Alors que Spirit (MER A) file vers sa destination, le cratère Gusev, voici l'histoire du choix de ce site d'atterrissage, proposé et soutenu par notre membre d'honneur Nathalie Cabrol et son mari, Edmond Grin.

Cabrol et Grin ont été parmi les premiers scientifiques à reconnaître les traces d'anciens lacs sur Mars. De 1985 à 1994 le duo à conduit ses recherches en géologie planétaire à l'université de la Sorbonne à Paris et à l'observatoire de Paris Meudon. Grin avait alors assemblé, à partir de photos prises par les sondes Viking, une grande mosaïque du cratère Gusev qui tapissait les murs de leur bureau.

Ce paysage martien a attiré l'attention de Chris McKay en visite à l'observatoire de Meudon en 1994. Cette visite coïncidait avec la fermeture du laboratoire dans lequel Cabrol et Grin travaillaient. Rien ne les retenait alors plus en France. Ils quittent donc Meudon pour suivre Chris à au centre Ames de la NASA.

Avec la conviction que Gusev et d'autres sites similaires avaient un grand potentiel pour les recherches en astrobiologie et la recherche de traces de vie, Cabrol et Grin faisaient le forcing auprès du centre de recherche. "Nous avions un site d'atterrissage mais pas de mission", explique Nathalie

Il s'en est suivi une série d'études de Mars et d'analogues martiens, avec la publication de plusieurs articles sur les lacs de cratère sur Mars. Entre 1994 et 1997 on ne parlait pas encore de paléolacs et ils devaient batailler ferme pour faire accepter la notion de lacs de cratère. Mais les choses commencèrent à changer avec l'arrivée de nouvelles images de meilleures résolutions. La communauté des sciences planétaires commençait petit à petit à accepter l'idée que des lacs ont pu exister dans d'anciens cratères d'impact. A cette époque le nouveau credo de l'exploration martienne était devenu : "A la poursuite de l'eau". Le moment était enfin venu.

Le lancement des missions MER allait donner à Cabrol et Grin l'opportunité de défendre leur site d'atterrissage. Avec une liste de 185 sites potentiels la partie n'était pourtant pas gagnée d'avance. Pour commencer, les premières estimations des ellipses d'atterrissages des MER étaient trop grandes pour pouvoir envisager un atterrissage dans le cratère Gusev. Connaissant cette contrainte N. Cabrol avait envisagé un moment de ne pas participer à la première réunion du groupe de travail de choix des sites.

Elle se ravisa au dernier moment et soumit sa proposition. Heureusement, car les calculs de probabilité sur la surface d'incertitude du lieu d'atterrissage, les fameuses ellipses, ont été affinés et le cratère Gusev devenait maintenant accessible. La partie n'était pourtant toujours pas gagnée. Dix minutes avant la fin de la réunion les chances de Gusev étaient très minces. Mais des contraintes techniques et de sécurité ont finalement éliminé deux sites très populaires dans le grand canyon Valles Marineris. A la fin de cette première séance de sélection, le cratère Gusev était passé d'outsider à candidat prioritaire parmi quatre.

image NASA

Deux autres réunions, en mai 2002 et janvier 2003, ont continué à jouer avec les nerfs du couple. Le 10 avril enfin ce fût la consécration, les deux sites choisis étaient Meridiani et Gusev.

Durant cette année et demi de travail de sélection, le cratère Gusev n'était plus un sujet d'étude personnel. De nombreux scientifiques et ingénieurs se sont penchés sur la question en utilisant les dernières données disponibles. Le choix de Gusev devait finalement faire l'unanimité.

"On n'y est pas encore", tient à rappeler Nathalie. Malgré le lancement réussi de Spirit, il reste encore de nombreuses étapes à franchir avant que les caméras du rover ne transmettent le premier panorama du cratère.

Nous tenons à féliciter Nathalie, qui fait également partie des membres fondateurs de l'association Planète Mars, pour ce succès. Bonne chance pour la suite des opérations et rendez-vous le 4 janvier pour l'atterrissage.

La NASA vient de choisir deux sites d'atterrissages formidablement intéressants d'un point de vue scientifique, pour être explorés par les deux rovers jumeaux MER, au début de l'année prochaine. Le premier des deux sites est un cratère d'impact, le cratère Gusev, qui semble avoir hébergé il y a fort longtemps un lac; le second site est un vaste gisement d'hématite, un minéral dont la formation est sur Terre, liée à la présence d'eau.

