Bibliothèque des projets du CNES

26 Février 2024

MSL / Curiosity / ChemCam

Le 6 août 2012, le rover Curiosity a atterri sur Mars. Sa mission : déterminer si la planète rouge a été habitable. Le CNES est fortement impliqué dans cette mission pilotée par la NASA, dont la durée, initialement fixée à 22 mois, a été prolongée à de multiples reprises.

La planète Mars a-t-elle été un environnement habitable ? Telle est la principale question à laquelle devait répondre Mars Science Laboratory (MSL), une mission du programme d'exploration de la planète Mars de la NASA. Depuis son atterrissage dans le cratère de Gale, ce laboratoire mobile de 900 kg a réalisé un nombre considérable d'analyses, visant principalement à évaluer l'habitabilité de la planète, estimer son potentiel biologique et caractériser sa géologie.

Curiosity a embarqué à bord 10 instruments dont deux français. 

Le premier, CHEMCAM, a été conçu et développé en France et aux États-Unis. L’instrument a été sélectionné pour analyser la composition chimique des roches martiennes autour du rover, en tirant dessus au laser et en collectant la lumière renvoyée (on parle de spectrométrie sur plasma induit par laser ou LIBS). Le principe est de chauffer très fortement la roche (>10 000°C) sur une petite surface (moins d’un millimètre carré) pour qu’un tout petit fragment soit sublimé (passe de l’état solide à l’état gazeux) puis ionisé à l’état plasma. C’est avec l’analyse spectrale de la lumière de cette étincelle que la composition atomique de la roche est déterminée et que les scientifiques en déduisent la nature de la roche. 

Ce projet est le fruit du travail de plus de 300 personnes en France (CNRS, universités, CNES et industriels) sous la responsabilité technique et scientifique de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), en coopération avec le Los Alamos National Laboratory (LANL – USA) et sous la maîtrise d’ouvrage du Centre national d’études spatiales (CNES) qui finance la contribution française au projet. 

SAM quant à lui est un gros laboratoire de chimie analytique. C'est le plus gros instrument de la mission, pesant près de 40 kg, soit la moitié de la charge utile du rover. Il permet d’analyser l’environnement du rover au niveau moléculaire. Il s’agit également d’une contribution franco-américaine à la mission, fruit du travail de près de 100 personnes en France (CNRS, universités, CNES et industriels) sous responsabilité du Laboratoire Atmosphères Observations Spatiales (LATMOS) et du CNES. Il a été développé en collaboration avec le NASA Goddard Space Flight Center et le NASA Jet Propulsion Laboratory. SAM permet de chauffer les échantillons de roches prélevés par le rover jusqu’à plus de 850°C, et d’analyser finement la nature chimique des gaz produits avec les trois instruments complémentaires qu’il contient. Ces analyses permettent de fournir des informations sur la nature des minéraux et composés organiques présents dans les échantillons analysés. SAM a également la capacité d’analyser la composition de l’atmosphère pour comprendre le climat présent et passé de la planète.  

Depuis plus de 11 ans, au CNES à Toulouse, le Centre d’opérations Martien, nommé FOCSE (French Operation Center for Science and Exploration), accueille une semaine sur 2 les équipes françaises qui travaillent en direct avec la NASA (Agence spatiale américaine). Chaque soir, les ingénieurs et scientifiques qui opèrent les instruments ChemCam et SAM se retrouvent au CNES pour assurer la surveillance et la programmation des instruments, la récupération et le traitement des données scientifiques.

Parmi les résultats obtenus par Curiosity, il y a la détermination de l’habitabilité passée de Mars, la découverte du lit d’une ancienne rivière, ou encore le constat d’une absence de méthane, un gaz rejeté par certains organismes vivants sur Terre, dont la présence sur Mars aurait renforcé la probabilité d’existence d’une forme de vie.