En bref
Deux petites sondes de la NASA ont pris une route inhabituelle pour rejoindre Mars. En revenant près de la Terre, elles ont allumé leurs moteurs pour accélérer et changer de direction. Pendant ce long détour, elles ont aussi observé une immense région magnétique qui s’étend derrière notre planète.
Un voyage lancé après la fenêtre idéale
Pour aller de la Terre à Mars, le moment du départ compte autant que la destination. Les deux planètes se trouvent dans des positions favorables à ce voyage environ tous les 26 mois. Les missions sont donc généralement organisées en fonction d’une fenêtre de lancement limitée. Les sondes de la mission ESCAPADE devaient quitter la Terre en octobre 2024, alors que la configuration de leurs orbites était propice au trajet. Mais le retard pris par la fusée New Glenn, de l’entreprise Blue Origin, a empêché le lancement à cette date.
Plutôt que d’attendre au sol la prochaine occasion classique de partir, les responsables de la mission ont choisi une autre voie. Les deux sondes ont été lancées en novembre 2025, lors du deuxième vol de New Glenn, puis placées sur une longue trajectoire qui leur permettait de patienter dans l’espace avant de revenir près de la Terre. Cette approche, qui consiste à faire une longue boucle dans l’espace avant de reprendre la route, passait par la région du deuxième point de Lagrange, entre la Terre et le Soleil, appelée L2.
Les sondes ne tournaient pas autour de la Terre sur une orbite rapprochée, comme le font de nombreux satellites. Elles ont suivi une vaste trajectoire autour de la région de L2, avant de revenir vers notre planète au début de novembre 2026. L’attente est ainsi devenue une véritable étape de la mission, plutôt qu’un temps mort. Elle a donné aux équipes l’occasion de tirer parti de la gravité terrestre au bon moment et a permis aux sondes de traverser des zones utiles à l’étude de l’environnement magnétique de la Terre.
Un moteur allumé au passage près de la Terre
Au retour des sondes dans les environs de la Terre, une étape décisive les attendait. Le passage à proximité d’une planète massive peut modifier la trajectoire d’un engin spatial sous l’effet de la gravité. C’est le principe des manœuvres d’assistance gravitationnelle, utilisées par différentes missions spatiales. Mais ESCAPADE ne s’est pas appuyée sur la gravité seule : chacune des sondes devait aussi allumer son moteur pendant le passage, afin de combiner l’effet de l’attraction terrestre avec la poussée produite par le moteur.
La première sonde a réalisé cette manœuvre le 7 novembre, puis la seconde a mis son moteur à feu le 9 novembre. La NASA a annoncé que les deux opérations s’étaient déroulées comme prévu. Pour la première fois, l’agence a ainsi combiné, dans le cadre d’une mission à destination de Mars, un passage près de la Terre et une poussée produite par le moteur de la sonde. Asal Nasri, directrice adjointe par intérim des opérations de vol au sein de la division d’héliophysique de la NASA, a précisé que réussir cette manœuvre à deux reprises en deux jours constituait une première pour l’agence.
L’intérêt de cette opération est que les sondes ne se contentent pas de dévier sous l’effet de la gravité : elles ajustent aussi leur poussée pendant le passage afin de corriger leur trajectoire. Cela exige de connaître avec précision leur position, leur vitesse et leur orientation, et d’agir au moment calculé. Le moteur ne fonctionne pas indépendamment du mouvement orbital : sa poussée vient s’ajouter au mouvement de la sonde dans le champ gravitationnel terrestre. Les engins repartent ainsi sur une nouvelle trajectoire, en direction d’une cible lointaine.
Le plan prévoit encore de légères corrections de trajectoire. L’arrivée des deux sondes à Mars est attendue en septembre 2027. La réussite des manœuvres de novembre ne signifie donc pas que la mission est achevée : elle marque plutôt le début du voyage interplanétaire, après une importante étape de navigation. Le suivi des sondes et la précision de leur trajectoire resteront essentiels jusqu’à leur approche de la planète rouge.
Que cherchent les sondes à comprendre sur Mars ?
La mission ESCAPADE doit finalement étudier le champ magnétique de Mars. Celui-ci ne forme pas une enveloppe uniforme, comparable à un bouclier unique entourant toute la planète. Il comprend notamment une vaste région créée par l’interaction entre les particules chargées venant du Soleil et l’atmosphère martienne. À cela s’ajoutent des zones localisées dans la croûte, qui possèdent de fortes propriétés magnétiques. Comprendre cette structure aidera à décrire les interactions entre l’environnement martien et l’espace qui entoure la planète.
La mission comporte deux sondes semblables, chacune ayant à peu près la taille de deux réfrigérateurs. Elles emportent chacune trois instruments scientifiques et plusieurs caméras. Le fait de disposer de deux engins plutôt que d’un seul permet de comparer des mesures prises au même moment depuis deux endroits différents. Lorsque les phénomènes évoluent rapidement ou s’étendent sur une vaste zone, cette comparaison peut aider à déterminer si une variation est un phénomène local et passager ou si elle fait partie d’un mouvement plus général.
Mais, avant même d’atteindre Mars, les sondes ont pu étudier un phénomène bien terrestre : le champ magnétique de notre planète. Celui de la Terre est plus puissant que celui de Mars et prend naissance à l’intérieur de la planète. Il est lui aussi influencé par le vent solaire, un flux continu de particules chargées en provenance du Soleil. Ces particules compriment le champ du côté tourné vers le Soleil et le repoussent de l’autre côté. Le champ s’étire alors derrière la Terre et forme une longue structure appelée la queue magnétique.
