontement pacifique entre les États-Unis et l'Union soviétique à l'époque de la Guerre froide. L'URSS parvient la première à poser sur le sol de la planète l'atterrisseur Mars 3 (1971) mais celui-ci ne survit que 20 secondes. Les deux atterrisseurs américains du programme Viking accompagnés par des orbiteurs qui arrivent sur Mars en 1976 se caractérisent par leur longévité et fournissent une moisson d'informations sur la planète : composition de l'atmosphère, météorologie martienne, premières analyses du sol martien in situ. Une tentative de détection d'une vie microbienne au moyen d'un mini laboratoire embarqué ne fournit pas de résultat déterminant. Durant les 20 ans qui suivent plus aucune mission n'est lancée vers Mars. Dès cette époque des projets de missions spatiale habitée sont élaborés. Mais le défi technique et financier soulevé par une telle mission reste dans les années 2010 hors de portée des capacités des agences spatiales les mieux dotées.

Les années 1990 voient la reprise des missions d'exploration de Mars avec des résultats contrastés. Pas moins de sept sondes spatiales sont perdues : les deux sondes spatiales du programme soviétique Phobos (1988) lancées vers le satellite Phobos, la sonde de la NASA (Mars Observer (1992), la sonde soviétique Mars 96 (1996) développée avec une forte participation européenne, les sondes américaines Mars Climate Orbiter (1998) et Mars Polar Lander (1998), et enfin la sonde japonaise Nozomi (1998). La NASA connait toutefois deux succès l'un essentiellement technologique avec le petit rover Sojourner déposé sur le sol martien par Mars Pathfinder (1996) et l'autre scientifique avec l'orbiteur Mars Global Surveyor (1996) qui va collecter des données détaillées sur la planète durant 9 ans. Ce dernier détecte la présence de minéraux qui prouvent que Mars n'a pas toujours été la planète aride que l'on connait aujourd'hui.

Les années 2000 sont beaucoup plus fructueuses. Au début de cette décennie la NASA développe plusieurs missions à budget modéré dont l'objectif principal est la recherche de la présence passée et présente d'eau. Ce sont les orbiteurs 2001 Mars Odyssey et Mars Reconnaissance Orbiter (2005), les deux rovers MER (2003) et l'atterrisseur Phoenix (2007) qui se pose sur la calotte polaire. L'ensemble des informations recueillies complétées par celle de l'orbiteur européen Mars Express (2003) permettent d'esquisser une histoire géologique et climatique de Mars et de préparer la mission particulièrement ambitieuse et couteuse du rover Mars Science Laboratory lancé en 2011. Celui-ci, doté d'une instrumentation scientifique sophistiquée, doit réaliser une étude géologique et minéralogique très poussée qui pourrait permettre de détecter indirectement la présence passée d'une vie sur Mars. Mais cette période est également marquée par l'abandon du projet de retour d'échantillon martien stoppé pour des raisons techniques et financières et de celui du réseau de stations météorologiques MetNet. Les projets en cours sont handicapés par la récession économique qui frappe les États-Unis et seules deux missions aux objectifs et aux couts modestes sont programmées en 2012 : l'orbiteur Maven qui doit être lancé fin 2013 et étudiera les mécanismes qui entrainent la disparition de l'atmosphère martienne et l'atterrisseur fixe InSight (2016) chargé d'étudier la structure interne de la planète.

Sommaire

Mars en question[modifier | modifier le code]

Représentation de Mars et de ses canaux publiée dans Encyclopædia Britannica de 1911.

Mars est une planète qui fascine les hommes depuis longtemps. Les premières observations télescopiques révélèrent des changements de couleur à sa surface, faisant penser à de la végétation qui évoluait selon les saisons. De même, Giovanni Schiaparelli crut voir en 1877 des canaux suggérant l'existence d'une vie intelligente. Ces interprétations ont rapidement suscité un vif intérêt du public pour la « planète rouge ». Plus tard, les observations des deux lunes, Phobos et Déimos, des calottes polaires, d'Olympus Mons (la plus haute montagne connue du système solaire) et de Valles Marineris (le plus grand canyon jamais observé) ont maintenu l'intérêt pour l'étude et l'exploration de celle-ci.

Mars est une planète tellurique qui s'est formée en même temps que la Terre. Elle ne fait cependant que la moitié de sa taille, ne possède qu'une très fine atmosphère, et sa surface est froide et désertique.

Parmi les questions que se posent les scientifiques à propos de Mars, on peut citer :

  • En quoi sa structure diffère-t-elle de celle de la Terre ?
  • Pourquoi ces deux planètes ont-elles subi des évolutions si différentes ?
  • Est-elle toujours géologiquement active ?
  • A-t-elle eu une atmosphère primitive suffisamment dense pour que de l'eau liquide ait pu couler à sa surface ?
  • Quelle a été son évolution climatique et quelles en ont été les raisons ?
  • Est-ce que des réactions chimiques ont formé des molécules prébiotiques et ont-elles abouti à des structures réplicatives (vivantes) ?
  • S'il y a eu de la vie, s'est-elle répandue partout et peut-elle encore exister ?
  • De quelles ressources naturelles pourraient disposer de futurs explorateurs humains ?

Les découvertes antérieures à l'ère spatiale[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Histoire de l'observation de Mars.

Premières observations[modifier | modifier le code]

Mars est identifié sans doute par les premiers astronomes de l'Antiquité : sa luminosité importante, son absence de scintillement qui permet de distinguer les planètes des étoiles et sa couleur rouge particulièrement accentuée en font un objet particulièrement visible et remarquable. Les grecs la baptise Arès (Mars dans la mythologie romaine) du nom du dieu de la Guerre et plus généralement du désordre car son mouvement leur semblait particulièrement erratique ( Mars, vu de la Terre, traverse les zodiaques d'Est en Ouest, puis ralentit avant de repartir dans l'autre sens). C'est l'astronome allemand Johannes Kepler qui, après une étude de 8 ans des déplacements de la planète, parvient en 1609 à mettre en équation sa trajectoire définissant les lois de Kepler qui régissent le mouvement des planètes autour du Soleil. Dans les années 1670 les astronomes Jean Richer depuis la Guyane et Jean Richer et Jean-Dominique Cassini depuis Paris mesurent la parallaxe de Mars ce qui leur permet de déterminer la distance Mars-Terre et Soleil-Terre qui s'avère 20 fois plus importante que les estimations de l'époque[1].

L'ère du télescope[modifier | modifier le code]

Les premières observations de Mars avec des lunettes astronomiques (ici lunette de Nice) ont fourni relativement peu d'informations sur la planète.

Les premiers télescopes d'une qualité suffisante pour observer la surface de Mars ne font leur apparition qu'à la fin du 18e siècle. L'astronome William Herschel est le premier à observer vers 1780 à l'aide d'un instrument conçu par lui les calottes polaires de Mars qu'il pense recouvertes de neige et de glace d'eau. Il annonce que la planète a des saisons du fait de l'inclinaison de son axe qu'il mesure avec une bonne précision. Au début du 19e siècle les astronomes parviennent à distinguer grâce à des instruments plus puissants des taches sombres et claires qui parsèment la surface de Mars. Les taches sombres sont unanimement attribuées par la communauté des astronomes à des océans, tandis que les taches claires sont vus comme des continents. L'astronome Asaph Hall parvient à détecter en 1877 à l'aide de la plus grande lunette astronomique de l'époque (66 cm de diamètre) les deux satellites de Mars : Phobos et Déimos. La même année l'astronome Giovanni Schiaparelli étudie Mars à l'aide d'une lunette relativement modeste (25 cm de diamètre) mais équipé d'un micromètre permettant une mesure relativement précise des objets observés. Il dresse une carte détaillée des zones sombres et claires qu'il désigne respectivement comme des "terrae" (terres) et "mare" (mers) officialisant l'existence de mers à la surface de Mars. Les terrae sont traversés selon ses observations par des "canale" (chenal de rivière) rectilignes. Il baptise les zones identifiables avec des noms latins tirés de lieux de la Méditerranée, de la Mythologie grecque et de la Bible (Olympus Mons, Syrtis Major, ...) qui seront officialisés par la suite. Les dessins de Schiaparelli sont repris par la presse populaire et le terme canale, mal traduit en canal, accrédite la thèse d'ouvrages artificiels à la surface de Mars. La croyance en l’existence des canaux martiens va durer de la fin du XIXe siècle au début du XXe siècle et marqua l’imagination populaire, contribuant au mythe de l’existence d’une vie intelligente sur la quatrième planète du Système solaire. Son plus ardent défenseur, l'américain Percival Lowell, fait construire un observatoire dédié à cette recherche, et tente jusqu'à sa mort de prouver leur existence. Les optiques plus précises des années 1920 permettent de ranger les canaux rectilignes au rang des chimères : leur observation, qui n’a jamais fait l’unanimité chez les astronomes, provenait d’une illusion d’optique, phénomène fréquent dans les conditions d’observation de l’époque (paréidolie)[2],[3].

L'état des connaissances au début de l'ère spatiale[modifier | modifier le code]

À la fin des années 1950, peu avant que les premières sondes spatiales vers Mars ne soient lancées, les connaissances sur Mars découlent des observations effectuées avec les télescopes terrestres qui ne permettent pas de distinguer des détails inférieurs à 100 km. Ces instruments permettent de distinguer une planète rougeâtre comportant des structures au sol de grande taille alternativement claires et sombres et deux calottes polaires dont la taille varie au cours de l'année. On considère généralement que ces dernières sont constituées de glace d'eau. Pour les scientifiques la planète présente une atmosphère car à certaines périodes de l'année les détails de la surface s'estompent et qu'on a pu observer des nuages de couleur blanche ou jaune. Enfin certains observateurs estiment qu'une végétation fruste (lichens) subsiste peut être à la surface de la planète ce qui expliquerait les variations de teinte observée selon les saisons. Les estimations de pression atmosphérique sont largement au-dessus de la réalité et les températures avancées (de 10 à 25 °C à l'équateur dans une étude réalisée dans les années 1920) sont également fortement surévaluées[4].

