Chroniques martiennes

Nozomi : la fin de l'espoir ?

Dimanche 7 décembre 2003
Nozomi (Crédit photo : JAXA).

Nozomi, la première sonde interplanétaire japonaise, va parvenir dans quelques jours au bout de son voyage. Malgré la proximité de noël, il n'est pas certain que son histoire, longue et mouvementée, se termine bien.

Lancée le 4 juillet 1998 depuis le cosmodrome japonais de Kagoshima, Nozomi (qui signifie espoir en japonais) aurait du se placer en orbite martienne en octobre 1999. Malheureusement, le 20 décembre 1998, lors d'un survol de la Terre, une valve du système de propulsion ne fonctionne pas comme prévu. Pour remettre Nozomi dans le droit chemin, les navigateurs se voient alors dans l'obligation d'effectuer le jour suivant deux manoeuvres de correction de trajectoire, qui vont priver la sonde d'une grande partie de son précieux carburant. A l'issue de la manoeuvre, les ingénieurs découvrent avec stupéfaction qu'il ne reste plus assez d'hydrazine dans les réservoirs de Nozomi pour que celle-ci puisse se placer en orbite autour de Mars ...

Malgré cet incident extrêmement grave, la mission de Nozomi vers la planète rouge n'est pas compromise de manière définitive. Si la sonde ne peut plus compter sur son moteur pour prendre de la vitesse, alors elle en empruntera aux planètes du système solaire. Dans l'urgence, les navigateurs japonais conçoivent un nouveau plan de vol, qui fera passer Nozomi à deux reprises au voisinage de notre planète. A chacun de ces passages, prévus pour décembre 2002 et juin 2003, la sonde profitera de l'assistance gravitationnelle de la Terre pour accélérer. Ce plan de secours audacieux a cependant un prix : Nozomi va devoir tourner quatre années supplémentaires dans le système solaire, et ne pourra atteindre sa cible qu'en décembre 2003.

Nozomi n'a pas été conçue pour une mission d'une durée aussi longue, et les ingénieurs japonais ne vont pas tarder à comprendre que la croisière vers Mars ne va pas être de tout repos. Quelques mois après l'insertion de la sonde sur sa nouvelle trajectoire, le transmetteur radio principal (bande S) cesse brutalement de fonctionner, et la sonde est obligée de basculer sur son transmetteur de secours (bande X). Cet premier ennui va en annoncer un autre, beaucoup plus important.

Au mois d'avril 2002, le soleil se convulse et expulse une immense quantité de particules très énergétiques. Ces dernières criblent la petite sonde et endommagent le système de télécommunication, ainsi que le système électrique. Si les communications sont facilement rétablies, le système électrique semble avoir été durement touché par l'éjection de masse coronale. Sans courant électrique, de nombreux systèmes ne peuvent tout simplement plus fonctionner. Parmi ceux-ci, les petits radiateurs électriques qui permettent à la sonde de maintenir à l'état liquide son carburant. Assez rapidement, l'hydrazine se met à geler. La situation est devenue critique : si Nozomi ne parvient pas à réchauffer ses réservoirs et à liquéfier son carburant, elle sera incapable d'effectuer la moindre manoeuvre. La sonde n'est plus qu'un amas de ferraille à la dérive ...

Les ingénieurs japonais refusent malgré tout d'abandonner, et ils réussissent à effectuer les deux survols de la Terre en décembre et juin 2003, grâce à l'aide inattendue du soleil. Pour effectuer ces passages rapprochés, la petite sonde s'est rapprochée de notre étoile, et la chaleur reçue de ce dernier a été suffisante pour liquéfier son carburant gelé. Malheureusement, cette situation n'est que de courte durée. Dans la dernière ligne droite qui doit la conduire vers Mars, Nozomi s'écarte du soleil, et le froid reprend ses droits.

Depuis le mois de juillet 2003, date à laquelle les panneaux solaires recevaient le plus de lumière du soleil, les ingénieurs japonais ont tenté désespérément de faire repartir le système électrique en l'éteignant et en le rallumant plusieurs centaines de fois. Malheureusement, en dépit de leurs efforts, ce dernier n'a jamais daigné repartir. Aujourd'hui, les ingénieurs ne disposent plus que de quelques jours pour réactiver le système d'alimentation en énergie. Si le courant ne circule pas très bientôt dans les profondeurs de la sonde, et si les radiateurs ne peuvent réchauffer l'hydrazine, Nozomi sera incapable de se placer en orbite autour de Mars.

Le combat pour sauver Nozomi est désormais avant tout un combat contre le temps. Pour réussir sa mission, la sonde doit absolument affiner sa trajectoire le 9 décembre prochain. Si cette manoeuvre ne peut être réalisée, la sonde survolera Mars le 14 décembre 2003 à une altitude de 894 kilomètres, sans pouvoir s'arrêter. Nozomi continuera alors sur sa lancée et ira se perdre à jamais dans les profondeurs sombres et froides de l'espace interplanétaire.