La queue magnétique terrestre, un laboratoire dans l’espace lointain
Cette queue ne garde pas une forme fixe, comme un dessin immobile. Elle se déplace et change, tandis que du plasma — une matière constituée de particules chargées — y circule. Plusieurs missions en ont observé différentes portions jusqu’à près de 800 000 miles, soit environ 1,27 million de kilomètres de la Terre. Ce qui se passe encore plus loin reste moins bien connu : l’accès à ces régions et leur observation directe sur de grandes distances posent d’importantes difficultés.
Les deux sondes d’ESCAPADE ont traversé une partie éloignée de cette queue, à environ 1,19 million de miles, soit 1,91 million de kilomètres de la Terre. Elles y sont restées près de dix jours. Comme les données ont été recueillies simultanément par les deux engins, les scientifiques ont pu comparer leurs observations depuis des positions différentes, au lieu de dépendre des mesures d’une seule sonde. Rob Lillis, chercheur en physique planétaire et spatiale à l’University of California, Berkeley, et responsable scientifique de la mission, a décrit ces données comme une occasion inédite d’observer la structure, les mouvements et la circulation du plasma dans la partie lointaine de la queue magnétique.
Les mesures simultanées sont précieuses, car une observation isolée ne permet pas toujours de savoir comment un phénomène évolue d’un endroit à l’autre. Si une sonde détecte une variation du champ, celle-ci peut être due au déplacement de la structure elle-même, ou au fait que la sonde s’est déplacée vers une autre partie de cette structure. Deux engins présents au même moment offrent deux points de vue. Les chercheurs peuvent ainsi mieux distinguer le mouvement de la sonde des changements réels du champ magnétique et des particules chargées.
La mission a bénéficié d’une autre occasion d’observer la queue magnétique pendant l’été. La Lune traversait elle aussi cette structure, et les deux sondes d’ESCAPADE ont pu coordonner leurs observations avec les deux engins ARTEMIS-THEMIS situés près de la Lune. Les équipes ont ainsi recueilli des données depuis quatre endroits au même moment, au lieu de s’appuyer sur un ou deux points d’observation. Plus les mesures simultanées proviennent de positions différentes, plus il devient possible de préciser la forme des lignes du champ magnétique, leurs mouvements et le comportement du plasma dans diverses régions.
Pourquoi ne suffit-il pas d’observer de loin ?
Certains phénomènes astronomiques peuvent être étudiés à distance. Mais pour analyser un champ magnétique et le plasma qui l’entoure, il faut souvent envoyer des instruments directement dans la région concernée. Une sonde qui la traverse peut mesurer sur place les propriétés des particules et du champ, plutôt que de tenter de les déduire à partir de la lumière reçue de loin. De plus, la queue magnétique évolue avec le temps. Les observations simultanées sont donc particulièrement utiles : elles montrent plusieurs parties du phénomène au même instant, et non des images prises séparément, entre lesquelles des changements importants ont pu se produire.
La longue boucle effectuée avant le départ vers Mars n’a donc pas été un simple détour imposé par le retard du lancement. Elle a aussi offert un bénéfice scientifique, en permettant d’étudier des régions éloignées de la queue magnétique terrestre. La participation des sondes ARTEMIS-THEMIS a ensuite permis de multiplier les points de vue et d’observer cette structure depuis quatre directions. La mission principale, l’étude de l’environnement magnétique de Mars, reste toutefois à venir : l’arrivée des deux sondes est prévue en septembre 2027.
Il importe de distinguer ce que les sondes ont déjà accompli de ce qu’elles pourront découvrir plus tard. La réussite de la mise à feu des moteurs confirme que la manœuvre s’est déroulée correctement, mais elle ne constitue pas en elle-même une découverte sur Mars : les sondes sont encore en route. De même, les données sur la queue magnétique de la Terre ont été recueillies pendant une étape antérieure du voyage. L’étude de l’environnement martien commencera lorsque les engins auront atteint leur destination et entamé leurs observations.
Conclusion
La mission ESCAPADE associe une nouvelle expérience de navigation à un programme scientifique en plusieurs étapes. Après avoir manqué la fenêtre de lancement favorable d’octobre 2024, qui ne se présente qu’environ tous les 26 mois, les deux sondes sont parties en novembre 2025. Elles ont suivi une longue trajectoire passant par la région L2, avant de revenir près de la Terre. Les 7 et 9 novembre 2026, elles ont réussi à allumer leurs moteurs lors de leur passage à proximité de notre planète. Selon la NASA, cette manœuvre est une première pour une mission en route vers Mars.
En chemin, les deux sondes ont recueilli des mesures simultanées de la queue magnétique terrestre à 1,19 million de miles, soit 1,91 million de kilomètres de la Terre. Elles ont également participé à des observations depuis quatre positions, avec les deux sondes ARTEMIS-THEMIS près de la Lune. Après les quelques corrections de trajectoire prévues, elles devraient arriver à destination en septembre 2027. Elles pourront alors commencer le travail pour lequel elles ont été conçues : étudier le champ magnétique de Mars et l’environnement façonné par les interactions entre la planète et les particules venues du Soleil.