Déposez quatre pièces de monnaie sur une balance de cuisine : l’affichage indiquera tout juste dix grammes. Dans le quotidien d’un foyer, c’est à peine de quoi assaisonner un morceau de viande.
Ce 20 octobre 2026 au petit matin, un lanceur s’est arraché du pas de tir du Centre spatial de Tanegashima, au Japon. La sonde qu’il emporte entame un périple aller-retour de près de cinq ans à travers le système solaire. Son objectif ultime : rapporter sur Terre une poignée de matière extraterrestre de ce poids dérisoire.
Des centaines de millions de kilomètres pour le poids de quatre pièces
À 03 h 41 heure de Pékin ce matin, la fusée japonaise H3 s’est élancée avec à son bord la sonde MMX (Martian Moons eXploration). Conduite par l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA), cette sonde de quatre tonnes entame sa longue traversée interplanétaire.
L’engin voyagera pendant près d’un an dans l’espace lointain pour atteindre la planète rouge en août 2027. Durant trois années consécutives, il gravitera autour de Phobos, la plus grande lune de Mars, pour la cartographier sous toutes les coutures avant d’y effectuer de brèves prises d’échantillons. En 2031, la capsule reviendra parachuter son précieux fardeau sur le sol terrestre.
Dans la partie interne du système solaire, la Terre possède la Lune, tandis que Mars est la seule autre planète escortée de satellites naturels : deux petits corps difformes. Phobos, le plus volumineux, ressemble à une pomme de terre boursouflée d’à peine 20 kilomètres d’envergure, soit l’équivalent d’une traversée de ville en voiture. Et pourtant, l’humanité projette un vaisseau sur des centaines de millions de kilomètres pour approcher ce modeste caillou.
Dix grammes peuvent sembler dérisoires, équivalents à deux raisins secs ou quatre pièces de monnaie. Mais dans le domaine spatial, chaque gramme arraché à un puits gravitationnel pour être renvoyé vers la Terre requiert une quantité exponentielle d’ergols. Pour les spectromètres terrestres les plus sophistiqués, quelques grammes de poudre immaculée suffisent amplement à alimenter des décennies de recherches de laboratoire.
Figure : La sonde spatiale MMX survolant Mars et sa lune Phobos. Crédit : JAXA/BBC.
Un microrover en éclaireur et deux dispositifs de prélèvement
Collecter du sol sur un corps céleste minuscule et presque dépourvu de gravité représente un défi bien plus redoutable que les alunissages d’antan. La gravité à la surface de Phobos n’atteint qu’un millième de celle de la Terre. Un contact trop brutal risquerait d’éjecter la sonde dans le vide spatial comme sur un ressort.
Pour écarter ce péril, les ingénieurs ont imaginé une démarche progressive. Avant que le vaisseau principal ne descende, il larguera un microrover baptisé Idefix. Conçu conjointement par la France et l’Allemagne, ce petit robot d’environ 25 kilogrammes a la taille d’un four à micro-ondes. Dans cette microgravité extrême, il roulera avec précaution pour mesurer la portance et la friabilité du sol.
Les données transmises par Idefix permettront d’élire une zone d’atterrissage plane et sécurisée. La sonde MMX effectuera ensuite deux posés très courts. Chaque stationnement ne durera que quelques dizaines de minutes, mobilisant deux instruments d’échantillonnage redondants.
Le premier est une carotteuse mécanique conçue pour forer à deux centimètres de profondeur afin d’en extraire des fragments de roche dure. Le second est un dispositif pneumatique pulsant un jet de gaz comprimé pour soulever la fine poussière superficielle et la diriger dans l’urne de stockage. Ce double mécanisme assure à la mission de rapporter à coup sûr un minimum de dix grammes de sol.
La capsule hermétique rentrera dans l’atmosphère terrestre en 2031 pour se poser sous parachute dans la vaste étendue désertique de Woomera, en Australie méridionale. Le Centre spatial Johnson de la NASA recevra environ 15 % des échantillons recueillis afin d’y mener des analyses croisées.
Figure : Le cycle complet de la mission MMX, du tir spatial au survol, à l’échantillonnage et au retour. Crédit : JAXA/BBC.
Dix grammes de minéraux pour percer le mystère de ses origines
Si les planétologues convoitent tant cette pincée de matière, c’est que l’origine de Phobos demeure une énigme coriace. Depuis un demi-siècle, la communauté scientifique s’affronte autour de deux théories inconciliables.
