Premier engin de l'ESA à graviter autour d'une autre planète que la Terre, la sonde spatiale Mars Express fête ses 20 ans. Depuis, l'étude de la planète a été un parcours semé de succès... mais aussi d'embuches, notamment pour se poser sur le sol ferme de la planète.

20 ans que Mars Express a été envoyé vers la planète rouge ; le lancement s’est déroulé le 2 juin 2003 via une fusée Soyouz (avec un étage supérieur Frégat) depuis le cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan ! Elle est arrivée sur place en décembre de la même année et tourne depuis sans relâche autour.

Et avec sa caméra stéréoscopique HRSC, ses spectromètres, son capteur de particules et son radar, elle nous a révélé pas mal des caractéristiques de la surface de Mars (la précision est de 10 m/pixel), la structure, la minéralogie et la géologie, mais aussi l'atmosphère et le climat de la planète. Le CNES détaille la liste des instruments scientifiques sur cette page.

L'Agence spatiale européenne (ESA) a fêté ça vendredi dernier en diffusant un livestream depuis Mars. Elle propose également une image reconstituée en « vraies couleurs » de la totalité de la planète avec une vue comme si nous étions à 2 500 km environ au-dessus des canyons de Valles Marineris.

• Mars : cousine de la Terre, objet de toutes les convoitises et de fantasmes

Pourtant, la mission ne devait durer qu'une année martienne, soit... 687 jours seulement. Prolongée plusieurs fois, elle a déjà multiplié sa vie par plus de dix. Et en mars dernier, l'ESA a décidé d'une nouvelle prolongation du programme jusqu'à 2026, voire 2028.

La sonde a d'ailleurs reçu une mise à jour l'année dernière pour améliorer la réception du signal et le traitement des données. Celle-ci ne fut pas simple, expliquait Carlo Nenna (ingénieur logiciel embarqué MARSIS chez Enginium), « notamment parce que le logiciel MARSIS a été conçu à l’origine il y a plus de 20 ans, en utilisant un environnement de développement basé sur Microsoft Windows 98 ».

Cartographie des traces d'eau

Mars Express a notamment étudié comment l'eau a circulé sur la planète rouge, confirmant au passage que la planète en a bien accueilli sur son sol à une époque. De traces de boue à la découverte de lacs souterrains, la mission a permis d'élaborer, avec les données de l'orbiteur de la NASA Reconnaissance, une cartographie des traces d'eau sur la planète. Celle-ci a été faite en analysant les minéraux de la surface de la planète.

De fait, la carte montre l'emplacement et la quantité de minéraux transformés, à un certain moment, par l'action de l'eau (des « minéraux hydratés », principalement des argiles et des sels). Les argiles ont été créées essentiellement pendant la période humide de la planète alors que les sels se sont déposés au fur et à mesure que l'eau s'asséchait, explique l'Agence.

Crédits : ESA

Si l'étude des traces d'eau sur Mars par la sonde est particulièrement importante, car elle permet de s'imaginer qu'une vie a été possible sur la planète (même si bien d'autres paramètres doivent entrer en jeux pour que la vie émerge), Mars Express a permis d'autres études géologiques de l'astre.

• Premières missions sur Mars : de la recherche de traces d'eau à l'habitabilité
• Et si on trouvait des traces de vie sur Mars ? Les explications de Sylvestre Maurice

Volcanisme

La sonde a permis d'observer des signes de volcanisme récents et épisodiques grâce à sa caméra stéréoscopique à haute résolution (HRSC).

Celle-ci a renvoyé aux chercheurs et chercheuses de l'ESA des images indiquant que  « certains des volcans massifs ont été actifs beaucoup plus récemment qu'on ne le supposait auparavant ». C'est notamment en étudiant les images des caldeiras (dépression circulaire située au cœur d'un volcan créée par l'éruption) des cratères de volcans martiens comme l'Arsia Mons, le Pavonis Mons et l'Ascraeus Mons (collectivement connus sous le nom de Tharsis Montes) et l'Olympus Mons que les chercheurs de l'ESA ont découvert qu'elles étaient sans doute beaucoup plus récentes que ce qu'on imaginait. En effet, on peut y observer une densité peu élevée de cratères d'impact. Or, plus la zone est criblée d'impacts, plus elle est vieille.

La caméra stéréoscopique de la sonde a aussi rendu possible la création d'images en 3D de certaines zones de la planète comme le cratère de Neukum (dont le nom rend hommage à l'un des créateurs de la mission, l'Allemand  Gerhard Neukum).

Et finalement, avec sa longévité, la sonde a permis l'étude de canyons et de cratères de la planète ainsi que la cartographie de la quasi-totalité de sa surface (~99 %).

Mars Express a aussi étudié l'atmosphère de la planète, trouvant des traces d'ozone et de méthane et des couches de nuages fugaces jusqu'à 100 km au-dessus de la surface ainsi que de puissantes tempêtes de poussière.

Croisant la route des lunes de Mars, Phobos (à moins de 70 km seulement) et Deimos, elle a pu aussi en prendre quelques images et les étudier d'un peu plus près. 

Le Centre national d’études spatiales (CNES) propose par ici quelques-uns des résultats scientifiques marquants avec une contribution française. 

L'échec de Beagle 2 et les difficultés de l'ESA pour toucher Mars

Mais Mars Express, c'est aussi l'échec de Beagle 2. Car la mission n'avait pas seulement vocation à observer en orbite la planète, un petit atterrisseur spatial devait initialement se poser sur le sol et faire des mesures physico-chimiques pour chercher d'éventuelles traces fossiles de vie bactérienne.

Mais si Beagle 2 a bien été larguée, elle n'a jamais renvoyé aucun signal vers Mars Express. L'atterrisseur a été retrouvé, partiellement déployé, en 2015 par la mission Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.

Après l'échec de Beagle 2, l'ESA n'a pas abandonné l'idée de toucher le sol de Mars et l'étudier avec sa mission ExoMars, qui doit se dérouler en deux actes. Le premier en 2016 a été un demi succès ou échec selon comment on se place. L'orbiteur ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) s’est parfaitement inséré en orbite martienne, mais l’atterrisseur Schiaparelli s’est écrasé à grande vitesse sur la surface de la planète. ExoMars 2016 et Mars Express, même destin funeste lors de l’atterrissage…

• Missions sur Mars : les limites de la science in situ, préparer l'arrivée de l'homme
• Recherche de la vie sur Mars : ExoMars encore repoussée de deux ans
• Mars 2020 (Perseverance) : « sept minutes de terreur », avant de chercher d’éventuelles traces de vie
• Grâce à SuperCam, Mars 2020 va chercher des traces de vie sur Mars... et plus si affinités
• L’Agence spatiale européenne suspend Exomars 2022, des alternatives à Soyouz à l’étude

Si l'agence européenne avait pu collaborer en 2016 avec les Russes de Roscosmos pour lancer la première partie de cette nouvelle mission, le report de la seconde partie de 2018 à 2020 (notamment à cause de problème sur les parachutes) puis l'invasion de l'Ukraine ont bloqué tous les projets collaboratifs avec la Russie.

Josef Aschbacher, le Directeur général de l'ESA, a estimé que ce lancement « ne se fera pas avant 2026, de manière réaliste », même si le rover est maintenant prêt.