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La NASA veut vraiment une mission de retour d’échantillons sur Mars. Voici ce qui nous attend.

Les plans se raffermissent pour apporter un échantillon de Mars retour sur Terre en 2031.

Un webinaire conjoint le mois dernier par la NASA et Lockheed Martin, qui a déjà participé à des missions de retour d’échantillons de la NASA, je suis passé en revue le Mission de retour d’échantillons sur Mars et comment Le rover Perseverance de la NASA appuiera cet effort. L’espoir est qu’en ramenant une partie de la planète rouge sur Terre, nous pourrons mieux comprendre le potentiel de vie de Mars en utilisant des instruments de laboratoire à haute résolution pour examiner les roches martiennes.

La discussion a eu lieu quelques jours seulement après que l’administration Biden a annoncé son intention de allouer des fonds discrétionnaires à l’exemple de mission, qui impliquerait une série d’engins spatiaux américains et européens transportant soigneusement des morceaux de Mars vers la Terre.

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La première petite étape de cet effort se produira relativement bientôt sur Mars. Perseverance videra sa première cache de matériaux à la fin de son mission principale en 2023, ont déclaré les participants au webinaire, et les planificateurs de mission ont déjà tracé un itinéraire potentiel qui tirera le meilleur parti de l’environnement aquatique qui remplissait Cratère de Jezero avec des matériaux potentiellement respectueux de la vie il y a des milliards d’années.

« Les lacs, les rivières et les deltas sur Terre sont d’excellents endroits pour préserver la vie ancienne, et nous pensons donc que c’est un endroit formidable – si la vie ancienne a jamais existé sur Mars – pour pouvoir la trouver », Jennifer Trosper, directrice adjointe du projet Mars 2020 au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie, a déclaré Localisation de la persévérance.

Trosper a montré une carte remplie de lignes colorées, traçant des « routes de traversée » potentielles pour le rover alors qu’il se déplace de sa zone d’atterrissage, esquivant quelques dunes de sable en route avant d’arriver à un delta présumé. Au delta, il prélèvera des échantillons du lit du lac, puis se dirigera vers un mur de cratère voisin, a déclaré Trosper.

Ensuite, il sera temps pour Perseverance de déposer sa cache d’échantillons quelque part. « Nous avons 43 tubes d’échantillons à bord du rover, et nous prévoyons de faire une mise en cache initiale à la fin de notre mission principale… de 15 ou 20 échantillons, espérons-le », a-t-elle déclaré. « Ce sera probablement près du bord du cratère ou même sur le delta, et ensuite nous continuerons. »

En 2026, si tout se passe comme prévu, un atterrisseur de récupération d’échantillons se posera près de la cache, en utilisant la navigation relative au terrain. Un rover ramassera les échantillons et les placera dans un conteneur d’échantillons en orbite, qui sera ensuite placé à bord d’un véhicule d’ascension sur Mars pour amener le précieux colis sur l’orbite martienne, a noté Trosper.

La course de relais se poursuivra avec le véhicule d’ascension de Mars remettant les échantillons à un Orbiteur de retour de la Terre, qui fera ensuite le voyage de plusieurs mois sur notre planète pour une arrivée en 2031. Après être entrés dans l’atmosphère terrestre, les échantillons – soigneusement mis en quarantaine pour éviter toute contamination de notre planète ou du colis – finiront par se rendre au Johnson Space Center de la NASA au Texas, a déclaré Trosper. (Johnson Space Center contient déjà de nombreux échantillons de lune Apollo et est bien équipé pour protéger les objets spatiaux.)

mission de retour d'échantillons de mars Jezero Crater

La représentation du cratère de Jezero par un artiste il y a longtemps, quand c’était un lac et que Mars se vantait encore d’eau liquide à sa surface. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech)

Alors que la mission de retour d’échantillons sur Mars est le premier effort pour récupérer un échantillon d’une zone potentiellement propice à la vie, d’autres missions ont renvoyé des échantillons d’autres corps du système solaire. Les humains et les robots ont ramassé des roches sur la lune dans les années 1960 et 1970 et les ont renvoyées sur Terre, permettant aux scientifiques de faire l’hypothèse que la lune était formé à partir d’une collision entre la Terre et un objet semblable à Mars il y a des milliards d’années. Des études plus récentes d’échantillons Apollo dans les années 2010, utilisant des équipements plus avancés, a révélé des traces d’eau à l’intérieur d’échantillons que l’on pensait auparavant secs.

