« La recherche de traces de vie est l’objectif de la mission ExoMars de l’ESA »

L’astrophysicien Jean-Loup Bertaux a participé à la génèse d’ExoMars. A 24H de l’arrivée de l’atterrisseur Schiaparelli sur le sol de Mars, il souligne l’importance de cette mission de l’Agence spatiale européenne.

Jean-Loup Bertaux est astrophysicien ; il a participé aux premières étapes de la mission ExoMars, dont l’atterrisseur Schiaparelli doit se poser sur le sol de Mars le 19 octobre 2016.

Y-a-t-il de la vie ailleurs que sur Terre, au sein de notre système solaire ? La planète Mars y est un site privilégié et la mission européenne ExoMars va tenter de répondre à la question dès mercredi 19 octobre 2016 : ce jour-là, le module Schiaparelli devrait se poser en douceur et effectuer des mesures pendant 2 ou 3 jours. La recherche de traces de vie anciennes ou encore présentes est l’objectif de la mission ExoMars de l’ESA (Agence spatiale européenne), qui se décline en deux volets : le premier volet est la mise en orbite d’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) le 19 octobre 2016 et l’atterrissage de Schiaparelli. Avec ce module, il s’agit de tester la capacité de l’ESA de poser en douceur un objet au sol, avant l’envoi du second volet, Exomars 2 en 2020. Ce rover, équipé d’une suite d’instruments comportera une foreuse qui creusera pour la première fois à 2 mètres de profondeur, et des systèmes d’analyse sophistiqués. Les deux volets de cette mission -à la fois le rover et le module Schiaparelli- ainsi que tous les objets au sol, utiliseront le satellite Exomars TGO comme relais car il est maintenant organisée une mise en commun des systèmes de communication entre les objets au sol de Mars et la Terre, par l’intermédiaire des orbiteurs.

En ce qui concerne une éventuelle vie martienne… Aujourd’hui on en est sûr : il y a eu de l’eau liquide sur Mars, dans le premier milliard d’années, car la planète devait y être pourvue d’une atmosphère de dioxyde de carbone (CO2) dont l’effet de serre était suffisant pour augmenter la température au-dessus de 0°C, nécessaire à l’eau liquide. La vie a donc pu apparaître sur Mars, produire des fossiles qu’on pourrait retrouver, ou même une vie aurait pu résister au dramatique changement climatique martien (perte de l’atmosphère de CO2 et de son effet de serre), et même persister sous une forme souterraine à l’abri des néfastes rayons ultra-violets. La mission scientifique d’Exomars TGO sera focalisée sur la détection de gaz d’intérêt organique, dont le méthane (CH4), mais pas seulement. Et il s’agira de détecter ces gaz à l’état de trace, ou de donner une limite supérieure la plus basse possible.

La saga du méthane martien

Il faut dire que la situation du méthane sur Mars a évolué de façon mouvementée dans les 10 dernières années. Deux observations depuis le sol avec des spectromètres sophistiqués en 2003, une détection et de nombreuses mesures avec le Planetary Fourier Spectrometer placé sur Mars Express (2004-2011), mais avec des quantités variables dans le temps et dans l’espace. Une situation que les modélisateurs français Franck Lefèvre et François Forget ont mis en doute, car la durée de vie d’une molécule de CH4 dans l’atmosphère de Mars est de l’ordre de trois centaine d’années. Donc, quand on en voit sur une grande étendue, cela ne peut disparaitre rapidement. On pensait que la question était réglée avec les mesures in-situ du rover NASA Curiosity : pas de méthane du tout, disaient les mesures pendant les premiers mois. Et puis, tout d’un coup, détection de méthane à environ 7 ppb (partie par milliard) pendant plusieurs mois, une quantité deux à trois fois moindre que la détection de Mars Express. Et ensuite, pratiquement plus de méthane mesuré par Curiosity . On peut donc imaginer que le méthane est produit par bouffées locales, qui finissent par se diluer rapidement dans le reste de l’atmosphère. C’est là que la suite d’instruments sophistiqués d’Exomars prend tout son sens, car depuis l’orbite, on pourra couvrir l’entièreté de la surface de Mars à la recherche de bouffées sporadiques, à l’instar de celle détectée par Curiosity, mais qui reste cloué dans sa petite région de Gale Crater. Attention ! Qui dit méthane ne dit pas forcément trace de vie : on connaît des réactions chimiques de l’eau chaude sur des minéraux qui produisent du méthane, par exemple la serpentinisation, qui donne naissance à un minéral bien connue, la serpentine. Avec Exomars, il ne suffira donc pas de détecter le méthane, il faudra en outre comprendre son origine. C’est là que la cartographie régulière que seul un observatoire orbital comme Exomars TGO procure, se révélera précieuse. Par exemple, y-a-t-il un effet de saison lié au réchauffement en été du pergélisol martien ?