Il est prévu que le premier rover, qui doit être lancé vers le 30 mai, se pose dans la partie Sud du cratère Gusev, à 15° au sous l'équateur martien. Le second rover, dont le départ est prévu pour le 25 juin, atterrira dans Meridiani Planum. Son intérêt majeur est que cette zone concentre des dépôts d'un minerai d'oxyde de fer, l'hématite grise. Il se localise à environ 2° de latitude sud et de l'autre côté de la planète par rapport au cratère Gusev.

Chacun des MER étudiera son site d'atterrissage à la recherche de preuves géologiques du passage antérieur d'eau liquide et de l'existence de conditions environnementales passées favorables à la vie.

Le choix du rover qui ira explorer chacun de ces sites n'est pas encore fixé, des analyses et simulations étant toujours en cours. La NASA a jusqu'à un mois après le lancement du premier rover pour changer de plan. La première mission devrait ouvrir son parachute avant d'atterrir sur ses airbags le 4 janvier 2004. Le second devrait se poser sur Mars le 25 janvier 2004.

Les images et les mesures acquises par les deux sondes de la NASA (Mars Global Surveyor et Mars Odyssey) actuellement en orbite autour de Mars, ont fourni aux scientifiques et ingénieurs des détails sur la topographie, la composition, la rugosité et le contenu géologique de sites sélectionnés.

Initialement, 155 sites étaient prioritaires. Les critères de sélection prenaient en compte et favorisaient leur proximité à l'équateur, leur faible altitude, leur faible déclivité, leur relative faible rugosité, une faible porportion de blocs rocheux et de poussière... Plus d'une centaine de scientifiques ont alors participé à des meetings dont le but était d'évaluer les mérites et intérêts de ces sites, et au fil du temps et des études d'en éliminer. Puis en octobre 2001, deux groupes de travail (voir ci-dessous) ont présélectionnés 4 sites parmi lesquels se trouvaient Gusev et Meridiani Planum.

Après le 1er Workshop pour la sélection des 2 sites d'atterrissage martiens des missions de 2003, qui s'était tenu en début d'année à Ames (CA), la NASA et le JPL avait convenu de se retrouver à nouveau, pour déterminer les 4 sites hautement prioritaires à explorer.

Nous nous souvenons, que sur 40 sites considérés initialement, seuls 8 "prioritaires" avaient retenus l'attention des responsables des 2 prochaines missions scientifiques jumelles à destination de Mars. Ce congrès vient d'arrêter après 10 mois de cartographie intensive à haute résolution ciblée sur ces 8 sites, la liste des cibles définitives : 4 sites sont finalement conservés et considérés comme "hautement prioritaires". Il s'agit (sans ordre particulier) de Melas Chasma, d'un site à Hématite, du cratère Gusev et de la région d'Elysium (Athabasca Vallis).

Pour le moment, les sites titulaires et les doublures ne sont pas désignés et une nouvelle phase intensive de cartographie va commencer dans ce but et afin de préparer les objectifs scientifiques. La sonde Mars Global Surveyor sera de plus renforcée dans cet objectif par Mars Odyssey qui arrivera sur zone dans quelques jours.

Après 2 jours d'intenses et d'excellentes présentations des 8 sites prioritaires, de durs et vifs débats se sont engagés tant sur le plan scientifique que sur l'ingénierie des cibles. A l'issue de 2 votes très serrés, la situation s'est finalement débloquée 15 minutes avant la fin du Congrès, dans une ambiance extrêmement tendue.

Il faut signaler, que des dizaines d'équipes scientifiques de toutes les Universités américaines, ont travaillés et présentés leurs arguments...

"Il s'agit aujourd'hui du sprint final" nous a déclaré le Docteur Nathalie Cabrol (Nasa Ames RC) "qui nous conduira jusqu'en avril ou mai prochain, pour la sélection des 2 sites titulaires". Les sites doublures ne seront pas totalement écartés. Ils seront en effet également hautement étudiés et considérés comme les sites titulaires. En cas de problème inattendu de dernière minute, ils se révéleraient en effet désignés comme cibles principales.

