Le Japon a eu dans la dernière décennie du XXè siècle, des ambitions spatiales majeures alors que les autres grandes puissances du domaine marquèrent le pas… Parmi les grands projets du Pays du Soleil Levant, la mission Planet-B rebaptisée Nozomi (espérance en japonais) peu après son lancement, conçue par l'ISAS^* pour explorer la haute atmosphère martienne et son interaction avec le vent solaire. Le Japon voulait frapper fort à la porte des puissances spatiales et démontrer son savoir-faire technologique et sa capacité à mener des programmes scientifiques fondamentaux, au niveau international. Pour ce faire, la planète Mars était une bonne cible pour les japonais, qui du même coup coiffaient les européens. Mais le programme ne se déroula pas comme prévu…

Au cours de sa mission, la sonde Nozomi devra se focaliser sur 5 domaines d'étude particuliers :

• l'étude de la structure, de la composition et la dynamique du champ magnétique martien,
• l'étude de l'atmosphère martienne,
• l'étude du plasma ionosphérique et de l'ionosphère martienne en général,
• l'imagerie de la surface de Mars et de ses deux satellites Phobos et Deimos,
• et enfin la détection d'un éventuel anneau de poussières sur l'orbite de Phobos, ceinturant la planète rouge.

Parmi ces 5 domaines d'étude, l'objectif majeur de la mission Nozomi est l'étude sur une longue période de la haute atmosphère martienne et de son interaction avec le vent solaire. L'acquisition de connaissances à cette interface est fondamentale pour comprendre les mécanismes actuels s'y déroulant, leur ampleur exacte, leurs conséquences éventuelles à la surface de la planète et leurs possibles effets sur la dynamique climatique de la planète toute entière…

Nous savons en effet depuis l'arrivée en orbite martienne de la sonde Mars Global Surveyor en septembre 1997, que la planète ne possède plus de champ magnétique globale mais seulement un champ magnétique rémanent, localisé en quelques endroits sur Mars. En conséquence, la haute atmosphère martienne est donc directement exposée au vent solaire et au vent interstellaire, contrairement à la Terre qui elle est protégée par les ceintures de Van Allen. Et donc, comme sur Vénus, les plus hautes couches de l'atmosphère martienne sont ionisées par les particules énergétiques provenant directement du Soleil. Nous savons par ailleurs que la pression actuelle du vent solaire équilibre la pression thermique de l'ionosphère à une altitude comprise entre 150 et 200 km, bien que l'ionosphère s'étende bien au-delà de cette limite. Pour permettre ces études, l'orbite équatoriale de la sonde Nozomi ne sera donc pas circulaire mais devrait être fortement elliptique (150 km x 15 rayons martiens) avec une inclinaison de 138° et une période de révolution de 38 heures. Lors de ses passages au point de l'orbite le plus proche de Mars, la sonde analysera alors la basse atmosphère et la surface de la planète tout en effectuant des études directes de la haute atmosphère et de l'ionosphère. Lors de ses passages au point de l'orbite le plus éloigné de Mars, la sonde étudiera la planète à l'échelle globale et notamment les éléments gazeux et les ions qui s'échappent de l'atmosphère ainsi que l'interaction du vent solaire avec cette dernière.

Pour un coût total proche des 100 millions de dollars et avec une masse de 540 kg dont 282 kg de carburant et 33 kg d'instrumentation scientifique, la sonde Nozomi mesure 0,58 x 1,60 m de haut. Sa forme est celle d'un prisme carré aux angles tronqués ; deux grands panneaux solaires sont situés sur ses côtés et son antenne centrale de communication est fixée sur la partie supérieure de la plate-forme, à l'opposée du système de propulsion. Par ailleurs, la sonde est équipée de 14 instruments scientifiques provenant de 5 pays différents : l'Allemagne, le Canada, les Etats-Unis, le Japon et la Suède. Avec cette première mission interplanétaire, on peut affirmer que le Japon est audacieux…

Le lancement de la sonde Nozomi a eu lieu depuis le Sud du Japon, au Centre Spatial de Kagoshima dans l'île de Kyushu, le 3 juillet 1998 à 18h12 TU, soit le 4 juillet à 3h12 heure locale. Cette date de la lancement a été choisie pour célébrer le 1^er anniversaire de l'atterrissage sur Mars de la sonde américaine Mars Pathfinder, qui s'était brillamment posée à l'embouchure d'Ares Vallis, le 4 juillet 1997.

La sonde Nozomi a été lancée par une fusée japonaise M-5, qui l'a placée autour de la Terre sur une orbite elliptique à 7 000 km par 400 000 km d'altitude. En effet, la petite sonde n'est pas partie directement vers Mars mais a passé 5 mois dans la banlieue de la Terre. Après son décollage, elle doit survoler deux fois la Lune pour prendre de la vitesse grâce à un effet de fronde gravitationnelle les 24 septembre et 18 décembre 1998 et une fois la Terre le 20 décembre 1998 pour lui donner l'impulsion finale et la mettre en route pour Mars qu'elle doit atteindre normalement le 11 octobre 1999…

Les ingénieurs japonais pilotent la sonde depuis le Centre de Contrôle de Sagamihara.

14 jours après son départ, à 160 000 km de distance de la Terre, la sonde Nozomi reçoit l'ordre de prendre un cliché de la Terre. La caméra MIC est alors activée avec succès. Le cliché est formidable !

Comme prévu, 10 jours plus tard, la première rencontre avec la Lune a lieu. Le 24 septembre, l'énergie ainsi obtenue lors de ce survol permet à la sonde d'augmenter l'altitude son apogée par un effet de fronde gravitationnelle.