Déroulement d'une mission automatique vers Mars[modifier | modifier le code]

Une fenêtre de lancement tous les deux ans[modifier | modifier le code]

Une sonde spatiale ne peut rejoindre en ligne droite Mars. Le choix de sa trajectoire et de manière liée sa date de lancement est contraint par les règles de la mécanique spatiale :

  • Mars se déplace sur une orbite située à l'extérieur de celle de la Terre et sur le même plan que celle-ci. Sa distance avec la Terre varie fortement : lorsqu'elle se situe derrière le Soleil vu de la Terre, elle se trouve à 400 millions de km (plus de mille fois la distance Terre-Lune parcourue en 3 jours par les astronautes du programme Apollo), tandis qu'elle n'est éloignée que de 56 millions de km lorsqu'elle occupe la position relative opposée ;
  • les deux planètes se déplacent à des vitesses considérables sur leur orbite (près de 30 km/s pour la Terre, 21 km/s pour Mars). Cette vitesse est communiquée au vaisseau lorsqu'il décolle de la Terre. Ceci rend impossible avec les capacités des fusées actuelles d'effectuer une route directe vers Mars qui nécessiterait d'annuler en partie l'énorme vitesse acquise au départ ;
  • la trajectoire qui consomme le moins de carburant consiste à lancer le vaisseau sur une orbite elliptique qui tangente l'orbite terrienne au départ et l'orbite martienne à son arrivée (orbite de Hohmann). Cette trajectoire ne peut être parcourue dans un temps et avec une dépense d'énergie raisonnable que lorsque Mars est en opposition avec la Terre. Cette configuration se reproduit à peu près tous les 26 mois. Le temps mis par un vaisseau pour parcourir le trajet Terre-Mars dans la configuration la plus favorable tout en réduisant la consommation de carburant au minimum est de 258 jours. En dépensant relativement peu de carburant supplémentaire, on peut faire chuter cette durée à 180 jours.
Le vol interplanétaire de la sonde spatiale MSL : un exemple typique de transit entre la Terre et Mars.

La mise en orbite autour de Mars[modifier | modifier le code]

Une fois que la sonde spatiale a échappé à l'attraction terrestre, si elle dispose d'une vitesse suffisante et qu'elle est lancée sous le bon azimut lorsque la fenêtre de lancement est ouverte (tous les 26 mois), la sonde spatiale peut effectuer un survol de Mars. Il est toutefois nécessaire qu'elle effectue quelques corrections de trajectoire durant son transit pour survoler à faible distance la planète. Pour pouvoir se mettre en orbite autour de Mars, la sonde doit décélérer fortement. Cette décélération (environ 2,3 km/s) doit être d'autant plus importante que l'orbite visée est proche de Mars. La quantité de carburant qui doit être emporté pour cette manœuvre représente 40 à 50 % de la masse de la sonde. La NASA a mis au point une technique pour réduire la masse de carburant emportée : la sonde spatiale est placée sur une orbite fortement elliptique qui demande nettement moins de carburant puis l'orbite est progressivement réduite par des passages de la sonde dans les couches supérieures de l'atmosphère martienne qui réduit la vitesse de l'engin et donc son orbite. Cette technique dite du freinage atmosphérique a été expérimentée pour la première fois avec Mars Global Surveyor en 1996. Elle nécessite une extrême précision de la trajectoire pour éviter que la sonde ne se trouve dans une atmosphère trop épaisse et ne se désintègre. Elle est d'autant plus difficile à appliquer sur Mars que la pression atmosphérique peut varier très rapidement du simple au double sous l'effet des tempêtes.

Atterrir sur Mars[modifier | modifier le code]

Pour faire atterrir une sonde spatiale sur le sol martien il est nécessaire d'annuler la vitesse que celle-ci va acquérir automatiquement en plongeant vers le sol martien. Si la sonde s'est mise auparavant en orbite basse autour de Mars elle doit décélérer d'environ 4,1 km/s. Dans le cas général pour économiser du carburant, l'atterrisseur en provenance de la Terre plonge directement vers le sol martien et sa vitesse est comprise pour les missions américaines entre 4,5 (sondes Viking) et 7,5 km/s (Mars Pathfinder). Pour annuler cette vitesse il existe plusieurs méthodes qui sont en pratique combinées :

  • l'aérofreinage utilise les forces de trainée c'est-à-dire le frottement de l'atmosphère. C'est ce que font les vaisseaux habités qui reviennent sur Terre en décélérant légèrement ce qui fait décroitre leur orbite de manière à entamer le processus. L'atmosphère fait alors tout le travail et la seule pénalité en poids est constituée par la masse du bouclier thermique qui protège le vaisseau de l'élévation de température très forte durant la phase de freinage (la masse de ce bouclier peut être néanmoins significative). Cette méthode peut être utilisée à toutes les vitesses.
  • L'utilisation d'un parachute ne permet de réduire la vitesse qu'à partir du moment où celle-ci se situe autour de Mach 1. Par ailleurs elle n'est pas suffisante pour poser la sonde sur le sol car la vitesse résiduelle est trop importante (a fortiori sur Mars à l'atmosphère ténue) et cette phase de vol passif ne permet pas d'éviter une zone d'atterrissage parsemée d'obstacles.
  • on peut également annuler la vitesse en ayant recours à la poussée de moteurs-fusées. Cette solution est extrêmement coûteuse car elle nécessite de consacrer une grande partie de la masse du vaisseau au carburant utilisé. La masse qui doit être sacrifiée est proportionnelle à la gravité de la planète : poser sur la Lune le module Apollo sacrifie ainsi la moitié du poids du vaisseau au profit du carburant avec une vitesse à annuler 3 fois plus faible que sur Mars. Si on a recours à la méthode coûteuse consistant à utiliser des moteurs-fusées sur une partie significative du vol (pour produire une décélération comprise entre 0,9 et 1,4 km/s, 20 à 30 % de la masse du vaisseau est sacrifiée au profit du carburant selon l'étude de Braun et Manning), sa mise en œuvre est difficile car, à vitesse hypersonique, l'éjection des gaz des moteurs perturbe l'écoulement aérodynamique[5].
  • Pour poser la sonde sur le sol sans l'endommager, plusieurs techniques ont été utilisées : dans le cas d'un atterrisseur fixe recours aux moteurs fusées solidaires de la sonde, utilisation de coussins gonflables (« Airbags ») ou recours à un étage grue à la manière du robot Mars Science Laboratory.
Schéma 1 : la trajectoire d'entrée de plusieurs sondes martiennes.

La densité très faible de l'atmosphère de Mars (1 % de celle de la Terre) la place, pour le scénario de descente, dans une situation intermédiaire entre la Terre et la Lune. Le robot Mars Science Laboratory, qui a atterri sur Mars le 6 août 2012, est obligé de recourir à des moteurs pour se freiner à partir de l'altitude de 1 500 mètres. Le problème devient d'autant plus aigu que la charge à poser est lourde. Le deuxième problème soulevé par la faiblesse de la trainée atmosphérique sur Mars est que la vitesse ne devient inférieure à Mach 1 que lorsque le vaisseau est très près du sol : le vaisseau dispose de très peu de temps pour modifier le site d'atterrissage si la trajectoire du vaisseau l'amène sur une zone parsemée d'obstacles ou le conduit à une trop grande distance du lieu visé. La précision de l'atterrissage obtenue est de quelques kilomètres pour le robot MSL qui a recours aux techniques les plus pointues. De plus cette contrainte interdit l'atterrissage sur des zones situées à des altitudes trop élevées car la couche de l'atmosphère traversée est d'autant plus réduite que l'altitude est élevée (soit près de 50 % de la superficie de Mars)[5].

Des recherches sont menées à la NASA pour améliorer l'efficacité du freinage dans une atmosphère peu dense. Différentes techniques sont à l'étude[6] :

  • bouclier thermique gonflable offrant une surface de freinage beaucoup plus importante dans la phase haute de la descente[Note 1],[7] ;
  • structure en forme d'anneau gonflable en remorque du vaisseau à la manière d'une ancre flottante durant la phase haute du vol ;
  • ballute (croisement entre un parachute et un ballon) déployé avant l'entrée dans l'atmosphère martienne et travaillant également à la manière d'une ancre flottante ;
  • parachute de très grande dimension (près de 90 mètres de diamètre pour un module pesant 50 tonnes) déployé alors que le vaisseau est à vitesse hypersonique ;
Comparaison des performances des différents atterrisseurs martiens américains[8]
Caractéristiques Viking (1975) Mars Pathfinder (1996) MER (2003) MSL (2011)
Masse au début de la rentrée atmosphérique 992 kg 584 kg 827 kg 3 299 kg
Masse à l'atterrissage 590 kg 360 kg 539 kg 1 541 kg
Masse du rover - 10,5 kg 185 kg 899 kg
Contrôle durant la rentrée atmosphérique Orientation uniquement Non Non Angle d'attaque
Ratio portance/trainée 0,18 0 0 0,22
Diamètre du parachute 16 m 12,5 m 14 m 21,5 m
Vitesse à l'ouverture du parachute Mach 1,1 Mach 1,57 Mach 1,77 Mach 2
Vitesse verticale et horizontale à l'atterrissage Vv < 2,4 m/s
Vh < 1 m/s
Vv < 12,5 m/s
Vh < 20 m/s
Vv < 8 m/s
Vh < 11,5 m/s
Vv < 0,75 m/s
Vh < 0,5 m/s
Méthode d'atterrissage Rétrofusées Coussins gonflables Coussins gonflables Grutage
Précision de l'atterrissage 280x180 km 200x100 km 80x12 km 7x20 km

Les premières sondes et orbiteurs[modifier | modifier le code]

Ce sont les soviétiques qui se lanceront les premiers dans l'exploration de Mars. Les américains ne les rejoindront que quatre ans plus tard avec le programme Mariner.

Première tentative : les missions soviétiques Mars 1 et Zond 2[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Mars 1 et Zond 2.
Timbre soviétique de 1964 représentant la sonde Mars 1.

