Mars : que nous a appris Curiosity depuis son arrivée sur la planète rouge il y a 10 ans ?

Six roues, des instruments ultra-précis et des centaines d'expériences menées avec succès. La mission du rover Curiosity (une "astromobile" dans la langue de Molière) célèbre, samedi 6 août, ses dix ans d'activité, depuis son déploiement sur Mars par la Nasa en 2012. Sur sa route, l'engin de 900 kg a pris des milliers de clichés et sondé le sol martien avec une question en tête : la planète rouge a-t-elle été un jour habitable ? "Affirmatif", répondent les scientifiques, qui ont toutefois fait bien d'autres découvertes, à 78 millions de kilomètres de la Terre.

Mars était habitable... il y a environ 3,5 milliards d'années 

C'est le principal enseignement de la mission Mars Science Laboratory (MSL), le projet qui entoure Curiosity : la planète rouge offrait il y a (très) longtemps des conditions propices à l'apparition de la vie. Pour arriver à cette conclusion, les équipes scientifiques ont piloté le robot à distance, afin de gratter, de scanner, mais aussi de forer le sol martien. "Des p'tits trous, des p'tits trous...", s'amusait le Centre national d'études spatial (Cnes) début 2020, en référence à la chanson Le poinçonneur des Lilas, de Serge Gainsbourg. Des petits trous, certes, mais riches en découvertes. En effet, ces forages ont permis de détecter la présence de soufre, d'oxygène, de phosphore ou encore de carbone – "essentiels pour la vie", explique la Nasa sur son site*.

"C'est la découverte la plus marquante, car elle touche à la grande question de la vie", explique à franceinfo l'astrophysicien Sylvestre Maurice, qui a participé à l'élaboration de la "ChemCam", un instrument conçu en partie par les équipes de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP) et du Cnes à Toulouse (Haute-Garonne).

Embarqué par Curiosity, ce système permet d'analyser la composition chimique d'une roche sans déplacer le robot, grâce à un laser pulsé. "En dix ans, nous avons effectué 900 000 tirs (de laser), résume fièrement le scientifique, tout cela depuis Toulouse et Los Alamos (Etats-Unis)". Car pour actionner le robot Curiosity, les scientifiques de la mission MSL communiquent en permanence.

"Il faut prévenir quand on veut commander un tir de laser, un coup de pelle... C'est comme piloter une voiture à 60 personnes, le tout à distance."

Sylvestre Maurice, astrophysicien

à franceinfo

Autre trouvaille de taille : un grand nombre de molécules organiques ont été détectées par Curiosity grâce au mini-laboratoire SAM, opéré lui aussi depuis Toulouse. Mais attention, ces molécules ne prouvent pas qu'il y a eu ou qu'il y a encore des êtres vivants sur Mars. Elles montrent simplement que "les ingrédients de base étaient réunis pour supporter une forme de vie simple il y a 3 milliards d'années", fait remarquer Valérie Mousset, cheffe de projet MSL au Cnes, qui ajoute que "tous les composés chimiques que l'on retrouve dans notre ADN sont aussi présents sur Mars". Cette enquête sur les traces de vie martiennes n'est cependant pas le travail de Curiosity, mais celui de sa petite sœur, Perseverance, une astromobile qui parcourt la surface de Mars depuis février 2021.

De l'eau sous forme liquide a longtemps coulé sur la planète rouge

Composante essentielle de la vie telle qu'on la connaît sur Terre, l'eau était au centre de toutes les préoccupations lors du lancement de Curiosity. Plusieurs indices font, depuis, penser que des ruisseaux, voire même des fleuves d'eau douce, faisaient jadis partie du paysage martien. Des galets, repérés par le rover, dont la forme arrondie pourrait être ainsi due à un long cheminement au fond d'un cours d'eau avance la Nasa*.

Mais aussi des dépôts de boue solidifiée, détectés au fond de ce qui ressemble à des lits de rivières asséchées. "C'est ce qui a justifié le choix du site d'atterrissage (de Curiosity), explique à franceinfo Olivier Gasnault, l'actuel responsable de l'instrument ChemCam au Cnes. Le rover a été envoyé dans ce qui était un lac plus ou moins fermé (...) afin de confirmer des hypothèses que l'on formulait depuis plusieurs décennies déjà."

