C’est probablement l’une des opérations les plus importantes dans la recherche de vie extraterrestre. «Mars Sample Return» a pour but de ramener sur Terre les premiers échantillons récoltés sur Mars par le rover américain Perseverance. Ces derniers devraient être ramassés autour de 2031 par un autre rover, avant d’arriver sur Terre après un voyage de six mois dans l’espace. Trois scénarii sont alors possible :
1) On détecte une forme de vie dans les échantillons martiens
Découvrir des organismes vivant actuellement sur Mars, fantasme ou réalité plausible ?
«Ce n’est pas impossible que la vie existe encore», déclare le chercheur en géologie planétaire Pierre Beck. «Certaines bactéries sont très résistantes.» Dans un tel cas de figure, les scientifiques chercheraient à séquencer l’ADN des organismes mis au jour, pour voir si l’on peut faire un lien avec l’arbre du vivant terrestre. Si un lien peut être établi, alors il pourrait appuyer la théorie de la panspermie, selon laquelle la vie serait arrivée sur Terre par les météorites.
Mais la découverte de bactéries dans les échantillons rendrait leur manipulation plus difficile, car ces dernières pourraient contaminer la biosphère terrestre. C’est pourquoi les tubes abritant les extraits de roche et de sol devront impérativement être étanches et ultra-sécurisés.
2) On découvre des traces de vie passée
Nous pourrions tomber sur de micro-fossiles, sous forme de petits filaments, comme on en retrouve parfois sur notre planète.
De façon générale les scientifiques vont se mettre à la recherche de bio-signatures. Ces dernières peuvent prendre des formes multiples. Une abondance de molécules chirales (voir ci-dessous), la trace d’un mouvement (sur Terre, l’empreinte d’un dinosaure par exemple), certains minéraux assemblés suivant une forme particulière par l’activité biologique (comme les stromatolithes), la présence de molécules organiques complexes…
Grâce au rover Curiosity, nous savons qu’il y a plusieurs milliards d’années, Mars a été habitable. «Si la vie a existé, soit elle a disparu lorsque Mars a gelé, perdu son eau en surface et une partie de son atmosphère. Soit elle a pu continuer dans des niches en sous-surface, dans des formes qu’on ne connaît pas», nous confiait en juillet dernier Caroline Freissinet, chercheuse au CNRS.
3) On ne trouve ni vie actuelle, ni traces de vie passée
La nouvelle pourrait en décevoir quelques-uns… et dans le même temps, cela faciliterait la prise en charge des échantillons.
Même sans traces de vie, les grains martiens n’en restent pas moins exceptionnels. Ils donneront des informations précieuses sur l’histoire de Mars, de sa formation à aujourd’hui. Ces éléments pourront être comparés avec les données issues des météorites martiennes tombées sur Terre. Notre compréhension de la planète rouge sera considérablement améliorée. Notons d’ailleurs que ce n’est pas parce qu’il n’existe pas de vie dans les échantillons récoltés, qu’elle n’a jamais existé sur la planète…
Pourquoi veut-on ramener des extraits de Mars sur Terre ?
Cette mission inédite répond à plusieurs objectifs. Le premier, découvrir si la vie a existé sur Mars. Mais c’est aussi une opportunité pour mieux comprendre cette planète : était-elle active géologiquement ? Possédait-elle un champ magnétique?
Et puis, avant une future mission habitée sur Mars, les scientifiques souhaitent avant tout savoir si l’environnement est néfaste pour l’humain. Existe-t-il des nanoparticules toxiques ? De potentiels pathogènes biologiques ?
Jusqu’à présent, les seules mesures du sol martien dont on dispose sont celles effectuées par les rovers sur place -comme Curiosity, Perseverance, ou encore l’astromobile chinois Zhurong. Pour l’analyser plus finement, il est indispensable d’en ramener quelques fragments sur Terre.
Comment les échantillons de Mars seront-ils analysés ?