Dès 1960, l'Union soviétique, qui, contrairement aux États-Unis, dispose déjà à cette époque des lanceurs puissants requis pour des missions d'exploration interplanétaire, envoie deux sondes spatiales vers Mars. Leur objectif est de photographier la surface de la planète mais également d'étudier le milieu interplanétaire et ses effets sur les équipements embarqués. Mais les deux tentatives Marsnik 1 (Mars 1960A) lancé le et Marsnik 2 (Mars 1960B) lancé quatre jours plus tard échouent à la suite de défaillances du lanceur. En 1962, trois nouvelles tentatives sont effectuées. Le , Spoutnik 22 (aussi nommé Mars 1962A) explose au cours de la manœuvre d'insertion en orbite terrestre. Huit jours plus tard, Mars 1, qui doit survoler Mars afin de prendre des images de sa surface et transmettre des données sur sa structure atmosphérique ainsi que sur le rayonnement cosmique, réussit à échapper à l'attraction terrestre mais, alors qu'elle est a mi-distance de son objectif, la sonde interrompt subitement ses communications. Le , Spoutnik 24 (Mars 1962B) qui emporte le premier atterrisseur jamais conçu ne réussit pas l'injection sur une orbite de transit. En 1964, l'URSS fait une nouvelle tentative avec le lancement de Zond 2, le . Mais ce nouvel essai aboutit encore sur un échec : la communication est perdue alors que la sonde fait route vers Mars.

Le survol de Mariner 4 (1965)[modifier | modifier le code]

Une des photos prises par Mariner 4 montre une surface couverte de cratères.
Article détaillé : Programme Mariner.

La première fusée américaine à disposer d'une capacité suffisante pour lancer des sondes interplanétaires est l'AtlasAgena. Celle-ci est utilisée pour la première fois en 1962 pour lancer vers Vénus deux sondes spatiales Mariner. Vénus constitue en effet une cible plus facile que Mars qui est à la fois plus éloignée du Soleil et de la Terre. Une sonde spatiale lancée vers Mars nécessite une meilleure isolation thermique, une redondance plus poussée compte tenu de la durée du transit, un équipement radio plus puissant, ... . Le programme d'exploration du système solaire américain est à l'époque porté par le centre Jet Propulsion Laboratory (JPL) [Note 2]. Celui-ci obtient en 1962 l'autorisation de développer une mission vers Mars. Cette première mission doit être un simple survol : l'insertion en orbite autour de Mars est préférable sur le plan scientifique car elle permet un temps d'observation sans commune mesure avec celui d'un survol mais ce type de mission est hors de portée des connaissances techniques de l'époque et des capacités de la fusée utilisée car elle nécessite une rétrofusée de forte masse. La petite sonde (260 kg) est équipée d'une caméra qui doit retransmettre les premières images détaillées de Mars mais également d'un magnétomètre pour mesurer le champ magnétique de la planète et de plusieurs instruments destinés à analyser le vent solaire, les particules énergétiques et les micrométéorites à proximité de Mars et dans l'espace interplanétaire. Mariner 3 et Mariner 4 sont programmées pour la prochaine fenêtre de lancement vers Mars qui s'ouvre en 1964. Mariner 3 est lancée le mais la coiffe ne s'éjecte pas correctement et la sonde est perdue[9].

Le , le lancement de Mariner 4 est un succès et la sonde entame son voyage de 8 mois vers Mars. Le Mariner 4 survole Mars et fournit les premières images détaillées de sa surface. Les 22 photos d'une qualité moyenne qui sont prises, couvrent environ 1 % de la superficie de Mars : elles révèlent un paysage de type lunaire couverts de cratères d'impact qui d'après leur aspect remontent à une période comprise entre 2 et 4 milliards d'années. Manifestement la planète ne connait et n'a connu aucun phénomène d'érosion qui trahit la présence d'eau. La partie photographiée ne présente par ailleurs aucun relief, montagne ou vallée. Cette vision déprimante met fin aux spéculations d'une Mars planète jumelle de la Terre popularisée par des auteurs de fiction comme Edgar Rice Burroughs et H.G. Wells. La pression atmosphérique mesurée est tellement faible (4,1 à 7,0 millibars soit 0,5 % de celle de la Terre) que les scientifiques émettent l'hypothèse que les calottes polaires ne sont pas couvertes de glace d'eau mais de dioxyde de carbone. La température de surface mesurée, -100 °C, est également beaucoup plus basse que prévu. Enfin aucun champ magnétique n'est détecté alors que l'existence de celui-ci est une condition indispensable pour permettre à des êtres vivants de survivre en surface[Note 3],[10].

En 1969, la NASA utilise un lanceur beaucoup plus puissant, l'Atlas Centaur, pour lancer vers Mars deux nouvelles sondes, Mariner 6 et Mariner 7, respectivement le et le . Celles-ci emportent des caméras plus sophistiquées et réussissent toutes deux un survol à faible distance de Mars (3 500 km). Leurs caméras réussissent à prendre près de 1200 photos de bonne qualité qui couvrent 10 % de la superficie de la planète et confirment son apparence désolée et l'absence de toute végétation. La température de la calotte polaire, mesurée à l'aide d'un radiomètre infrarouge embarqué, -133 °C indique la présence de dioxyde de carbone. Enfin la mesure de l'atténuation du signal radio des sondes au moment où elles passent derrière la planète permettent de déterminer la pression atmosphérique mesurée lors des missions précédentes[11].

Mariner 9 premier orbiteur révèle une géologie complexe (1971)[modifier | modifier le code]

Les canyons de Noctis Labyrinthus photographiés par Mariner 9.

Pour la fenêtre de lancement suivante, la NASA décide de ne pas tenter un atterrissage qui aurait été couteux mais de lancer deux orbiteurs chargés d'étudier de manière systématique la surface de Mars en particulier les calottes polaires et certaines formations détectées sur les photos prises en 1969 qui s'écartent du modèle lunaire. Les sondes sont nettement plus lourdes (près d'une tonne) car elles emportent une rétrofusée pour la mise en orbite autour de Mars. La première, Mariner 8, est victime d'une défaillance de son lanceur, une fusée Atlas Centaur. Mariner 9 est lancée trois semaines plus tard, le et devient le 14 novembre 1971 le premier satellite artificiel d'une autre planète que la Terre. À son arrivée Mars est complètement voilée par une tempête de poussière qui ne se calme qu'au bout d'un mois. L'orbiteur est placé sur une orbite elliptique de 1 650 × 16 860 km qui lui permet de réaliser une cartographie de 70 % de la surface de Mars. La sonde spatiale transmet des images qui révèlent une planète très différente et beaucoup plus intéressante que ce qu'avait laissé entrevoir Mariner 6. La sonde spatiale découvre notamment l'énorme canyon de Valles Marineris profond de 6 km large d'une centaine de km et long de plusieurs milliers de km. Celui-ci se prolonge par des formations géologiques qui ressemblent à des vallées asséchées. La caméra de la sonde spatiale photographie dans la région d'Hellas des plaines comportant peu de cratères donc géologiquement relativement jeunes. Enfin on découvre plusieurs anciens volcans dont Olympus Mons qui avec ses 25 km de haut constituent le relief le plus élevé du système solaire. Les satellites Phobos et Déimos sont également photographiés. De nombreuses formations donnent à penser que l'eau a coulé par le passé sur Mars. La vie a pu apparaitre comme sur Terre à cette époque mais le seul moyen de le savoir est d'étudier sur place le sol de la planète, mission confiée au programme Viking en plein développement à cette époque[12].

Les premiers atterrisseurs[modifier | modifier le code]

Après le succès du programme Mariner, l'URSS et les États-Unis se concentreront sur des missions plus ambitieuses, faire atterrir une sonde sur Mars. Cet objectif sera d'abord atteint par les russes avec le programme Mars puis par les américains, mais de façon plus convaincante, avec le programme Viking.

Le programme soviétique Mars[modifier | modifier le code]

Timbre soviétique de 1972 montrant la sonde Mars 2.
Article détaillé : Programme Mars.

En 1971, peu après l'échec de Cosmos 419 et dix ans après la première sonde Mars 1, les scientifiques soviétiques lancent avec succès Mars 2 et Mars 3 le et le . Chacune de ces deux sondes emporte avec elle un atterrisseur. L'atterrisseur de Mars 2 pénètre dans l'atmosphère martienne , mais sous un angle d'incidence trop fort, causant sa perte. Mars 2 reste néanmoins le premier objet humain à avoir touché la surface de Mars. Cinq jours plus tard, c'est au tour de Mars 3 de larguer son atterrisseur. Cette fois-ci, c'est un succès. Le , l'atterrisseur se pose en douceur. Malheureusement, il ne fonctionne que 20 secondes, le temps de transmettre une image floue et très sombre. Cette défaillance est attribuée à une tempête, expliquant ainsi la faible qualité de l'image reçue.

En 1973, les Soviétiques envoient pas moins de quatre sondes en direction de Mars. Mars 4 et Mars 5 sont destinées à se satelliser alors que Mars 6 et Mars 7 emportent chacune un atterrisseur. De ces quatre sondes, seul Mars 5 connait un succès et peut transmettre 60 images avant de subir une avarie. L'atterrisseur de Mars 6 transmet des données pendant la descente mais cesse d'émettre peu de temps avant son atterrissage présumé. Mars 4 et Mars 7 ratent toutes les deux la « planète rouge ».

Les atterrisseurs Viking[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Programme Viking.
Première image transmise de la surface de Mars par Viking 1 quelques minutes après son atterrissage.

En 1975, deux sondes américaines sont envoyées vers Mars, Viking 1 le et Viking 2 le , composées chacune d'un satellite d'observation et d'un module d'atterrissage. Les orbiteurs doivent réaliser une cartographie précise de la surface de Mars tandis que les atterrisseurs sont conçus pour détecter une éventuelle forme de vie élémentaire. Au bout d'un voyage de dix mois, les deux sondes parviennent à se placer sur leur orbite. Le , Viking 1 Lander est détaché de son module orbital. Après une descente de quelques heures, il touche le sol martien à l'ouest de Chryse Planitia et transmet ses premières images. Viking 2 Lander atterrit quant à lui le à 200 kilomètres à l'ouest du cratère d'impact Mie situé dans Utopia Planitia.

