Les humains peuvent-ils vivre sur Mars ? Voici comment la NASA se prépare à atteindre la planète dans les décennies à venir.

Mars est la seule planète connue actuellement entièrement habitée par des robots. La planète rouge, située à une distance moyenne de 228 millions de kilomètres (1,5 unité astronomique) du Soleil, est actuellement explorée par deux rovers de la NASA et un de l'Administration spatiale nationale chinoise (CNSA), et est en orbite autour de trois sondes de l'agence spatiale américaine. Ces équipes servent d'explorateurs et préparent le terrain pour les astronautes qui atteindront sa surface .

Et bien qu'il s'agisse d'un endroit sec, rocheux et très froid, Mars, la quatrième planète à partir du Soleil, est l'une des deux plus proches voisines planétaires de la Terre (Vénus est l'autre), reste la cible à l'horizon de l'exploration humaine pour les agences spatiales internationales comme la NASA car c'est l'un des seuls endroits du système solaire que nous connaissons où la vie a pu exister .

Cela en fait une destination riche en découvertes scientifiques et un moteur de technologies qui permettront aux humains de voyager et d'explorer loin de la Terre. Selon la NASA, « Ce que nous apprendrons sur la planète rouge nous en apprendra davantage sur le passé et l'avenir de la Terre, et pourrait contribuer à répondre à la question de l'existence de la vie au-delà de notre planète. »

Actuellement, cinq missions de la NASA sont en cours vers Mars. La plus ancienne d'entre elles est Mars Odyssey , qui a atteint la planète rouge le 24 octobre 2001. Il s'agit du premier engin spatial à avoir dressé une carte globale des éléments chimiques et minéraux qui composent la surface martienne.

Selon la NASA, le vaisseau spatial détient également le record de la plus longue mission en orbite autour d'une planète autre que la Terre. La mission emporte trois instruments scientifiques destinés à recueillir des informations sur la géologie, l'atmosphère, les conditions environnementales et les biosignatures potentielles de Mars.

Odyssey a accompli avec succès sa mission scientifique principale de février 2002 à août 2004. Aujourd'hui, il continue d'étudier les nuages, le brouillard et le givre, et de cartographier les roches de surface pour rendre les futurs atterrissages sur Mars plus sûrs, alors que l'orbiteur continue d'effectuer plus de 100 000 orbites autour de la planète rouge.

Parmi les réalisations scientifiques d'Odyssey, on compte la cartographie de la distribution de l'hydrogène, qui a permis aux scientifiques de découvrir de grandes quantités de glace d'eau enfouie juste sous la surface des régions polaires . Elle a également cartographié l'environnement radiatif en orbite basse autour de Mars afin de déterminer les risques pour les futurs explorateurs humains qui pourraient se rendre sur Mars.

Le 10 mars 2006, la mission Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a rejoint Odyssey sur Mars. Cette initiative vise à rechercher des preuves de la persistance prolongée d'eau à la surface de Mars . Bien que d'autres missions vers Mars aient démontré la présence d'eau à la surface tout au long de son histoire, la question de savoir si l'eau a jamais existé suffisamment longtemps pour créer un habitat propice à la vie reste un mystère.

Les instruments du MRO effectuent des gros plans de la surface martienne, analysent les minéraux, recherchent des eaux souterraines, déterminent la quantité de poussière et d'eau répartie dans l'atmosphère et surveillent quotidiennement le climat mondial. Ces études identifient les gisements minéraux qui pourraient s'être formés dans l'eau sur de longues périodes, recherchent des traces de rivages d'anciens lacs et mers, et analysent les dépôts déposés en couches successives par les courants marins.

La mission étudie si la glace souterraine martienne découverte par Odyssey est la couche supérieure d'un réservoir de glace profond ou une couche peu profonde en équilibre avec l'atmosphère et son cycle saisonnier de vapeur d'eau.

Une autre mission en cours est la mission Mars Atmosphere and Volatile Evolution (Maven) , arrivée sur la planète rouge le 22 septembre 2014, et la première consacrée à la compréhension de la haute atmosphère martienne.

Les données Maven devraient permettre de déterminer la quantité d'atmosphère martienne perdue au fil du temps, en mesurant le taux actuel de fuite dans l'espace et en recueillant suffisamment d'informations sur les processus pertinents pour permettre des calculs remontant dans le temps. Ainsi, comprendre la perte atmosphérique permet aux scientifiques de comprendre l'histoire de l'atmosphère et du climat de Mars, de l'eau liquide et de l'habitabilité de la planète.

Le 6 août 2012, le rover Curiosity est arrivé sur Mars dans le cadre de la mission Mars Science Laboratory de la NASA. Lors de son lancement (le 26 novembre 2011), Curiosity était le rover le plus grand et le plus performant jamais envoyé sur Mars. Son objectif était de répondre à la question suivante : a-t-on jamais trouvé sur Mars des conditions environnementales propices à l'existence de minuscules formes de vie appelées microbes ?