La première théorie défend l’hypothèse d’un impact géant : aux premiers âges du système solaire, une collision violente aurait arraché d’immenses pans de la croûte martienne, dont les débris en orbite se seraient agglomérés en deux satellites.
La seconde théorie suggère qu’il s’agit d’un astéroïde capturé : Phobos proviendrait de la ceinture externe d’astéroïdes et aurait été piégé par le champ de gravité martien lors d’un passage rapproché.
Les signatures minéralogiques issues de ces deux scénarios sont radicalement différentes. Sara Russell, spécialiste de l’analyse d’échantillons extraterrestres, l’affirme sans détour : « Dès que nous aurons les échantillons sous la main, nous saurons presque instantanément s’il s’agit du vestige d’un impact colossal ou d’un astéroïde capturé. » Si les grains renferment des minéraux ignés ayant fondu à haute température, la thèse de la collision s’imposera ; s’ils sont riches en composés carbonés primitifs et en argiles hydratées, celle de la capture l’emportera.
Figure : Mars accompagnée de ses deux petites lunes à la forme de pomme de terre, Phobos et Deïmos. Crédit : NASA/BBC.
Un collecteur naturel de fragments martiens fossiles
Cette quête d’échantillons recèle en outre une formidable aubaine scientifique. Phobos est le satellite naturel le plus proche de sa planète hôte dans tout le système solaire, décrivant son orbite à seulement 6 000 kilomètres de la surface martienne. C’est une distance inférieure à bien des vols intercontinentaux terrestres. Depuis Phobos, l’immense globe rouge emplit la moitié du firmament.
En raison de cette promiscuité extrême, Phobos a servi d’écrin récepteur aux débris éjectés de Mars pendant des milliards d’années. Chaque fois qu’une comète ou un astéroïde frappait Mars, d’immenses panaches de roches étaient propulsés vers l’espace. Naviguant au beau milieu de ces projections, Phobos a piégé ces poussières d’éjection au sein de son propre régolithe.
Les simulations physiques prévoient que plusieurs pour cent de la poussière superficielle de Phobos sont en fait constitués de matériaux martiens. Sur Mars, l’atmosphère, les tempêtes de sable et l’érosion éolienne ont effacé les roches primitives depuis des éons. Mais dans le vide spatial stérile et glacial de Phobos, ces particules conservent la mémoire intacte de la prime jeunesse de la planète rouge.
Figure : Surface grêlée d’impacts de Phobos photographiée par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter. Crédit : Université d’Arizona, JPL-Caltech/NASA/Science News.
Préserver les échantillons de la contamination terrestre
On pourrait se demander pourquoi les scientifiques ne se contentent pas d’étudier les météorites martiennes retrouvées sur Terre. Les météorites de Mars sont rarissimes et, dès leur atterrissage, elles s’altèrent au contact de l’humidité atmosphérique et des micro-organismes terrestres. Seul un échantillon prélevé directement dans le vide spatial et scellé hermétiquement fournit un état des lieux géologique vierge de toute pollution.
Les chercheurs placent une immense confiance dans ces fractions infimes. Michael Zolensky, de la NASA, le résume ainsi : « Quelques grammes d’échantillon sont un trésor inestimable pour les scientifiques. » La planétologue Chrysa Avdellidou abonde : « Il n’y a pas besoin de rapporter des kilos pour faire progresser la science ; chaque gramme a son pesant d’or. » Les spectromètres de pointe actuels n’ont besoin que de poussières micrométriques pour déterminer la chronologie et la minéralogie d’un astre.
L’exploration des lunes de Mars demeure l’un des exercices les plus périlleux de l’histoire astronautique. Au cours des décennies passées, trois missions successives vers ces satellites ont tourné court à la suite de défaillances techniques. Alors que le programme Mars Sample Return de la NASA affronte des révisions budgétaires et que la Chine prépare un retour d’échantillons pour 2028, la sonde MMX partie ce matin pourrait bien être la première à rapporter sur Terre des roches intactes du système martien.
Sur une balance de ménage, dix grammes de poussière ne pèsent presque rien. Mais lorsque ces grains atterriront dans le désert australien en 2031, leur structure cristalline répondra à l’une des interrogations majeures de l’astronomie. Une modeste pincée de terre suffira à dévoiler les origines secrètes de ces deux énigmatiques compagnons célestes.
Liens de référence :
- Article de la BBC
- Article de Science News