Même si aucune forme de vie n'a été détectée, le programme Viking reste une réussite spectaculaire. Viking 1 a transmis des informations pendant plus de six ans et Viking 2, pendant près de quatre ans, démontrant une nouvelle fois, après le succès du programme Mariner et celui d'Apollo, l'immense savoir-faire américain en matière d'exploration spatiale. Durant tout ce temps, la quantité de données transmise a été colossale. Les atterrisseurs ont analysé la composition de l’atmosphère et du sol et collecté des données météorologiques sur plus de trois années martiennes (six années terrestre). Les orbiteurs ont photographié la quasi-totalité de la planète avec une résolution inférieure à 300 mètres par pixel et noté les importantes variations de pression atmosphérique liées au cycle du dioxyde de carbone. En outre, l'observation détaillée de Mars a permis de mettre en évidence la présence passée d'eau liquide à sa surface, relançant ainsi la question de la vie sur la « planète rouge ».

Position des sondes ayant réussi leur atterrissage sur la planète Mars.

État des connaissances après le programme Viking[modifier | modifier le code]

Un hiatus de 20 ans (1975-1996)[modifier | modifier le code]

Le succès éclatant des missions Viking est paradoxalement suivi d'une période de plus de 20 ans (1975-1996) sans nouvelle mission américaine et globalement sans mission réussie. La majorité des scientifiques et des ingénieurs impliqués dans le programme américain sont stimulés par les résultats fournis par les sondes Viking et attendent logiquement le lancement d'une nouvelle mission aux objectifs plus ambitieux. Mais les administrateurs de la NASA sont beaucoup moins enthousiastes. Le développement de la navette spatiale américaine draine les ressources de l'agence spatiale ; de leur point de vue l'agence a atteint ses objectifs en ce qui concerne l'exploration de Mars ; ils savent par ailleurs que les images de la plaine morne et rougeâtre de Mars transmises par les caméras des atterrisseurs Viking ont déçu les attentes du grand public et des décideurs politiques qui sous l'influence de certains scientifiques tenant d'une vie sur Mars, s'étaient faits une image beaucoup plus accueillante de la planète. Sur la lancée du programme Viking, les équipes de scientifiques et d'ingénieurs américaines, russes et européennes vont élaborer de nombreux projets, parfois très détaillés, mettre au point de nouveaux concepts de mission. Mais durant ces deux décennies aucun de ces projets ne se concrétisent hormis les deux sondes soviétiques Phobos lancées en 1988 qui ne parviendront pas à destination[13].

Les missions soviétiques Phobos (1988)[modifier | modifier le code]

Vue d'artiste de la sonde Phobos 2.
Article détaillé : Programme Phobos.

À la suite des résultats très décevants de leur programme Mars, les Soviétiques abandonnent l’exploration de la planète pendant près de 15 ans. Ce n’est qu’en 1988 qu’ils reviennent sur le devant de la scène avec le programme Phobos dont le principal objet d’étude est le satellite Phobos.

Deux sondes sont envoyées vers Mars : Phobos 1 le et Phobos 2 le . Les deux lancements se déroulent correctement jusqu’au où Phobos 1 interrompt brutalement ses communications à la suite d'une erreur humaine. Phobos 2 reste donc la seule sonde à pouvoir accomplir sa mission. Mais le , alors que la sonde n’est plus qu’à 50 mètres de Phobos et qu’elle s’apprête à lancer ses deux atterrisseurs, les communications sont une nouvelle fois perdues. On estime aujourd'hui que ce dysfonctionnement a été provoqué par des particules émises lors d'une éruption solaire.

Le retour vers Mars de la NASA[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Mars Global Surveyor et Mars Pathfinder.

L'échec de Mars Observer[modifier | modifier le code]

Dix sept ans après le programme Viking, soit le temps nécessaire pour dépouiller les données envoyées par les deux sondes jumelles, la NASA décide de retourner vers Mars en lançant Mars Observer le . Mais le , soit trois jours avant la date prévue pour l’insertion sur son orbite martienne, le contact est perdu. Mars Observer était la sonde la plus coûteuse envoyée par la NASA (813 millions de dollars). Sa charge scientifique était exceptionnelle. L'échec de cette mission particulièrement coûteuse entraîne une révision complète de la stratégie américaine d’exploration du système solaire. La NASA décide de lancer désormais des sondes spatiales moins sophistiquées mais à budget serré : l'objectif est de ne pas tout perdre en cas d’échec tout en permettant la réalisation d'un plus grand nombre de missions avec un cycle de développement raccourci. C’est le « better, faster, cheaper » (mieux, plus vite, moins cher) qui devient la devise du nouveau programme Discovery. Dans le cadre de ce programme et à chaque conjonction favorable de Mars et de la Terre (environ tous les deux ans), la NASA prévoit d’envoyer à la fois une sonde spatiale de type orbiteur, qui doit effectuer ses observations depuis l’orbite martienne, et une autre de type atterrisseur, chargée de se poser sur le sol martien pour y recueillir des données scientifiques. Les objectifs qui étaient assignés initialement à la sonde Mars Observer malchanceuse, sont ventilés entre les orbiteurs beaucoup plus légers du nouveau programme : des copies des instruments scientifiques de Mars Observer seront donc embarquées sur les sondes Mars Global Surveyor qui doit être lancée en 1996, Mars Climate Orbiter (1998), Mars Odyssey (2001) et Mars Reconnaissance Orbiter (2005) [14].

Better, faster, cheaper[modifier | modifier le code]

Mieux, plus vite, moins cher

Photo du premier robot mobile, Sojourner, à la surface de Mars.

Les deux premières sondes du nouveau programme, lancées en 1996, remplissent parfaitement leur mission : l’orbiteur Mars Global Surveyor le , puis l’atterrisseur Mars Pathfinder le . Mars Pathfinder est le premier à rejoindre la « planète rouge », marquant ainsi le retour au succès plus de vingt ans après Viking. Il se pose sur Mars le dans la région d’Ares Vallis et libère le premier robot mobile, Sojourner, qui explore les environs jusqu'à l'arrêt des transmissions le . Mars Global Surveyor réussit quant à lui à se placer en orbite martienne le . Pendant neuf ans, l’orbiteur étudie l'ensemble de la surface de Mars, son atmosphère et sa structure interne et nous renvoie plus de données sur la planète que toutes les autres missions réunies. Parmi les découvertes importantes, Mars Global Surveyor a révélé la présence de dépôts sédimentaires et d’hématites dans la région de Meridiani Planum, apportant ainsi deux preuves supplémentaires de la présence d’eau liquide dans un passé lointain. L’orbiteur a également découvert un champ magnétique fossile dont la structure pourrait traduire une ancienne tectonique des plaques. Enfin, il a permis de mieux comprendre le cycle de l’eau et a produit une carte topographique globale. Conformément à ses plans, la NASA lance fin 1998/début 1999 deux nouvelles sondes alors que Mars se trouve de nouveau dans une position favorable, mais Mars Climate Orbiter et Mars Polar Lander sont toutes deux victimes de défaillances à trois mois d'intervalle avant d’avoir débuté la partie scientifique de leur mission[15]. Face à cette série de défaillances catastrophiques visiblement liées à sa nouvelle doctrine, la NASA décide de suspendre toutes les missions futures de son programme d'exploration martienne notamment les deux sondes spatiales de Mars Surveyor 2001 en voie d'achèvement. L'orbiteur, qui sera rebaptisé 2001 Mars Odyssey, a des caractéristiques très proches de Mars Climate Orbiter or la perte de cette sonde est avant tout liée à une erreur humaine. La NASA décide donc très rapidement de donner son feu vert à l'achèvement de Mars Odyssey par son constructeur Lockheed Martin. L’atterrisseur Mars Surveyor Lander 2001 quant à lui ne sera jamais lancé et servira de réservoir de pièces détachées pour les missions suivantes. Le coût total de la mission Mars Odyssey est évalué à 297 millions de dollars[16].

Les contributions des autres nations[modifier | modifier le code]

Mars 96[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mars 96.

Toujours en quête d'un succès franc et massif, les russes mettent au point une mission qui doit faire date dans l'exploration de la planète Mars. En collaboration avec l’Union européenne et les États-Unis, la Russie conçoit une énorme sonde de 6 180 kilogrammes composée d’un satellite d’observation, de deux modules d’atterrissage et de deux pénétrateurs. Il s’agit de la sonde la mieux équipée jamais lancée par l’homme et doit étudier Mars sous tous ses aspects. Mars 96 est lancée le . Mais une probable défaillance de son lanceur, une fusée Proton, cause sa perte. La mission est un nouvel échec pour la Russie.

L'orbiteur japonais Nozomi[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Nozomi (sonde spatiale).

1998 marque l’entrée du Japon dans l’exploration de la planète Mars et plus généralement, dans l’exploration interplanétaire. L’objectif est de placer une sonde en orbite autour de la « planète rouge » afin d’étudier les interactions de son atmosphère avec le vent solaire. Nozomi est lancée le . Rapidement victime d'une série d'incidents, dont une panne de son propulseur, elle doit repousser son rendez-vous avec Mars de 1999 à 2004. En 2002, alors qu'elle s'est placée en orbite héliocentrique et profite de l'assistance gravitationnelle de la Terre, la sonde est victime d'une forte éruption solaire qui met à mal ses circuits électriques, faisant craindre le pire. En effet, n'ayant pas été conçue pour atterrir sur Mars, Nozomi n'a pas subi la décontamination recommandée par le COSPAR. Si elle venait à s'écraser sur la planète, les effets pourraient donc être catastrophiques. Face à l'inquiétude de la communauté scientifique, elle rate volontairement son objectif et passe à 1 000 kilomètres de la « planète rouge » le .

L'orbiteur européen Mars Express[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mars Express.
Vue d'artiste de l'orbiteur Mars Express.

À la suite de l'échec de la sonde russe Mars 96, l'ESA décide de reprendre une partie des objectifs de la mission en programmant Mars Express. Ces objectifs sont la recherche de traces d'eau et de vie (passée ou présente), la cartographie et l'étude de la composition de la surface et de l'atmosphère de la planète Mars. Le , la sonde européenne est lancée du cosmodrome de Baïkonour. La mission prévoit la mise en orbite de Mars Express et le largage d'un atterrisseur, Beagle 2, qui possède un perforateur, un petit spectromètre de masse et d'autres appareillages placés sur un bras robotisé. La sonde se satellise autour de Mars le . Le , le module d'atterrissage est largué mais rompt ses communications avant d'avoir atteint la surface. L'orbiteur poursuit donc seul la mission en fournissant des images tridimensionnelles du relief martien. Il découvre de grandes quantités de glace d'eau à proximité du pôle sud et met en évidence la présence d'argile, un minéral essentiel dans la problématique de l'eau sur Mars. Enfin, la sonde confirme la présence de méthane dans l'atmosphère, relançant ainsi l'espoir de découvrir un jour une forme de vie sur la « planète rouge ».