Les vaisseaux spatiaux ont également échantillonné de nombreuses comètes et astéroïdes, et deux missions de retour d’échantillons se déroulent actuellement. Les scientifiques examinent des échantillons provenant du Japon Hayabusa2 mission, qui a atterri sur l’astéroïde Ryugu en décembre. Ils attendent également avec impatience le retour de la capsule Origins de la NASA, interprétation spectrale, identification des ressources et Security-Regolith Explorer (OSIRIS-REx) qui portera morceaux d’astéroïde Bennu en 2023.

Mais le retour de l’échantillon de Mars sera encore plus ambitieux, a déclaré David Mitchell, directeur de la direction de l’ingénierie et de la technologie au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland. « L’importance de ce programme par rapport aux précédentes missions de retour d’échantillons est qu’il nécessite plusieurs missions différentes à différents moments », a-t-il déclaré.

Missions passées telles que poussière d’étoiles, qui a renvoyé un échantillon d’une comète en 2006, montre le potentiel que des échantillons de Mars soient examinés en haute définition, a déclaré l’astronome de l’Université de Washington Don Brownlee, chercheur principal de la mission de retour d’échantillons de comètes. Comme pour les échantillons d’Apollo avant lui, les scientifiques continuent de revoir les résultats de la mission Stardust à mesure que l’équipement s’améliore, a-t-il déclaré. Une découverte plus tardive en 2014, par exemple, a révélé des particules interstellaires dans l’échantillon.

Brownlee a déclaré que Stardust a « révolutionné » la compréhension des scientifiques des comètes parce que la mission a montré une étrange combinaison de « glace et de feu » formant ces corps glacés. Les matériaux rocheux de l’échantillon ont été fabriqués dans le système solaire interne à des températures de peut-être 1000 à 2000 degrés Fahrenheit (540 à 1100 degrés Celsius). Pourtant, les matériaux glacés ont été fabriqués à des températures aussi basses que « 10s de degrés » au-dessus du zéro absolu, la température la plus froide qui puisse exister, a-t-il déclaré.

mission de retour d'échantillons de mars

Représentation d’artiste du vaisseau spatial Stardust de la NASA rempli d’échantillons de comètes et se dirigeant vers la Terre. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech)

« Nous pensons que la plupart des matériaux rocheux dans les comètes se sont formés près du soleil », a déclaré Brownlee, notant qu’au fil du temps, les matériaux ont été éjectés vers le Ceinture de Kuiper, la région juste à l’extérieur de l’orbite de Neptune et comprenant l’orbite de Pluton d’où proviennent la plupart des comètes du système solaire. Plus remarquable encore, la plupart des matériaux rocheux comprennent des biosignatures ou des processus biologiques qui sont révélateurs de la vie, a-t-il déclaré.

Ces découvertes n’auraient pas été possibles dans l’espace en raison de la puissance et des exigences de masse des instruments, a déclaré Brownlee. « Je veux dire, les plus gros instruments utilisés pour analyser les échantillons de retour étaient les synchrotrons, qui peuvent être aussi grands qu’un centre commercial », a-t-il déclaré.

Alors que le retour d’échantillons de Mars figure en bonne place sur la liste de souhaits de la NASA, l’agence prévoit d’envoyer des astronautes sur la lune pour collecter des échantillons. cette fois encore, ce sera dans le cadre du programme Artemis, qui pourrait mettre les humains sur la lune dès 2024, selon que l’administration Biden porte à travers la date limite fixé par l’administration précédente.

Quand Artemis ira de l’avant, une « seconde proche » de Mars sur la liste de souhaits du scientifique en chef de la NASA Jim Green serait de voir des humains ou des robots utiles prélever un échantillon de base de cratères ombragés en permanence sur la lune, où des substances volatiles telles que la glace d’eau se sont accumulées plus de 4,5 milliards d’années depuis le début du système solaire.

« Ce sera un ensemble incroyablement passionnant de matériel qui, je pense, nous en dira beaucoup sur l’origine et l’évolution du système Terre-Lune », a déclaré Green lors du webinaire.

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