Sélectionner des sites d'atterrissage n'est pas une mince affaire : il faut en effet considérer les aspects scientifiques et les problèmes liés à l'ingénierie. Il faut concilier des sites où les sondes risquent le moins en se posant, des sites scientifiquement intéressants et des sites où les ingénieurs naviguant y trouvent également leurs comptes (terrain peu accidentés, latitude correcte d'un point de vue énergétique, rugosité faible...).

Les missions de 2003 devraient se révéler plus palpitantes encore que Mars Pathfinder en juillet 1997.

Alors que la première journée du First Landing Site Workshop for the 2003 MARS EXPLORATION ROVERS a commencé au Centre AMES de la NASA en Californie, la communauté des planétologues s'accorde pour ne sélectionner que des sites d'atterrissage localisés entre -15° de latitude Sud et 10° de latitude Nord.

Cette première journée a été celle des exposés de sites potentiels situés dans Terra Meridiani et dans Sinus Meridiani ainsi que des sites dits à "hématite". Les autres sites envisagés comme les cratères d'impact (Gusev ou Gale), comme Valles Marineris etc... seront présentés demain.

Près d'une centaine de spécialistes, venus de tous les Etats-Unis, des centres de la NASA, du JPL et des plus grandes Universités américaines, mais aussi quelques étrangers, sont venus là pour 2 jours.

La Mission de 2003 est double et se compose de 2 rovers d'exploration (MER-A et MER-B) de 158 kg chacun. Ils partiront pour Mars entre le 30 mai 2003 et le 16 juin 2003 pour le premier, et entre le 27 juin et le 14 juillet, pour le deuxième. Dates prévues pour leur arrivée sont le 4 janvier et le 8 février 2004.

Près de 300 personnes travaillent chaque jours à la fabrication et à la mise au point des engins et de leur charge utile qui pèse 15 kg environ.

Les sites potentiels étaient initialement au nombre de 185 (100 pour MER-A et 85 pour MER-B). Tous ces sites avaient en commun une altitude inférieure à - 1 300 mètres sous le niveau de référence, des pentes inférieures à 15° et une rugosité de 20 % de roches maximum.

Le premier site désigné sera une zone où l'hématite est présente, tandis que le second sera plutôt une zone où de l'eau aurait stagnée, il y a plusieurs milliards d'années. L'hématite est actuellement le seul minéral identifié sur Mars comme étant presque toujours associé à de l'eau. En effet, sur Terre, l'hématite provient fréquemment des précipitations d'eau ou de fluides hydrothermaux...

Les engins envoyés sur place pourront normalement, différencier une éventuelle sédimentation aqueuse d'une sédimentation volcanique, mais ce point n'est pas encore totalement réglé...

Le second site sera donc une zone ou de l'eau a stagné ou s'est écoulée, comme un cratère d'impact par exemple dans lequel se serait déversée une vallée. Le rover devra alors tenter de découvrir la présence d'éventuelles traces de vie fossile, conservée dans la roche. Les spécialistes recherchent des éléments prébiotiques comme des éléments biotiques, mais sont bien conscients que seules des analyses par micorscopie optique peuvent révéler la présence d'unicellulaires ou de polymères secrétés par des micro-organismes (ce que l'on appelle le biofilm). Malheureusement, ces structures sont sur Terre bien plus petites que ce que peuvent détecter les instruments des rovers.

Les deux sites, qui seront finalement présentés au mois de septembre prochain au Headquarter de la NASA qui évaluera la sélection faite par les scientifiques et les ingénieurs et donnera ensuite son approbation, seront donc très différents au niveau géologique !

Demain, 19 sites potentiels seront présentés à la communauté des planétologues, dont Matt Golombek, Steve Squyres, Tim Parker, Mike Carr, Jack Farmer, Mike Malin et Ken Tanaka pour ne citer que les plus célèbres. La France est aussi bien représentée, puisque l'équipe de Philippe Masson (CNRS) présente sa proposition. Espérons qu'elle sera retenue dans la liste finale des sites HAUTEMENT PRIORITAIRES, puisqu'il s'agit de visiter Valles Marineris...

Par ailleurs, Nathalie Cabrol, planétologue française travaillant au SETI Institute, présentera ses travaux et quelques sites potentiels dont le cratère d'impact Gusev, qu'elle étudie depuis près de 15 ans.

Le moment est HISTORIQUE !