Les projets avortés : le retour d'échantillon et le réseau martien[modifier | modifier le code]

Un des objectifs majeurs des planétologues spécialistes de Mars est de pouvoir analyser un échantillon du sol martien dans des laboratoires sur Terre. En 1988 un projet de retour d'échantillon est élaboré mais son coût, évalué à l'époque à sept milliards de dollars américains[Note 4], est jugé beaucoup trop élevé par les décideurs. Au cours des années 1990 le projet de retour d'échantillon est réactivé par la NASA en partenariat avec le CNES : le scénario est élaboré en s'appuyant sur la « doctrine » des missions à bas coûts (better, faster, cheaper, en français « mieux, plus vite, moins cher ») promulguée par l'administrateur de la NASA de l'époque Daniel Goldin. Mais l'échec des deux missions martiennes de 1999, Mars Polar Lander et Mars Climate Orbiter, produits de cette politique, ainsi qu'une approche plus réaliste des coûts[Note 5] mettent fin au projet de retour d'échantillon au début des années 2000. La communauté scientifique poursuivait un autre objectif majeur consistant à mettre en place un réseau géophysique constitué de stations automatiques statiques disposées à la surface de Mars chargées de collecter des données météorologiques, sismologiques et géologiques. Au cours des années 1990 plusieurs projets (MarsNet, InterMarsNet[Note 6]) sont élaborés dans le cadre d'une coopération internationale pour mettre sur pied ce réseau de stations mais tous échouent pour des raisons financières[17].

La NASA étudie à la fin des années 2000 un projet qui doit précéder et préparer la mission de retour d'échantillon. Le rover Mars Astrobiology Explorer-Cacher dispose d'une système de prélèvement permettant d'extraire carottes prélevées à une profondeur d'environ 2 m, d'une instrumentation perfectionnée permettant d'analyser et de dater les échantillons et doit expérimenter le stockage de longue durée de prélèvements de sol martien destinés à être récupérer par la future mission de retour d'échantillon. Il est également prévu d'expérimenter de nouvelles techniques d'atterrissage permettant d'améliorer la précision de l'atterrissage condition indispensable pour pouvoir ramener un échantillon sur Terre. Mais cette mission ambitieuse, dont le coût est évalué entre 1,5 et 2 milliards $ en 2009 est annulée en 2011 à la suite des difficultés financières rencontrées par la NASA.

Les années 2000[modifier | modifier le code]

Montage représentant le robot opportunity dans le cratère Endurance.

Au début des années 2000 les projets martiens d'envergure ne sont plus à l'ordre du jour au sein de la NASA comme dans le cadre d'une coopération internationale, faute d'appuis financiers. Néanmoins pas moins de cinq sondes, dont une européenne, seront lancées en direction de Mars. Toutes auront pour objectif principal l'étude de l'eau au cours de l'histoire géologique de la « planète rouge ». L'agence spatiale américaine développe les rovers MER aux capacités limitées [18].

L'orbiteur 2001 Mars Odyssey (2001)[modifier | modifier le code]

Article détaillé : 2001 Mars Odyssey.

En 2001, la NASA renoue toutefois avec le succès grâce à l'orbiteur 2001 Mars Odyssey rescapé du programme « better, faster, cheaper » (mieux, plus vite, moins cher). Lancé le , celui-ci atteint Mars le . Ses objectif principaux sont de dresser une carte de la distribution des minéraux et des éléments chimiques à la surface de Mars et de détecter la présence éventuelle d'eau à l'aide de ses trois instruments scientifiques hérités en partie de la mission Mars Observer. Ses instruments mettent effectivement en évidence de grandes quantités de glace stockées sous les deux pôles et détectent une présence particulièrement importante de potassium. Le spectromètre imageur THEMIS établit une carte globale de Mars en lumière visible et en infrarouge et détecte de grandes concentrations d'olivine qui prouvent que la période sèche que connait Mars a débuté il y a très longtemps. Enfin les données fournies par la sonde ont été utilisées pour sélectionner les sites d'atterrissages des rovers MER. La sonde dont la mission a été prolongée à 5 reprises, reste opérationnelle en 2012 plus de dix ans après son lancement. Elle sert également de relais de télécommunications entre la Terre et les engins se posant sur Mars tels que les rovers MER et MSL.

Les rovers MER (2003)[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mars Exploration Rover.

Lors de la fenêtre de tir suivante en 2003, l'agence spatiale américaine lance les deux missions Mars Exploration Rover : chacune emporte un rover ayant pour objectif d’étudier la géologie de la planète Mars et en particulier le rôle joué par l’eau dans l’histoire de la planète. Le premier rover, Spirit, se pose à la surface de Mars le début 2004 dans le cratère Gusev qui pourrait être le lit d'un ancien lac. Le second Rover, Opportunity se pose quelques semaines plus tard dans Meridiani Planum où des hématites détectées depuis l'orbite par Mars Global Surveyor, pourraient avoir été créée en présence d'eau liquide. Chaque rover pèse environ 185 kg et se déplace sur six roues mues par l’énergie électrique fournie par des panneaux solaires. Il est équipé de trois paires de caméras utilisées pour la navigation et de plusieurs instruments scientifiques : une caméra panoramique située sur un mat à 1,5 mètre de hauteur, un outil pour abraser la surface des roches porté par un bras articulé sur lequel se trouvent également un spectromètre à rayons X, un spectromètre Mössbauer et une caméra microscope. Enfin, un spectromètre infrarouge est utilisé pour l’analyse des roches et de l’atmosphère. Les deux robots découvrent plusieurs formations rocheuses qui résultent probablement de l’action de l’eau dans le passé : billes d’hématite grise et silicates. Les rovers ont également permis d’étudier les phénomènes météorologiques, d’observer des nuages et de caractériser les propriétés des couches de l’atmosphère martienne. Conçus pour survivre 90 jours et parcourir 600 mètres, les rovers ont démontré une résistance opérationnelle et en juillet 2012 Opportunity est toujours opérationnel après avoir parcouru plus de 34 km.

Vue panoramique du cratère Endurance prise par le rover MER Opportunity.

L'orbiteur MRO[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mars Reconnaissance Orbiter.
Le télescope HIRISE de MRO.

Lancé le , l'orbiteur Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA a pour objectif principal de cartographier de manière très détaillée la surface de Mars. Elle dispose à cet effet d'un télescope associé à une caméra HIRISE permettant d'obtenir des images avec une résolution inégalée de 20 à 30 cm. La sonde spatiale complété par un spectromètre et un radiomètre fonctionnant en lumière visible et infrarouge ainsi que par un radar qui permettent de déterminer la composition minéralogique du sol, sa géologie ainsi que de rechercher l'eau piégée sous forme de glace. Enfin MRO est équipé d'un système de télécommunications qui doit lui permettre de transférer des volumes de données très importants vers la Terre et de jouer le rôle de relais pour les données collectées par les atterrisseurs et rovers posés à la surface de Mars tels que Mars Science Laboratory. En arrivant en orbite autour de Mars, MRO prend la suite de Mars Global Surveyor et devient le quatrième satellite artificiel opérationnel en orbite la planète rouge avec la sonde européenne Mars Express, et les deux sondes de la NASA Mars Odyssey et Mars Global Surveyor. Les instruments de MRO ont permis notamment d'estimer le volume de la calotte polaire de Mars, de détecter de la glace dans des cratères situés à une latitude relativement basse, d'observer des avalanches et de détecter plusieurs types de minéraux.

L'étude in situ de la calotte polaire par Phoenix[modifier | modifier le code]

La pelle de Phoenix a fait apparaitre de la glace d'eau en creusant une tranchée.
Article détaillé : Phoenix (sonde spatiale).

Le l'atterrisseur Phoenix est lancé. Comme 2001 Mars Odyssey il s'agit d'un rescapé du programme « better, faster, cheaper », Mars Surveyor 2001 rééquipé en partie avec des instruments récents. Il se pose à la surface de Mars le à proximité de la calotte polaire Nord, dans la région de Vastitas Borealis où d'importants stocks de glace ont été détectés juste au-dessous de la surface. L'objectif de la mission est l'étude de l'eau liquide à la surface de Mars dans un passé récent ainsi que l'observation du climat de la planète. Les instruments de Phoenix confirment la présence de glace d'eau sur le site et fournissent des informations détaillées sur la composition du sol et la météorologie locale. La sonde ne survit pas à son premier hiver martien.

La sonde Phobos-Grunt[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Phobos-Grunt.

Phobos-Grunt, lancé fin 2011, devait marquer, dans le domaine de l'exploration du système solaire, le retour de la Russie héritière du programme spatial de l'Union soviétique après un hiatus de 15 ans. L'objectif de la mission est d'étudier la lune Phobos après s'être posé sur son sol et de ramener sur Terre un échantillon de son sol[19]. La sonde emporte une vingtaine d'instruments scientifiques, dont certains développés par l'Allemagne, la France, l'Italie et la Suisse[20]. Elle emporte également le petit orbiteur chinois Yinghuo 1, qui devait être placé en orbite autour de Mars pour étudier les interactions entre l'atmosphère de la planète et le vent solaire[21]. Mais la sonde spatiale une fois en orbite terrestre ne parvient pas à rejoindre son orbite de transit vers Mars et est détruite en rentrant dans l'atmosphère terrestre en mars 2012[22].

Le rover Mars Science Laboratory (2011)[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Mars Science Laboratory.
Le rover utilise le laser de ChemCam pour analyser à distance la composition d'une roche (vue d'artiste)

Au début des années 2000 la NASA cherche à redéfinir sa stratégie à moyen terme concernant l'exploration de Mars. La NASA demande à un groupe de travail représentant la communauté scientifique internationale, le Mars Science Program Synthesis Group, de définir les orientations à donner à l'exploration martienne pour la décennie 2010-2020. Le livre blanc qui résulte des travaux de cette commission est produit en 2003. La recherche de l'eau qui avait servi de fil conducteur aux missions des années 1990 est remplacée par celle des composants permettant l'apparition de la vie. Quatre axes d'exploration sont identifiés avec des priorités qui pourront évoluer au fil des découvertes d'indices par les missions existantes — notamment MRO dont le lancement est prévu en 2005 — ou futures.

