Astrophysique

InSight, une plongée dans les mystérieux sous-sols de la planète Mars 

Etudier les séismes martiens comme s’ils y étaient: les scientifiques pourront bientôt le faire grâce à la sonde Insight, qui va décoller vers la Planète Rouge le 5 mai

De Zurich, Paris et Berlin, entre autres, les avions à destination de la Californie ne manquent pas de talents scientifiques européens en ce début du mois de mai. Tous ont rendez-vous près de Santa Barbara, pour assister au décollage, vendredi 5 mai à 4h05 heure locale (13h05 en Suisse), d’une fusée Atlas 5 depuis la base militaire américaine de Vandenberg, avec un joyau à son bord.

Le sous-sol a longtemps été le Poulidor de l’exploration martienne, le projet qui finit second et ne se réalise jamais

Francis Rocard, CNES

Un atterrisseur baptisé InSight qui sera chargé d’étudier, pour la première fois, le sous-sol martien, pour comprendre la structure de la planète. En 1976, Viking 2 avait bien embarqué un sismomètre. «Mais faute d’être posé sur le sol, il mesurait les vibrations de l’atterrisseur au gré des vents martiens», sourit Domenico Giardini, de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, l’un des partenaires clés de cette nouvelle aventure martienne.

A ce sujet, lire aussi le post de blog:  InSIGHT va ausculter Mars pour nous permettre de mieux la comprendre

Trois instruments

«Pendant dix ans, nous avions tenté de convaincre l’Europe, mais sans succès. Après la perte de la sonde russe en mars 1996 qui emportait un sismomètre français, nous étions très impatients de pouvoir, enfin, sonder les entrailles de la planète rouge.» Avec le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA - passé du rôle de simple partenaire à celui de chef d’orchestre, le projet impliquant de nombreux laboratoires européens a donc été remanié pour voler sous pavillon américain.

Il s’agit du premier service de sismologie martienne, qui traitera les données comme si elles étaient terrestres!

Domenico Giardini, sismologue

«On a beaucoup étudié l’atmosphère et la surface de Mars avec une priorité sur la recherche d’eau, de carbone, et de vestiges de vie, résume Francis Rocard, le responsable de l’exploration du système solaire au CNES, l’agence spatiale française. Le sous-sol a longtemps été le Poulidor de l’exploration martienne, le projet qui finit second et ne se réalise jamais. Et pourtant, cette science est essentielle pour comprendre la formation et l’évolution de la planète rouge.»

InSight emporte trois instruments principaux, tous dédiés à une même cause. Le premier est le sismomètre Seis, conçu en France par l’équipe de Philippe Lognonné (Institut de physique du globe de Paris), et réalisé sous maîtrise d’œuvre du CNES pour prendre le pouls interne de la planète: «En mesurant les signaux associés aux différents types d’ondes sismiques qui se propagent à l’intérieur de la planète, nous pourrons localiser les séismes avec une seule station de mesure posée au sol.»

Une méthode astucieuse, puisque les secousses sont en principe localisées avec plusieurs stations de mesure, mais qui a été validée sur Terre avant de s’envoler. «Cela nous donnera des informations précieuses sur les dimensions et la minéralogie de la croûte martienne, de son manteau et de son noyau.» La planète rouge possède en effet une structure similaire à celle de la Terre, pronostiquent les modèles, sans qu’on en perçoive les détails, faute de mesures sur le terrain.

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Seis est un savant dosage de compétences européennes. Si le capteur principal est français, son horizontalité sera gérée par un dispositif conçu en Allemagne et le capteur sismique de réserve est britannique. L’ensemble est géré par une électronique conçue en Suisse, sous la responsabilité de Domenico Giardini, qui est aussi l’ancien directeur du service sismologique suisse, le SED. C’est cet organisme qui sera chargé de localiser les séismes à partir des données recueillies par InSight. «Il s’agit du premier service de sismologie martienne, qui traitera les données comme si elles étaient terrestres!» se réjouit le géophysicien. Seis doit également étudier les impacts des météorites qui, de temps à autre, s’écrasent sur le sol martien, ainsi que les marées provoquées par le passage, trois fois par jour, de Phobos, un satellite tout proche de Mars, dont la croûte est alors déformée.

Rise et Seis

La seconde sonde, baptisée HP3, a été conçue à l’Agence spatiale allemande (DLR). Enfouie à cinq mètres sous la surface, elle mesurera la quantité de chaleur qui s’échappe des entrailles martiennes, et nous renseignera sur la température du manteau martien. Enfin, le troisième instrument — Rise, conçu par le JPL — scrutera les infimes variations de la rotation martienne. «Quand un œuf tourne sur une table, son mouvement nous dit s’il est dur ou cru et rempli de matière molle, résume Francis Rocard. Rise apportera des informations sur la structure interne de Mars complémentaires de celles de Seis.»

Forts de toutes ces données, les géophysiciens espèrent affiner les modèles qui décrivent la formation et l’évolution de la planète rouge. «Cela permettra notamment d’éliminer ceux dont les prédictions ne collent pas avec les mesures», détaille Francis Rocard. «Nous disposerons bientôt d’un niveau de connaissance expérimentale équivalent à ce qu’on savait de la Terre à la fin du XIXe siècle, mais avec un seul sismomètre, explique Philippe Lognonné. Ce sera un pas considérable pour la compréhension de l’histoire martienne et donc de la nôtre.» Atterrissage prévu le 26 novembre prochain.

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