Le 18 décembre de la même année, le deuxième survol lunaire a lieu et Nozomi prend à nouveau des clichés de la Lune, à moins de 5 000 km de distance. Les planétologues sont ravis ! Deux jours plus tard, le 20 décembre 1998, la sonde frôle la Terre pour normalement lui faire un dernier adieux et profiter de sa force gravitationnelle pour s'élancer définitivement vers Mars. Mais, un incident survient.

Nozomi survole maintenant la Terre et tandis que les ingénieurs allument le moteur pendant 7 minutes, ils se rendent compte qu'une valve du sous- système de propulsion est restée verrouillée. L'accélération n'est pas suffisante : la sonde se positionne sur une mauvaise trajectoire. Pour la remettre sur une bonne trajectoire et compenser la diminution de la poussée, les ingénieurs programment dans l'urgence une nouvelle manœuvre propulsive.

Le 21 décembre 1998, la sonde Nozomi allume deux fois son moteur et tout rentre dans l'ordre. Mais très vite, les ingénieurs japonais découvrent que la consommation de carburant a été bien plus importante que prévue.

Ce manque de carburant ne permettra plus à la sonde Nozomi d'atteindre Mars à la date prévue initialement, le 11 octobre 1999 et de freiner suffisamment à son approche. Nozomi passera 4 ans de plus dans l'espace, après 3 révolutions autour du Soleil et 2 nouveaux survols de la Terre. Nozomi arrivera sur Mars en décembre 2003 ou début 2004…

La sonde Nozomi n'a pas été conçue pour voyager 5 ans dans le vide spatiale mais 10 mois tout au plus. Du reste, l'équipe japonaise n'est pas au bout de ses peines !

Le 21 avril 2002, en plein maximum du cycle solaire n°23, une éjection de masse coronale (CME) endommage plusieurs systèmes de bord. La sonde reçoit pendant plus de 6 heures de très énergétiques radiations en provenance du Soleil. Les particules solaires éjectées voyagent à plusieurs milliers de kilomètres par seconde. A l'impact sur la sonde, le système de chauffage de Nozomi est endommagé alors qu'il doit normalement réchauffer le combustible liquide à bord pour éviter qu'il ne gèle, ce qui se produit fatalement. La Terre perd momentanément le contact avec la sonde : le transmetteur radio à bande S tombe en panne. Les transmissions doivent alors s'effectuer sur le transmetteur de secours, à bande X…

Par ailleurs, depuis plusieurs mois, les ingénieurs sont confrontés à des problèmes électriques qui engendrent des coupures intempestives de certains sous-systèmes, interdisant la remontée de données depuis les instruments scientifiques !

De même, il est possible que les instruments à bord n'aient pas résisté aux diverses agressions prolongées du vide spatial. Enfin, la sonde est devenue plus fragile et plus vulnérable à l'environnement martien. Ainsi, la perte d'un système ou sous-système critique (propulsif, radio ou vidéo) lors de l'arrivée dans l'ionosphère martienne, pourrait définitivement compromettre la mission.

Tous ces éléments pris en compte font que Nozomi est aujourd'hui une sonde sinon en détresse et très affaiblie, au moins extrêmement peu fiable et au comportement imprévisible.

Y a t-il encore à bord de Nozomi une quantité suffisante de combustible pour effectuer d'éventuelles corrections de trajectoire et surtout le freinage final que la sonde devra effectuer une fois Mars en vue ? Nozomi sera t-elle contrôlable lors de la phase finale d'approche ? Les systèmes et sous-systèmes de bord répondront-ils aux ordres émis depuis la Terre ? Autant de questions qui restent sans réponse. Mais une décision doit être prise !

Deux scénario s'affrontent. Tout d'abord, Nozomi pourrait le 9 décembre prochain, ne pas se mettre en orbite autour de la planète Mars comme prévu et donc continuer son chemin pour se perdre dans l'espace. Mais une autre alternative existe : la sonde pourrait suite à la manœuvre prévue pour s'insérer en orbite martienne, rentrer en collision avec la planète et s'écraser au sol si les moteurs ne réagissent pas comme ils le devraient... Cette dernière hypothèse est alors lourde de conséquences : en s'écrasant, certains experts pensent que la sonde pourrait contaminer l'environnement martien par d'éventuels organismes vivants terrestres (bactéries ou pollens par exemple) qui auraient pu survivre à la décontamination faite avant le départ (bien qu'elle soit restée longtemps dans le vide, soumise aux radiations et bien qu'une rentrée atmosphérique fortement inclinée brûlerait l'essentiel sinon toute sa structure).

Mais le risque n'est pas nul… et c'est pourquoi la NASA a demandé à l'agence spatiale japonaise JAXA^* de prendre une décision concernant Nozomi : soit les japonais prennent le risque de mettre Nozomi en orbite martienne, soit ils déroutent la sonde avant que celle-ci n'arrive sur Mars et Nozomi continuera son chemin, dans le Système Solaire.

Nous saurons dans les jours prochains ce qu'il adviendra de Nozomi, petite fille de la Terre partie explorer Mars, l'une de ses sœurs. Cette sonde devait être la première sonde japonaise à atteindre une autre planète. Le Japon aurait alors été la troisième nation après la Russie et les Etats-Unis à envoyer une mission automatique vers Mars, avant l'Europe, la Chine et l'Inde. Quoiqu'il advienne maintenant, Nozomi sera quand même rentrée dans l'Histoire par la grande porte et son destin nous rappellera qu'il n'est pas si facile que cela d'explorer les planètes qui nous entourent…