  1. S'il est prouvé que Mars a connu une période chaude et humide, analyser les couches de sédiments et rechercher la présence de signes du vivant dans le passé de Mars ;
  2. Si des indices d'activités hydrothermales actuelles ou passées sont identifiés, explorer les sites en recherchant des signes de vie présente ou passée ;
  3. S'il existe des indices de présence de vie sur Mars et si un soutien politique existe, lancer une mission de retour d'échantillon s'appuyant sur un rover pour la collecte du sol ;
  4. S'il s'avère que Mars n'a pas connu de période chaude et humide, étudier l'histoire des gaz volatils sur Mars, déterminer les conditions régnant initialement sur Mars et l'évolution qu'a connue la planète afin d'aboutir à une compréhension globale des évolutions de Mars, Vénus et de la Terre.

La décision de lancer le développement du rover lourd et polyvalent Mars Science Laboratory est prise en 2003 et découle directement de ces travaux. Son instrumentation lui permet d'étudier la chimie du carbone sur Mars, de fournir des données dépourvues d’ambiguïté sur la géologie martienne et d'analyser les dépôts hydrothermaux, c'est-à-dire de constituer un instrument adapté pour trois des axes de recherche envisagés. La précision de son atterrissage (marge d'erreur de moins de 20 km) et son autonomie garantie (au moins 20 km) permettent pour la première fois, dans une mission impliquant d'atterrir à la surface de Mars, de cibler les sites martiens les plus intéressants, caractérisés généralement par la présence de reliefs tourmentés et/ou une surface peu étendue[23],[24]. Compte tenu de son coût, Mars Science Laboratory est rattaché au programme Flagship qui regroupe les missions interplanétaires les plus ambitieuses de la NASA dont le budget peut atteindre plusieurs milliards de dollars et qui sont lancées tous les dix ans environ[Note 7].

Enfin, le est lancé Mars Science Laboratory[25], une sonde spatiale dont les objectifs sont de rechercher des traces de vie, caractériser le climat martien, étudier la géologie de Mars et préparer de futures missions habitées[26]. Elle transporte le rover Curiosity qui s'est posé sur Mars le 6 août 2012 pour une mission d'une durée initiale fixée à une année martienne (98 semaines). L'engin est cinq fois plus lourd que ses prédécesseurs, les Mars Exploration Rovers (MER), ce qui lui permet d'emporter 75 kg de matériel scientifique, dont deux mini-laboratoires permettant d'analyser les composants organiques et minéraux ainsi qu'un système d'identification à distance de la composition des roches reposant sur l'action d'un laser. Les laboratoires embarqués sont alimentés par un système sophistiqué de prélèvement et de conditionnement d'échantillons comprenant une foreuse. Grâce au recours à une série d'innovations dont la principale porte sur une descente hypersonique pilotée, la précision de l'atterrissage permet de poser le rover dans le cratère Gale site d'accès beaucoup plus difficile mais aux caractéristiques particulièrement intéressantes par sa palette de terrains géologiques dont certains pourraient avoir été favorables à la vie.

Les missions en développement ou à l'étude en 2012[modifier | modifier le code]

Vue d'artiste de ExoMars.

En 2012 seules deux missions relativement modestes restent programmées de manière certaine. En effet les deux principales agences spatiales impliquées dans l'exploration de Mars, l'ESA et la NASA, n'ont pas réussi à mobiliser des ressources financières rendues nécessaires par la sophistication croissante des missions. Les deux missions en cours de développement sont financées par la NASA :

  • l'orbiteur MAVEN dont l'objectif est de déterminer les mécanismes à l'origine de la disparition de l’atmosphère de la planète et notamment d'étudier les interactions entre l'atmosphère résiduelle et le vent solaire. La mesure de la vitesse d'échappement actuelle des atomes dans l'espace ainsi que les proportions d'isotopes stables présents dans l'atmosphère l'équipe scientifique espère pouvoir reconstituer l'évolution historique de l'atmosphère martienne. Le lancement de la sonde spatiale est planifié pour fin 2013.
  • InSight dont le lancement est prévu en mars 2016 est un atterrisseur fixe qui emporte deux instruments scientifiques et qui doit se poser sur le sol martien à proximité de l'équateur : un sismomètre et un capteur de flux de chaleur qui doit être enfoncé jusqu'à une profondeur de 5 mètres sous la surface du sol. Tous deux doivent fournir des données qui contribueront à mieux connaitre la structure et la composition interne de la planète, un des aspects de la planète qui n'a jusqu'à présent été étudié par aucun des engins qui se sont posés sur Mars. L'objectif scientifique de la mission est de reconstituer le processus de formation et d'évolution des planètes rocheuses du système solaire[27].

Le programme Aurora de l'Agence spatiale européenne prévoit deux missions très ambitieuses :

  • Le robot mobile ExoMars devrait être lancé en 2016 avec comme objectifs principaux la recherche de signes de vie passée ou présente, l'étude de la distribution de l'eau dans le sous-sol martien, le référencement des dangers liés à l'environnement martien pour de futures missions habitées et l'étude de la structure interne de Mars[28].
  • La mission Mars Sample Return ne devrait pas être lancée avant 2020 avec comme objectif le retour d'échantillons du sol martien[29].
Missions programmées
Mission Date lancement Caractéristiques Remarques
NASA logo.svg MAVEN 2013 Orbiteur Étude de l’atmosphère de Mars
NASA logo.svg InSight 2016 Atterrisseur Mission retenue en 2012 dans le cadre du programme Discovery
Propositions de missions
Mission Date lancement Caractéristiques Remarques
ESA logo.svg
Roscosmos logo ru.svg ExoMars
2016 Orbiteur et atterrisseur ExoMars Trace Gas Orbiter.
2018 Atterrisseur, rover L'atterrisseur russe doit déposer le rover ExoMars
Flag of Finland.svg MetNet décennie 2010[30] Impacteur Précurseur d'un réseau de stations météorologiques martiennes au sol[31].
NASA logo.svg Mars Geyser Hopper (en) - Atterrisseur Conçu pour pouvoir effectuer après l'atterrissage deux sauts lui permettant de se positionner à faible distance d'un geyser martien source de CO2.
NASA logo.svg Red Dragon - Atterrisseur Adaptation du cargo spatial SpaceX Dragon[32],[33]
ESA logo.svg Réseau de stations au sol - Trois petits impacteurs Réseau de stations météorologiques[34]
ESA logo.svg MSR - - Mission de retour d'échantillon[34]
Jaxa logo.svg MELOS-1 - Orbiteur et atterrisseur Étude de la géologie et de l'atmosphère[35].
Roscosmos logo ru.svg Mars-Grunt (en) - Orbiteur, Atterrisseur Mission de retour d'échantillon
NASA logo.svg BOLD (en) - 6 atterrisseurs Recherche d'indices biologiques dans le sol martien[36],[37]
Principaux projets annulés
Mission Date lancement Caractéristiques Remarques
NASA logo.svg Mars Astrobiology Explorer-Cacher 2018 Rover Annulé en 2011 à la suite d'un arbitrage budgétaire.
CNES NetLander 2009 Atterrisseurs Réseau de 4 petites stations géophysiques et météorologiques. Annulé en 2003 .
NASA logo.svg Mars Surveyor Lander 2001 2001 Atterrisseur Annulé en 2000 à la suite des échecs de Mars Polar Lander et Mars Climate Orbiter.

Les projets de missions habitées[modifier | modifier le code]

Le scénario de référence de la NASA (2009) pour une mission vers Mars (2009) : scénario de conjonction, 7 fusées Ares V et 1 Ares I, propulsion nucléaire, fabrication de carburant sur place, pré positionnement de vaisseaux.
Véhicule pressurisé, habitat et vaisseau de retour (scénario NASA)
Article détaillé : Mission habitée vers Mars.

Certaines sondes spatiales incluent dans leurs objectifs la préparation d'éventuelles missions habitées vers Mars notamment à travers la mesure de l'environnement radiatif sur le trajet vers Mars et en surface. Mais une mission habitée vers Mars, au-delà de son coût gigantesque qui nécessitera un appui politique sans faille et de longue durée, constitue un défi technique et humain sans commune mesure avec le programme Apollo qui avait mobilisé à son époque des moyens sans précédents :

  • Taille des vaisseaux nécessitant la réalisation de lanceurs géants et sans doute une avancée majeure dans le domaine de la propulsion
  • Mise au point de techniques d'atterrissage permettant de faire atterrir avec une extrême précision (quelques mètres) des masses de plusieurs dizaines de tonnes. En 2012 la précision obtenue avec les techniques les plus élaborées est d'environ 10 km et la masse maximale pouvant être posée est de 1 tonne.
  • Système de support-vie fonctionnant en circuit fermé sur de longues durées (au minimum 640 jours avec un séjour très court sur le sol martien),
  • Fiabilité des équipements qui ne peuvent être réparés ou dont la redondance ne peut être systématiquement assurée
  • Gestion des problèmes psychologiques d'un équipage confiné dans un espace restreint dans un contexte particulièrement stressant : pas de retour possible avant la date programmée en cas d'accident, niveau de risque élevé.
  • Problèmes physiologiques découlant de l'absence de gravité sur des périodes prolongées ainsi que l'effet des rayonnement cosmique et des éruptions solaires.

Historique[modifier | modifier le code]

Wernher von Braun est le premier à faire une étude technique détaillée d'une mission vers Mars[38],[39]. Le projet de Von Braun consistait à envoyer près d'un millier de fusées à trois étages qui mettaient en orbite les éléments de la mission vers Mars; ceux-ci étaient assemblés depuis une station spatiale en orbite terrestre[39],[40]. À la suite du succès du Programme Apollo, Von Braun se fit l'avocat d'une mission habitée martienne qui devait être l'objectif du programme des missions habitées de la NASA[41]. Dans le scénario proposé des lanceurs Saturn V étaient utilisés pour mettre en orbite des étages à propulsion nucléaire (NERVA) : ceux-ci étaient utilisés pour propulser deux vaisseaux avec des équipages de 6 hommes. La mission devait être lancée au début des années 1980. La proposition fut étudiée par le président Richard Nixon et repoussée en faveur de la navette spatiale.