La deuxième et dernière journée du First Landing Site Workshop for the 2003 MARS EXPLORATION ROVERS vient de se terminer non sans heurts et sans frustrations pour certains, mais aussi et c'est l'essentiel, avec beaucoup de fierté et de promesses pour d'autres.

En début de matinée, on a assisté à un véritable combat ordonné entre les scientifiques et les ingénieurs pour essayer de faire glisser les tailles des ellipses de visées et pour faire prendre un peu plus de risques que prévu aux deux landers et à leur rovers !

Les ingénieurs tiennent à poser les 2 rovers en toute sécurité. Les scientifiques cherchent quant à eux, des preuves tangibles de la présence d'eau sur Mars. Est-ce que les 2 objectifs sont compatibles ? C'est tout le débat, resté toutefois très cordial, pour ne pas dire amical.

Puis, on a assisté à de véritables joutes et des enchères entre scientifiques cette fois, qui présentaient leurs sites. Gale et Gusev sont dans la course.

Sur les 185 sites potentiels, il en restait 40 aujourd'hui, dont 19 était présentés en détails. Les ingénieurs ont admis la possibilité - et c'est EXCEPTIONNEL - de faire glisser une ellipse plus au Sud : celle du cratère GUSEV, qui était un site prioritaire depuis plus de 10 ans, mais qui pour 2003 était sélectionné pour sa partie Nord. Or, cette partie est peu intéressante comparée à sa partie Sud, malheureusement hors de la zone des 15° de lat. Sud pour seulement ... 1° !!!

Nathalie Cabrol a présenté le résultat de ses recherches depuis près de 15 ans sur ce cratère d'impact et a convaincu les membres de l'assemblée de faire glisser l'ellipse et donc éventuellement LA MISSION TOUTE ENTIERE plus au Sud ! Gusev est un site exceptionnel que nous vous présenteront plus en détail prochainement...

Sur les 40 sites prioritaires, 8 ont ce soir été considérés comme HAUTEMENT PRIORITAIRES. Ils seront dans les 12 prochains mois les cibles de la caméra MOC embarquée à bord de MGS. Toutes les équipes vont maintenant se consacrer à l'étude détaillée de ces sites qui seront donc complètement imagés. 2 autres sites (des crater-lakes) de sécurité ont également été désignés. Ceux-là ne seront imagés que si la sonde MGS passe au-dessus.

Voici en exclusivité la liste sélectionnée :

• 3 sites dits à "hématite" localisés dans Terra Meridiani,
• 1 site : le cratère d'impact Gale pour la détection d'eau,
• 1 site dans Valles Marineris (partie Canyon),
• 1 site dans Valles Marineris (partie Outflow),
• 1 site dans le cratère Gusev (partie Sud à l'embouchure de Ma'adim) pour la détection d'eau,
• 1 site dans Elysium Planitia,
• 1 site dans Isidis Planitia.

Retenez que sur ces 10 sites, deux seulement seront visités, dans 3 ans maintenant par des rovers terrestres ! Pour le moment, aucun n'a de préférence. Seront déterminantes les images MOC acquises dans les prochains mois.Toutefois, il est évident que MER-B ira sur un site dit à "hématite" tandis que MER-A ira sur un site plus périlleux, comme un "crater lake".

Le cratère Gale a toute ses chances, même si la partie visée est au Sud du cratère et qu'elle est moins spectaculaire que la partie Nord, où il y a quelques mois nous ont été révélées les superbes structures étagées que certains attribuent à de la sédimentation lacustre tandis que d'autres associent à des précipitations de cinérites (origine volcanique).

Valles Marineris retient aussi beaucoup l'attention : ne s'agit-il pas du plus beau PANORAMA de tout le Système Solaire ? Imaginez la perspective que donnerait une caméra panoramique au fond de ce canyon unique, tapissé sur ses versant de tabliers d'éboulis et d'éperons fantastiques de près de 10 000 mètres de commandement !!!

Les autres sites ont été "barrés" après d'âpres discussions, de négociations, d'argumentations et ceci avec une grande tristesse dans le regard de ceux qui s'y étaient investis depuis tant d'années. Mais c'est la loi de la Science et de l'Exploration spatiale que de passer par des sélections. D'autres missions viendront, et alors les chercheurs retenteront leurs chances...

Gilles Dawidowicz
NASA Ames RC
Californie