En bref
Le Japon prépare une mission pour explorer les deux petites lunes de Mars, Phobos et Deimos. Un robot étudiera Phobos, puis la mission y recueillera un échantillon et le rapportera sur Terre en 2031. Ces matériaux pourraient aider à comprendre comment les lunes se sont formées et ce qu’était Mars dans le passé.
Deux petites lunes, de grandes questions
Phobos et Deimos n’ont pas la taille de notre Lune : Phobos mesure environ 22 kilomètres de long, tandis que Deimos fait près de 13 kilomètres de diamètre. Leur petite taille ne diminue pourtant pas leur intérêt scientifique. Ces deux astres font partie de l’environnement de Mars et pourraient conserver des traces d’événements survenus dans le système solaire il y a des milliards d’années.
Leur origine reste débattue. Selon une hypothèse, un gigantesque impact aurait arraché des fragments à Mars, qui se seraient ensuite rassemblés pour former les deux lunes. Autre possibilité : ce seraient d’anciens astéroïdes, capturés par la gravité de Mars après s’en être approchés. Les images et les observations à distance ne suffisent pas à trancher. Il est donc essentiel d’étudier leur surface et d’en analyser un échantillon.
La réponse pourrait nous apprendre bien davantage que l’histoire de Phobos et de Deimos. Savoir s’ils proviennent de Mars ou de corps venus d’ailleurs aiderait à mieux comprendre les débuts des planètes rocheuses proches du Soleil, à une époque où de l’eau et des molécules organiques ont peut-être atteint des mondes comme la Terre. La NASA contribue à la mission avec un instrument scientifique, une expérience technologique et un soutien aux communications. Elle finance aussi des chercheurs américains qui y participent.
Un long voyage avant d’atteindre Mars
La sonde n’arrivera pas dans le voisinage de Mars juste après son lancement. Selon le calendrier prévu, elle atteindra le système martien en août 2027, puis se placera en orbite autour de Phobos environ un mois plus tard. Elle observera alors les deux lunes et recueillera des données à distance pendant près de 18 mois. Cette période permettra à l’équipe de mieux connaître l’environnement de Phobos et de préparer l’étape la plus délicate : l’approche de sa surface.
La date de lancement illustre elle aussi la difficulté du voyage. Mars et la Terre ne sont pas toujours bien placées l’une par rapport à l’autre pour une mission interplanétaire : la fenêtre de lancement favorable ne revient qu’environ tous les 26 mois. MMX devait partir en 2024, mais des problèmes liés au lanceur H3 ont retardé le départ. Une fois cette fenêtre manquée, il a fallu attendre la suivante : il ne suffisait pas de préparer de nouveau la sonde.
Un petit robot dans un monde à faible gravité
Début 2029, la sonde devrait déposer sur Phobos un petit robot franco-allemand appelé Idefix. Il pèse environ 25 kilogrammes, mais la faible gravité de la lune ferait que son poids à la surface équivaudrait à seulement 15 grammes sur Terre. Cette différence montre à quel point les opérations sur Phobos sont particulières, comparées à celles menées sur Terre ou sur un astre plus massif.
Idefix aura deux rôles complémentaires. Il examinera la composition et la texture de la surface de Phobos, tout en recueillant des informations utiles pour préparer l’atterrissage de la sonde principale et la collecte de l’échantillon. Savoir sur quel terrain elle se posera, et si celui-ci est meuble ou accidenté, est indispensable pour réussir une manœuvre près d’un petit astre à la gravité très faible.
Après l’étude des deux lunes depuis l’orbite et le travail du robot, la mission prévoit de poser la sonde principale sur Phobos en 2030. Elle cherchera à recueillir au moins dix grammes de matériaux présents à la surface. La quantité peut sembler minuscule, mais il s’agirait d’un échantillon direct de Phobos rapporté sur Terre, qui pourrait être étudié avec des méthodes impossibles à appliquer depuis l’espace.
De Phobos aux laboratoires terrestres
Une fois l’échantillon recueilli, la sonde entamera le voyage du retour. Selon le calendrier prévu, la capsule qui le contient devrait atterrir sur Terre en 2031. Les scientifiques pourront alors rechercher dans les matériaux des indices sur l’histoire et l’évolution de Phobos, et mettre à l’épreuve les deux hypothèses sur son origine. Comparer cet échantillon à ce que l’on sait de Mars et des petits corps du système solaire permettra aussi de replacer la lune dans un contexte plus large.
Le grand avantage d’un échantillon rapporté sur Terre, c’est que les chercheurs ne sont pas limités aux données recueillies par la sonde près de Mars. Ils pourront examiner la matière à plusieurs reprises et l’étudier avec des méthodes différentes, partout dans le monde. Mais la réussite dépend d’une longue suite d’étapes : le lancement, le voyage jusqu’à Mars, les opérations en orbite, le déploiement du robot, l’atterrissage, la collecte, puis le retour de la capsule sur Terre.
Le Japon, fort de son expérience des retours d’échantillons
Le Japon n’en est pas à sa première mission de retour d’échantillons. En 2010, la mission Hayabusa a rapporté sur Terre des matériaux de l’astéroïde Itokawa. Dix ans plus tard, Hayabusa 2 a ramené des échantillons de l’astéroïde Ryugu. Ces réussites constituent un précieux point de départ pour MMX, même si Phobos présente un défi différent : atteindre une lune de Mars, travailler près de sa surface, puis repartir vers la Terre.
Le lancement attendu marquera le début d’un programme de plusieurs années, et non son aboutissement. La sonde devra d’abord quitter la Terre sans encombre, effectuer son long voyage, puis mener des opérations précises autour de Phobos. Chaque étape dépendra des informations transmises par la mission, jusqu’à l’arrivée de l’échantillon sur Terre et au début de son analyse.
Conclusion
MMX s’attaque à une question essentielle : Phobos et Deimos sont-ils nés de débris projetés par un impact sur Mars, ou sont-ils des astéroïdes capturés par la planète ? La mission doit décoller du Japon, étudier les deux lunes depuis l’orbite, déposer un robot sur Phobos, puis y recueillir un échantillon et le rapporter sur Terre en 2031. Si tout se déroule comme prévu, ces matériaux aideront à éclairer l’histoire des lunes et de Mars, et peut-être les conditions qui ont accompagné la formation des planètes rocheuses proches du Soleil.