Au début de sa mission, les outils scientifiques de Curiosity ont trouvé des indices chimiques et minéraux sur des environnements habitables passés sur Mars. Aujourd'hui, la sonde continue d'explorer les traces rocheuses d'une époque où Mars aurait pu abriter une vie microbienne. Déterminer l'habitabilité passée de Mars permet à la NASA et à la communauté scientifique de mieux comprendre si la vie a pu exister sur la planète rouge et, si oui, de mieux déterminer où la rechercher à l'avenir.

Le rover Mars 2020 Perseverance est arrivé sur Mars le 18 février 2021 pour rechercher des signes de vie microbienne ancienne et ainsi approfondir l'exploration de l'habitabilité passée de Mars. Le rover collecte des carottes de roche et de régolithe martiens (roches et sol brisés) en vue d'une éventuelle collecte par une future mission qui les ramènerait sur Terre pour une étude approfondie.

Pour accomplir cette tâche, la NASA a choisi le cratère Jezero comme site d'atterrissage du rover Perseverance, car les scientifiques pensent que la zone était autrefois inondée et abritait un ancien delta fluvial. De plus, le rover étudie l'évolution du climat, de la surface et de l'intérieur de Mars, et teste des technologies pour de futures explorations humaines.

Parmi les choses que nous savons aujourd'hui sur Mars, on peut citer, par exemple, le fait que cette planète effectue sa rotation autour du Soleil en 24,6 heures, ce qui est très similaire à une journée sur Terre (23,9 heures). « Les jours martiens sont appelés sols, abréviation de "jour solaire". Une année sur Mars dure 669,6 sols, soit l'équivalent de 687 jours terrestres », rapporte la NASA.

Nous savons également que la planète rouge est en réalité multicolore. À sa surface, des couleurs comme le brun et l'or sont visibles. « L'aspect rougeâtre de Mars est dû à l'oxydation du fer présent dans les roches, le régolithe (sol martien) et la poussière. Cette poussière est expulsée dans l'atmosphère et, vue de loin, donne à la planète une apparence principalement rouge », explique l'agence spatiale américaine.

Mars abrite également le plus grand volcan du système solaire, l'Olympus Mons. Trois fois plus haut que l'Everest terrestre, sa base est aussi grande que le Nouveau-Mexique. Elle semble avoir connu un passé aquatique, avec d'anciens réseaux de vallées fluviales, de deltas et de lits de lacs, ainsi que des roches et minéraux à la surface qui n'ont pu se former que dans l'eau liquide. Certaines caractéristiques suggèrent que cette planète a connu des inondations massives il y a environ 3,5 milliards d'années.

« Il y a actuellement de l'eau sur Mars, mais l'atmosphère martienne est trop ténue pour que l'eau liquide puisse subsister longtemps à la surface . On la trouve sous forme de glace juste sous la surface dans les régions polaires, ainsi que dans l'eau saumâtre qui s'écoule de façon saisonnière le long des pentes et des parois de certains cratères », précise la NASA.

Pour continuer à en apprendre davantage sur cette planète et ouvrir la voie à l'humanité pour qu'elle puisse l'atteindre, l'agence spatiale américaine, en collaboration avec l'Agence spatiale européenne (ESA), prévoit de lancer une ambitieuse campagne multi-missions appelée Mars Sample Return (MSR) pour ramener pour la première fois sur Terre des échantillons soigneusement sélectionnés .

« Les échantillons récupérés révolutionneraient notre compréhension de Mars et de notre système solaire et prépareraient l'arrivée d'explorateurs humains sur la planète rouge », explique la NASA. L'agence estime que ces échantillons arriveront sur Terre dans les années 2030, lors de l'une des missions les plus complexes de l'agence spatiale, dont le coût est estimé entre 8 et 11 milliards de dollars.

« Atterrir et collecter les échantillons en toute sécurité, lancer une fusée avec les échantillons d'une autre planète (ce qui n'a jamais été fait auparavant) et transporter en toute sécurité les échantillons sur plus de 33 millions de kilomètres jusqu'à la Terre n'est pas une mince affaire », a déclaré Bill Nelson, alors administrateur de la NASA, en 2024.

Toutes ces missions ont pour objectif commun d'aider l'humanité à poser un jour le pied sur le sol martien. De plus, des ingénieurs et des scientifiques de tout le pays travaillent au développement des technologies qui permettront aux astronautes de vivre et de travailler un jour sur Mars, puis de revenir sains et saufs sur Terre. Mais pour y parvenir, les humains doivent d'abord effectuer un voyage de 850 jours vers la planète rouge.

Parmi les domaines sur lesquels ils travaillent actuellement figure, par exemple, la production d'oxygène à partir de l'atmosphère martienne pour la combustion et la respiration, avec des projets comme l' expérience d'utilisation in situ des ressources d'oxygène martien (Moxie) . De la taille d'une batterie de voiture, cet engin fonctionne comme un arbre qui absorbe le dioxyde de carbone et expire de l'oxygène pour répondre aux besoins respiratoires de l'équipage et servir de combustible oxydant pour un véhicule d'ascension.

Un autre enjeu crucial sera la production alimentaire. À cette fin, la NASA étudie des systèmes alimentaires garantissant qualité, variété et valeur nutritionnelle lors de ces longues missions. De plus, la croissance des plantes à bord de la Station spatiale internationale contribue également à la gestion des cultures dans l'espace.