Ce type de mission, où les sondes se contentaient d'un seul et unique survol de Mars en lieu et place d'une mission en orbite, était monnaie courante au début de l'exploration robotique martienne. Historiquement, le premier engin à réaliser un tel survol fut la sonde américaine Mariner 4. Le 15 juillet 1965, celle-ci passa à moins de 10 000 kilomètres de Mars et réalisa une série de 22 clichés en noir & blanc de la surface martienne. Ironie du sort, près de 40 ans après cet événement historique, Nozomi ne pourra même pas rééditer l'exploit de Mariner 4. Il est effectivement plus que probable que la sonde ne dispose pas de suffisamment d'énergie pour alimenter ses instruments scientifiques.

Un survol aveugle de Mars constituerait un revers sérieux pour la JAXA, la nouvelle agence spatiale japonaise créée en octobre 2003 (Nozomi était auparavant sous la responsabilité de l'ISAS). Aussi triste que soit cet événement pour toutes les personnes impliquées dans la mission, un cas de figure encore pire pourrait cependant se présenter. Lors de sa rencontre avec Mars le 14 décembre prochain, la probabilité que la sonde rentre en collision avec la planète n'est pas nulle. Or le crash de Nozomi pourrait entraîner une contamination de la surface martienne par des germes terrestres.

Pour réduire au maximum les risques de contamination des planètes du système solaire par des microorganismes terrestres, un certain nombre de règles ont été définies par un organisme officiel, le COSPAR, De part ses potentialités vis à vis de la recherche de formes de vie extraterrestres, la planète Mars est particulièrement concernée par ce traité international de protection planétaire.

Nozomi, et plus généralement les sondes destinées à se placer en orbite ou à survoler Mars, appartiennent à la catégorie III. Celle-ci impose (entre autre) que les sondes soient assemblées dans des salles blanches de classe 100 000 (moins de 100 000 particules par m3 d'air), et que la probabilité d'un impact avec la surface martienne soit inférieure à 1 % pendant les 20 premières années de la mission, et inférieure à 5 % au-delà.

Les japonais, conscients que les efforts de récupération de Nozomi risquent de les placer dans une situation délicate vis à vis des règles dictées par le COSPAR, affirment que les probabilités de collision avec Mars sont en dessous du 1 % fatidique. Certains scientifiques voient cependant d'un oeil mauvais l'acharnement japonais. Jusqu'à présent, la sonde n'est pas en état d'utiliser le moindre de ses instruments. A quoi cela servirait-il de tenter une mise en orbite, avec tous les risques que cela comporte, si l'engin demeure aveugle une fois sur place ? N'aurait-il pas mieux valu, par mesure de précaution, dérouter Nozomi de façon anticipé, de manière à faire tomber à zéro le risque de collision avec Mars ?

S'il convient de ne pas minimiser les conséquences, sur d'hypothétiques écosystèmes martiens, d'une contamination par des germes terrestres, il est également important de se rappeler que les sondes martiennes, même celles qui se posent à sa surface, ne sont jamais stérilisées à 100 %. La catégorie la plus restrictive (catégorie IV), qui concerne les atterrisseurs, limite effectivement le nombre de microorganismes à la surface des sondes à 300 spores par m2. Si ce nombre est très bas, il n'est pas nul. De plus, plusieurs sondes soviétiques, pour lesquelles aucune précaution n'a vraisemblablement été prise, se sont d'ores et déjà écrasées sur Mars au début de l'histoire de l'exploration spatiale. Si les microorganismes terrestres peuvent effectivement résister à un voyage dans l'espace, à la traversée de l'atmosphère martienne et aux conditions particulièrement inhospitalières qui règnent à la surface de la planète rouge, il ne fait aucun doute que Mars est contaminé depuis belle lurette ...

Même si la période de noël est propice aux miracles, le destin de Nozomi est pratiquement scellé, et il est probable que la petite sonde ne puisse pas étudier la planète rouge en compagnie de son homologue européen, Mars Express, comme cela été initialement prévu. L'incroyable détermination des ingénieurs japonais face aux multiples avaries qui ont grevé l'orbiteur, n'aura cependant pas été vaine. Grâce à cette mission, l'agence spatiale japonaise a pu acquérir des connaissances inestimables dans des domaines tels que la conception de sondes spatiales, la navigation interplanétaire, ou encore la technique d'assistance gravitationnelle. Pendant son long périple dans le système solaire, Nozomi a également accumulé de précieuses données sur le milieu interplanétaire, ainsi que sur l'environnement proche de la Terre.

Quelle que soit la fin vers laquelle se dirige à grands pas Nozomi, l'intrépide petit orbiteur aura rempli son rôle. Si l'espoir qu'il portait sera vraisemblablement un espoir déçu, il laisse entrevoir bien des promesses pour le futur.

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