Curiosity a aussi permis d'en savoir plus sur les caractéristiques de l'eau martienne, qui était "ni trop acide ni trop basique", explique Valérie Mousset, avec une température qualifiée de "neutre" elle aussi. La présence d'argile et d'un niveau de sel relativement faible fait même dire à la Nasa* que cette eau "était fraîche et potentiellement potable". Avant de changer de forme, il y a plus ou moins 2 milliards d'années.

Une visualisation inédite de la surface de Mars

Toutes ces découvertes ont été rendues possibles par l'observation minutieuse du décor martien, notamment grâce à 17 caméras embarquées sur le rover qui offrent des prises de vue dans toutes les directions. Depuis son arrivée sur Mars, Curiosity s'est déplacé sur un peu plus de 28 km, soit une distance moyenne de 7,6 m parcourus chaque jour. La baie de Yellowknife, les collines de Pahrump, les buttes de Murray ou encore les contreforts du mont Sharp : c'est dans ces endroits mystérieux que l'astromobile s'est donc baladée. Une promenade scientifique immortalisée par plus de 500 000 clichés – dont quelques selfies devant des rochers insolites.

Sur le mat de l'astromobile, une partie souvent décrite comme la tête de l'engin, la MastCam est par exemple capable de prendre des photos et vidéos en couleur, ainsi que des images en stéréo 3D. Grâce à des filtres spéciaux, ce capteur peut même faire ressortir la composition de certaines roches. Curiosity dispose aussi du Mars Hand Lens Imager (MAHLI), l'équivalent d'une loupe tendue au bout d'un bras robotisé, capable d'observer des éléments aussi fins qu'un cheveu humain. Des photos de paysages aux détails d'une météorite rencontrée sur le chemin*, Curiosity continue d'offrir un panorama saisissant de la planète rouge.

On en sait davantage sur la façon dont une planète devient inhabitable

Capable aussi bien de sonder le sol que de scruter le ciel, Curiosity a permis de mieux cerner l'extrême rigueur de l'environnement martien. "Cette planète, qui a le même âge que la Terre, a connu des changements climatiques et géologiques colossaux", souligne Sylvestre Maurice. Une gravité trois fois plus faible que celle de la Terre et un froid persistant (-63°C en moyenne) font de Mars un désert glacial et inhospitalier. Mais cela n'a pas toujours été le cas. Grâce à Curiosity, les scientifiques de la mission MSL se sont rendu compte que l'atmosphère de Mars était bien plus épaisse par le passé, avant de voir s'évaporer des masses gazeuses ainsi que ses réserves d'eau dans le vide de l'espace.

"C'est précisément ce que l'on commence à étudier maintenant et pour les trois années qui viennent, pointe Olivier Gasnault, c'est-à-dire le passage de la période plus humide à la période plus aride de Mars, qui semble s'être faite sous forme de longs cycles." Prévue pour durer entre deux et six ans, l'astromobile Curiosity a largement dépassé les attentes des ingénieurs qui l'ont conçue. "Tout ce que l'on découvre ces dernières années, ce n'est que du bonus", se réjouit Sylvestre Maurice. Et même si le robot est mal en point, avec des roues très abîmées notamment, la Nasa et ses partenaires (dont le Cnes) voudraient pouvoir le piloter jusqu'en 2025 au moins.

Des informations essentielles ont été recueillies pour de futures missions habitées

Parmi les grandes découvertes de Curiosity sur l'environnement martien, le chercheur Olivier Gasnault en retient une dernière, capitale pour de futures missions d'exploration. "Nous savons désormais que les niveaux de radiation sur Mars sont plus élevés que sur Terre, ce qui est dangereux pour l'être humain, souligne le scientifique. Une mission sur Mars correspond à la dose maximale de radiations que fixe la Nasa pour l'ensemble de la carrière d'un astronaute." 

Mais des boucliers sont en préparation, et en plaçant Curiosity "à l'abri de certaines collines", les scientifiques ont déjà noté une légère baisse de ces radiations. De quoi conforter le rêve d'une mission habitée, après le déploiement réussi de satellites, de plusieurs astromobiles et même d'un mini-hélicoptère autour d'une planète Mars qui n'a décidément pas fini de livrer ses secrets.

*Les liens marqués d'un astérisque renvoient vers des publications en anglais