À la suite du succès des sondes martiennes Viking, une série de conférences furent données entre 1981 et 1996 sous le titre The Case for Mars à l'Université du Colorado à Boulder. Ces conférences défendaient le principe de l'exploration de Mars par des missions habitées en présentant les concepts et les technologies nécessaires et étaient suivis d'ateliers de travail destinés à détailler le déroulement des missions. L'un des concepts de base était la réutilisation des ressources martiennes pour fabriquer le carburant nécessaire au voyage de retour. L'étude fut publiée dans une série de volumes[42],[43] publiés par l'American Astronautical Society. Des conférences ultérieures présentèrent un certain nombre de concepts alternatifs dont celui de « Mars Direct » préconisé par Robert Zubrin et David Baker; les « Footsteps to Mars » proposition de Geoffrey A. Landis[44], qui proposait de réaliser des missions intermédiaires avant d'atterrir sur Mars, dont celle de poser un équipage sur Phobos et le Great Exploration proposé par le Lawrence Livermore National Laboratory entre autres.

En 1989 et réponse à une demande du président des États-Unis, la NASA réalisa une étude sur les projets d'exploration habitée de la Lune et de Mars qui devaient prendre la suite de la Station spatiale internationale. Le rapport qui en résulta appelé le 90-day study[45], proposait un plan à long terme consistant à compléter la station spatiale internationale jugée une étape incontournable puis de retourner sur la Lune pour y établir une base permanente et enfin envoyer des hommes sur Mars. Ce rapport fut largement critiqué comme trop ambitieux et trop coûteux et tous les fonds destinés à l'exploration habitée au-delà de l'orbite terrestre furent supprimés par le Congrès[46].

À la fin des années 1990 la NASA définit plusieurs scénarios d'exploration habitée de Mars. L'un des plus remarquables, souvent cité, est le Design reference mission 3.0 (DRM 3.0). L'étude a été réalisée par l'équipe d'exploration de Mars du Centre Spatial Johnson (JSC). Des personnes représentant les différents centres de recherche de la NASA ont défini un scénario de référence d'exploration par l'homme de Mars. Le plan décrit les premières missions sur Mars en développant les concepts utilisés et les technologies mises en œuvre. Cette étude repose sur des études précédentes principalement sur les travaux du Groupe de Synthèse (1991) et de Zubrin (1991) pour l'utilisation de carburants produits à partir de l'atmosphère martienne. L'objectif principal de cette étude était de stimuler la réflexion et la découverte d'approches alternatives pouvant améliorer la faisabilité ainsi que réduire les risques et les coûts.

Le président américain George W. Bush est à l'origine d'un document programme publié le 14 janvier 2004 et intitulé Vision for Space Exploration. Ce document prévoit la mise en place d'un avant poste sur la Lune vers 2020. Des missions préalables durant la décade 2010-2020 doivent permettre la mise au point des techniques nécessaires[47]. Le 24 septembre 2007 Michael Griffin, alors administrateur de la NASA, a suggéré qu'une mission habitée vers Mars pourrait être lancée vers 2037[48]. La NASA a également envisagé de lancer des missions vers Mars depuis la Lune[49]. Cette option n'a toutefois pas été retenue car elle nécessiterait l'installation d'un véritable complexe industriel sur la Lune qui serait difficile à exploiter et à maintenir. L'ESA prévoit également la possibilité de missions habitées vers Mars sans fixer de date précise[50].

Historique des missions robotiques vers Mars[modifier | modifier le code]

Synthèse des missions lancées vers Mars[modifier | modifier le code]

Mars Sample Return ExoMars Mars Trace Gas Mission MAVEN (sonde spatiale) Mars Science Laboratory Yinghuo 1 Phobos-Grunt Phoenix (sonde spatiale) Mars Reconnaissance Orbiter Mars Exploration Rover Mars Exploration Rover Beagle 2 Mars Express 2001 Mars Odyssey Mars Polar Lander Mars Climate Orbiter Nozomi (sonde spatiale) Mars 96 Mars Pathfinder Mars Global Surveyor Mars Observer Phobos 2 Phobos 1 Programme Viking Programme Viking Mars 7 Mars 6 Mars 5 Mars 4 Mars 3 Mars 2 Mariner 9 Cosmos 419 Mariner 8 Mars 1969B Mars 1969A Mariner 7 Mariner 6 Zond 2 Mariner 4 Mariner 3 Mars 1962B Mars 1 Mars 1962A Mars 1960B Mars 1960A

Mise à jour : en juillet 2012
Type de mission Taux de
réussite
Nombre de sondes
lancées
Succès Succès partiels Échec au lancement Échec durant le
transit vers Mars
Échec à l'insertion
en orbite ou à l'atterrissage
Survols 45 % 11 5 4 2
Orbiteurs 50 % 22 9 2 5 3 3
Atterrisseurs 30 % 10 3 3 4
Rovers 80 % 5 3 1 1
Retours d'échantillon 0 % 1 1 (Phobos)
Total 47 % 49 20 3 9 9 8

Liste chronologique[modifier | modifier le code]

Les missions de la décennie 1960[modifier | modifier le code]

Missions Lancement Arrivée sur Mars Fin de mission Objectif Résultat Réf.
Drapeau de l’URSS Mars 1960A Survol Échec lors du lancement [1]
Drapeau de l’URSS Mars 1960B Survol Échec lors du lancement [2]
Drapeau de l’URSS Mars 1962A Survol Échec lors du lancement [3]
Drapeau de l’URSS Mars 1 Survol Échec : contact perdu [4]
Drapeau de l’URSS Mars 1962B Atterrisseur Échec : ne parvient pas à quitter l'orbite terrestre [5]
Drapeau des États-Unis Mariner 3 survol Échec lors du lancement [6]
Drapeau des États-Unis Mariner 4 Survol Succès (premier survol réussi) [7]
Drapeau de l’URSS Zond 2 Survol Échec : contact perdu [8]
Drapeau des États-Unis Mariner 6 Survol Succès [9]
Drapeau des États-Unis Mariner 7 Survol Succès [10]
Drapeau de l’URSS Mars 1969A Orbiteur Échec lors du lancement [11]
Drapeau de l’URSS Mars 1969B Orbiteur Échec lors du lancement [12]

Les missions de la décennie 1970[modifier | modifier le code]

Mission Lancement Arrivé sur Mars Fin de mission Objectif Résultat Réf.
Drapeau des États-Unis Mariner 8 Orbiteur Échec lors du lancement [13]
Drapeau de l’URSS Cosmos 419 Orbiteur Échec : ne parvient pas à quitter l'orbite terrestre [14]
Drapeau des États-Unis Mariner 9 Orbiteur Succès (première mise en orbite réussie) [15]
Drapeau de l’URSS Mars 2 Orbiteur Succès [16]
      Drapeau de l’URSS Mars 2 Lander Atterrisseur Échec : s'écrase à la surface de Mars [17]
Drapeau de l’URSS Mars 3 Orbiteur Succès [18]
      Drapeau de l’URSS Mars 3 Lander Atterrisseur Succès partiel (premier atterrissage réussi) : cesse d'émettre au bout de quelques secondes [19]
Drapeau de l’URSS Mars 4 Orbiteur Échec : ne parvient pas à se mettre en orbite martienne [20]
Drapeau de l’URSS Mars 5 Orbiteur Succès partiel : cesse d'émettre au bout de 9 jours [21]
Drapeau de l’URSS Mars 6 Atterrisseur Succès partiel : ne transmet aucune donnée après l'atterrissage [22]
Drapeau de l’URSS Mars 7 Atterrisseur Échec : se place en orbite héliocentrique [23]
Drapeau des États-Unis Viking 1 Orbiter Orbiteur Succès [24]
      Drapeau des États-Unis Viking 1 Lander Atterrisseur Succès [25]
Drapeau des États-Unis Viking 2 Orbiter Orbiteur Succès [26]
      Drapeau des États-Unis Viking 2 Lander Atterrisseur Succès [27]

Les missions de la décennie 1980[modifier | modifier le code]

Missions Lancement Arrivée sur Mars Fin de mission Objectif Résultat Réf.
Drapeau de l’URSS Phobos 1 Orbiteur Échec : contact perdu avant d'atteindre Mars [28]
Atterrisseur Échec
Drapeau de l’URSS Phobos 2 Orbiteur Succès partiel : contact perdu avant que l'atterrisseur ne soit largué sur Phobos [29]
Atterrisseur Échec

Les missions de la décennie 1990[modifier | modifier le code]

Missions Lancement Arrivée sur Mars Fin de mission Objectif Résultat Réf.
Drapeau des États-Unis Mars Observer Orbiteur Échec : contact perdu 3 jours avant la mise en orbite [30]
Drapeau des États-Unis Mars Global Surveyor Orbiteur Succès [31]
Drapeau de la Russie Mars 96 Orbiter Orbiteur Échec : ne parvient pas à quitter l'orbite terrestre [32]
      Drapeau de la Russie Mars 96 Surface Station Atterrisseur Échec [33]
      Drapeau de la Russie Mars 96 Surface Station Atterrisseur Échec [34]
      Drapeau de la Russie Mars 96 Surface Penetrator Pénétrateur Échec [35]
      Drapeau de la Russie Mars 96 Surface Penetrator Pénétrateur Échec [36]
Drapeau des États-Unis Mars Pathfinder Atterrisseur Succès [37]
      Drapeau des États-Unis Sojourner Rover Succès (premier robot mobile) [38]
Drapeau du Japon Nozomi Orbiteur Échec : ne parvient pas à se mettre en orbite martienne [39]
Drapeau des États-Unis Mars Climate Orbiter Orbiteur Échec : s'écrase à la surface de Mars [40]
Drapeau des États-Unis Mars Polar Lander Atterrisseur Échec : contact perdu avant l'entrée dans l'atmosphère [41]
      Drapeau des États-Unis Deep Space 2 Pénétrateur Échec [42]

Les missions de la décennie 2000[modifier | modifier le code]