En attendant les données de la mission Exomars TGO, on peut poursuivre la réflexion sur l’éventualité de la vie extraterrestre En effet, le fait qu’il y ait de la vie sur Terre nous dit que l’apparition de la vie sur une autre planète est possible, mais ne nous dit rien sur la probabilité d’apparition de la vie sur une planète quelconque. Par contre, si on trouvait des traces de vie, présentes ou passées, sur Mars, alors on pourrait dire que c’est un phénomène très probable, puisque il y aurait deux cas dans le système solaire, dont l’un (la Terre) ne compte pas pour faire une extrapolation statistique. En effet la question de « sommes-nous seuls dans l’Univers ? » a quitté récemment le domaine de la métaphysique pour le royaume de la réalité, puisqu’on découvre l’existence de nombreuses exoplanètes gravitant autour d’étoiles de notre galaxie, qui en comportent environ 200 milliards. De plus, on estime qu’une proportion assez élevée de ces étoiles (entre 10 et 50%) possède une planète solide de la taille de la Terre ou un peu plus grosse, se trouvant dans la zone habitable : ni trop loin car l’eau (si elle y est présente) serait sous forme de glace, comme sur Mars, ni trop près car ce serait de la vapeur, comme sur Vénus. A la distance habitable, l’eau est liquide, une condition nécessaire à l’apparition de la vie. Naturellement, on ne peut affirmer que cette condition nécessaire est également suffisante, et deux facteurs restent inconnus : la probabilité de l’apparition de la vie quand l’eau est liquide sur une planète habitable, et la probabilité qu’une espèce y développe une capacité technologique avancée (comme nous ou mieux que nous). Pour tenter de répondre directement à la question « Sommes-nous seuls dans l’Univers ? », des radio-astronomes se mettent à l’écoute du cosmos avec de grandes antennes, dans l’espoir de recevoir un message ‘intelligent’ : c’est le programme SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence), qui n’a donné aucun résultat jusqu’à présent, mais dont les techniques s’améliorent constamment pour une meilleure couverture. On peut aussi détecter des traces de vie sur les exoplanètes découvertes. Cela passera par une mesure de la composition de l’atmosphère, un signe positif étant la présence, outre la vapeur d’eau, de l’oxygène, du méthane, de l’ozone et un peu de dioxyde de carbone. Mais pour détecter des bio-signatures dans les spectres de ces exoplanètes, il faudra attendre sans doute de grands télescopes, dont le James Webb Telescope de 6 m de diamètre (lancement en 2018) est un modeste précurseur, malgré son coût élevé et ses bonnes performances.

La genèse d’Exomars 1

La mission Exomars 1 a repris pour l’orbiteur les objectifs scientifiques d’une mission conjointe ESA-NASA qui s’appelait déjà Trace Gas Orbiter. Alors que la sélection des instruments avait été déjà faite par des comités NASA-ESA, et que leur embarquement sur un orbiteur européen était déjà bien avancé, la NASA s’est brutalement retirée du projet, au prétexte de restrictions budgétaires (il faut dire que le dépassement budgétaire de la mission JWST était énorme). L’ESA a promptement réagi, et a pu sauver le projet grâce à l’introduction de la Russie, apportant le lancement par une fusée Proton, de nouveaux instruments russes pour remplacer les instruments américains, et une participation substantielle à la station Schiaparelli. On peut toutefois se demander si la décision de la NASA n’a pas été prise dans un moment de doute sur la réalité des mesures de méthane par Mars Express et depuis le sol. La nouvelle détection faite par Curiosity est venue comme un contre-pied à ce changement de posture de la NASA.

Sources

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