Les tubes seront tout d’abord placés dans des laboratoires de type P4, spécialisés pour abriter des micro-organismes très pathogènes. C’est la première étape, celle où l’on va chercher d’éventuelles traces biologiques.
Comme nous vous l’expliquions dans cet article, il existe différentes bio-signatures que l’on peut rechercher. Autrement dit, des traces qu’aurait pu laisser la vie si elle a existé.
En premier lieu, on cherche à observer la forme des molécules. Sont-elles symétriques dans un miroir plan mais non superposables (à l’image de nos mains) ? Autrement dit, sont-elles chirales ? Dans les molécules issues du vivant sur Terre, on observe une majorité de molécules de forme gauche. Si l’on constate cette même caractéristique dans les molécules des échantillons martiens, on peut supposer qu’elles soient issues d’un système vivant (même si cette seule observation est insuffisante). À moins qu’elles ne proviennent d’un système chimique inconnu jusqu’à alors, qui privilégie justement une forme plutôt qu’une autre.
Les scientifiques vont regarder s’il existe des molécules organiques et lesquelles. Certaines peuvent être considérées comme des bio-signatures, comme par exemple la chlorophylle.
Ils vont également rechercher une éventuelle présence d’eau. Pour cela, ils projetteront un faisceau de lumière infrarouge sur les grains martiens. L’eau absorbe l’infrarouge à des longueurs spécifiques, en fonction de sa forme: liquide, gazeuse ou solide. Ainsi, les chercheurs pourront déterminer la présence et l’état de l’eau dans l’échantillon.
De quoi les roches martiennes sont-elles constituées ?
Une fois les analyses effectuées en laboratoire sécurisé prouvant l’absence de pathogènes biologiques, les extraits de roche et de sol pourront sortir dans un porte-échantillon étanche.
De nouvelles mesures seront réalisées afin de déterminer la nature des roches.
Parmi elles, le laser vert «Raman» (aussi présent sur le rover Perseverance) caractérisera la nature des minéraux présents.
La projection d’un faisceau de rayons X donnera la composition atomique des échantillons. Pour cela, ils seront placés dans un «énorme tunnel» appelé synchrotron. Ce dernier met en mouvement des électrons de manière extrêmement rapide, et lorsqu’on dévie leur trajectoire, ils perdent de l’énergie et produisent des rayons X. Cette technologie permet d’examiner de manière extrêmement fine une roche en révélant la nature des atomes et la façon dont ils sont assemblés.
La technique de diffraction des rayons X donnera la structure cristalline des minéraux présents: c’est-à-dire la position et le placement de chaque atome dans la matière. En effet, certains minéraux peuvent avoir la même composition chimique mais un arrangement atomique différent. Pour les distinguer, on projette des rayons X sur l’échantillon, qui sont déviés par les atomes. Leur déviation (ou diffraction) donne des indications sur l’arrangement des atomes au sein du cristal.
«Pour chaque mesure, il est très important de savoir où la roche a été collectée, à quelle profondeur et dans quel contexte, afin de faire le lien entre les observations locales et la géologie globale de la planète», précise le chercheur Pierre Beck.
Selon le type de roche, les mesures seront différentes. Les roches sédimentaires sont particulièrement intéressantes dans la recherche de traces du vivant. Les roches magmatiques, elles, permettront d’en savoir plus sur le magnétisme de la planète rouge.
Des échantillons martiens sur Terre : le graal des exobiologistes
Vous l’aurez compris, les extraits de la planète Mars seront analysés sous toutes les coutures, grâce aux outils les plus sophistiqués existant aujourd’hui.
Où seront-ils dépouillés ? À l’heure actuelle, le protocole de retour des prélèvements n’est pas encore arrêté. Il reste dix ans à l’Agence spatiale américaine et l’Agence spatiale européenne pour le décider. La France aura-t-elle un rôle à jouer ? Espérons-le. Déjà très impliquée dans la mission du rover Perseverance (pour qui elle a fourni la caméra SuperCam), il serait dommage qu’elle ne le soit pas dans cette exploration historique… ».
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