Missions Lancement Arrivée sur Mars Fin de mission Objectif Résultat Réf.
Drapeau des États-Unis 2001 Mars Odyssey En opération Orbiteur Succès [43]
Drapeau de l’Union européenne Mars Express En opération Orbiteur Succès [44]
      Drapeau du Royaume-Uni Beagle 2 Atterrisseur Échec : contact perdu avant l'atterrissage [45]
Drapeau des États-Unis Spirit Rover Succès [46]
Drapeau des États-Unis Opportunity En opération Rover Succès [47]
Drapeau de l’Union européenne Rosetta En opération Survol Succès, puis poursuit sa route vers la comète Tchourioumov-Guerassimenko [48]
Drapeau des États-Unis Mars Reconnaissance Orbiter En opération Orbiteur Succès [49]
Drapeau des États-Unis Phoenix Atterrisseur Succès [50]

Les missions de la décennie 2010[modifier | modifier le code]

Missions Lancement Arrivée sur Mars Fin de mission Objectif Résultat Réf.
Drapeau de la Russie Phobos-Grunt Atterrisseur Échec : Communications perdues alors que la sonde est toujours en orbite terrestre[51]. [51]
      Drapeau de la République populaire de Chine Yinghuo 1 Orbiteur Échec [52]
Drapeau des États-Unis Mars Science Laboratory En opération Rover Succès [53]

Selon André Debus du CNES, un milliard de bactéries auraient été amenées sur Mars par les différentes explorations américaines et européennes[52],[53].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Un test réussi a été effectué par la NASA sur une version de 3 mètres de diamètre déployée dans l'atmosphère terrestre à haute altitude et à grande vitesse le 17 août 2009 ("IRVE" II Inflatable Reentry Vehicle Experiment).
  2. Ce centre continue à diriger en 2012 la majorité des programmes interplanétaires.
  3. Sans champ magnétique, le rayonnement ultraviolet détruit à terme toute matière vivante
  4. Ce coût incluait un orbiteur de type MRO chargé de repérer les zones géologiques intéressantes, un rover chargé d'effectuer des prélèvements et un engin chargé de ramener l'échantillon de sol sur Terre.
  5. Le coût du projet de retour d'échantillon estimé initialement à 650 millions de dollars est réévalué à plus de 2 milliards de dollars.
  6. La dernière mouture de ce projet est NetLander lancé en 2007 par le CNES et l'ESA mais abandonné en 2009 pour des raisons budgétaires.
  7. la précédente mission du programme Flagship était Cassini (1997) et la mission suivante programmée vers 2020 pourrait être Europa Jupiter System Mission mais est aujourd'hui suspendue faute de budget.

Références[modifier | modifier le code]

  1. F. Rocard op. cit. p. 5-21
  2. F. Rocard op. cit. p. 23-32
  3. P. Ulivi et D. M Harland vol 1 op. cit. p. xxxii-xxxix
  4. F. Rocard op. cit. p. 32-35
  5. a et b R. Braun et R Manning p.12-16
  6. E. Seedhouse p.89-94
  7. « NASA Launches New Technology: An Inflatable Heat Shield » (consulté le )
  8. (en) « A Computational Intelligence Approach to the Mars Precision Landing Problem » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?). Consulté le 2013-03-29
  9. Taylor op. cit. p. 23-27
  10. Taylor op. cit. p. 28-30
  11. Taylor op. cit. p. 31-32
  12. Taylor op. cit. p. 33-37
  13. Taylor op. cit. p. 51
  14. Taylor op. cit. p. 84-91
  15. Taylor op. cit. p. 91-104
  16. Philippe Labrot, « 2001 Mars Odyssey » (consulté le 24 juillet 2012) [PDF]
  17. Frédéric W. Taylor op. cit. p.259-262
  18. Frédéric W. Taylor op. cit. p.262
  19. (en) Anatoly Zak, « Phobos Grunt : scenario », sur russianspaceweb.com (consulté en 18/10/2011)
  20. « Phobos-Grunt », CNES (consulté le 22 septembre 2009)
  21. (en) Emily Lakdawalla, « China's Yinghuo-1 Mars Orbiter », The Planetary Society Weblog,‎ 9 septembre 2010
  22. (fr) Le Monde, dépêche AFP du dimanche 15 janvier 2012 à 19h58 « Une sonde russe s'écrase dans le Pacifique ».
  23. Frédéric W. Taylor op. cit. p.263-266
  24. (en) Mars Science Program Synthesis Group, « Mars Exploration Strategy 2009 – 2020 WHITE PAPER »,‎ 28 avril 2001
  25. (en) « MSL, Mission Timeline : Launch » (ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?). Consulté le 2013-03-29
  26. (en) NASA/JPL, « MSL, Science Summary » (consulté le )
  27. (en) « New NASA Mission to Take First Look Deep Inside Mars », NASA,‎ 20 aout 2012
  28. (en) ESA, « About the ExoMars Mission : Innovative technologies... enabling new science »,‎ (consulté le )
  29. (en) « Mars Sample Return » (consulté le )
  30. (en) « MetNet Precursor Mission - The Launch Date », Finnish Meteorological Institute
  31. (en) MetNet Mars Mission « Mars MetNet Mission », Finnish Meteorological Institute,‎ April 2012 (consulté le 1 mai 2012)
  32. (en) Mike Wall, « 'Red Dragon' Mission Mulled as Cheap Search for Mars Life », SPACE.com,‎ 2011-07-31 (lire en ligne)
  33. (en) « NASA ADVISORY COUNCIL (NAC) - Science Committee Report » [PDF], NASA,‎ 01 November 2011 (consulté le 1 mai 2012)
  34. a et b Rolf de Groot - Mars Exploration: The ESA Perspective (2012)
  35. T. Satoh - MELOS - JAXA source
  36. D. Anderson, et al. - The Biological Oxidant and Life Detection (BOLD) Mission: An outline for a new mission to Mars
  37. (en) « Space Probe Fleet Idea Would Search for Mars Life », Space.com,‎ 7 May 2012 (lire en ligne)
  38. David S. F. Portree, Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950 - 2000, NASA Monographs in Aerospace History Series, Number 21, February 2001. Available as NASA SP-2001-4521.
  39. a et b Annie Platoff, Eyes on the Red Planet: Human Mars Mission Planning, 1952-1970, (1999); available as NASA/CR-2001-2089280 (July 2001)
  40. M. Wade, Von Braun Mars Expedition - 1952, in Encyclopedia Astronautica
  41. Wernher von Braun, “Manned Mars Landing Presentation to the Space Task Group,” presentation materials, August 1969 (referenced by Portree, 2001 op cit.
  42. Penelope J. Boston, ed., AAS Science and Technology Series Volume 57, Proceedings of The Case for Mars I, 1984 (second printing 1987), ISBN 0-87703-197-5
  43. Christopher P. McKay, ed., AAS Science and Technology Series Volume 62, Proceedings of The Case for Mars II, 1985 (second printing 1988) 730p. Hard cover: ISBN 0-87703-219-X, Soft cover: ISBN 0-87703-220-3.
  44. Geoffrey A. Landis, "Footsteps to Mars: an Incremental Approach to Mars Exploration," Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 48, pp. 367-342 (1995); presented at Case for Mars V, Boulder CO, 26-29 May 1993; appears in From Imagination to Reality: Mars Exploration Studies, R. Zubrin, ed., AAS Science and Technology Series Volume 91 pp. 339-350 (1997). (text available as Footsteps to Mars pdf file
  45. NASA, Report of the 90-day study on human exploration of the Moon and Mars, published 11/1989; abstract
  46. Dwayne Day, "Aiming for Mars, grounded on Earth," The Space Review February 16, 2004 link
  47. Adringa, J. M. et al. (2005), doi 10.1109/AERO.2005.1559312
  48. AFP: NASA aims to put man on Mars by 2037
  49. The Space Age at 50. National Geographic Magazine, October 2007 issue
  50. (fr) ESA, « L’ESA recrute des candidats pour des « Missions vers Mars » simulées en 2008/2009 »,‎ (consulté le )
  51. (fr)« La sonde russe Phobos-Grunt définitivement "perdue" », Le Monde,‎ (lire en ligne)
  52. (fr)« Mars pourrait être polluée par des bactéries terrestres », Le Monde,‎
  53. (en)A. Debus, « Estimation and assessment of Mars contamination », Advances in Space Research, vol. 35, no 9,‎ 2005, p. 1648-1653 (résumé)

Sources[modifier | modifier le code]

  • (en) Frédéric W. Taylor, The Scientific Exploration of Mars, Cambridge University Press,‎ 2007 (ISBN 978-0-521-82956-4).
  • Francis Rocard, Planète rouge : dernières nouvelles de Mars (2ème édition), Dunod - Quai des Sciences,‎ 2003-2006 (ISBN 2-10-049940-8)
  • (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 1 The Golden Age 1957-1982, Springer Praxis,‎ 2007 (ISBN 978-0-387-49326-8)
  • (en) Paolo Ulivi et David M Harland, Robotic Exploration of the Solar System Part 2 Hiatus and Renewal 1983-1996, Springer Praxis,‎ 2009 (ISBN 978-0-387-78904-0)
  • (en) Brian Harvey, Russian planetary exploration : history, development, legacy and prospects, Springer Praxis,‎ 2007 (ISBN 978-0-387-46343-8)
  • (en) Brian Harvey et Olga Zakutnayaya, Russian space probes : scientific discoveries and future missions, Springer Praxis,‎ 2011 (ISBN 978-1-4419-8149-3)
  • (en) Wesley T. Huntress et Mikhail Ya. Marov, Soviet robots in the Solar System : missions technologies and discoveries, Springer Praxis,‎ 2011 (ISBN 978-1-4419-7898-1)

Annexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie (voir également les sources)[modifier | modifier le code]

  • (en) Martian outpost : the challenges of establishing a human sttlement on Mars de Erik Seedhouse (ISBN 978-038798190-1) Springer 2009
  • (fr) Cap sur Mars de R. Zubrin 2004 éditeur Goursau (ISBN 2-904105-09-3) (trad. de The case of Mars 1996)

NASA

ESA

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Au sujet de Mars

Au sujet de l'exploration de Mars

Liens externes[modifier | modifier le code]