PHOBOS-DEIMOS : LA NASA PRISE DE VITESSE PAR LA JAXA ?

Cet article est initialement paru dans le Bulletin APM n°84 publié en juillet 2020. Chaque trimestre, les membres de l'association reçoivent un bulletin avec des articles et dossiers exclusifs. Vous retrouverez ci-dessous un extrait de celui-ci, disponible en version complète pour les membres.

• Introduction
• D'où viennent Phobos et Deimos
• Objectifs de la mission MMX
• Caractéristiques techniques de la sonde : les 7 instruments
• Le rover
• Le système de prélèvement
• Déroulement de la mission

Introduction

Alors que Mars suscite un très grand intérêt scientifique, avec 3 lancements de sonde pour la fenêtre de 2021, et qu’à l'horizon 2030 la NASA et l'Agence spatiale européenne planifient une mission de retour d'échantillons martiens qui seront prélevés par Perseverance dans le cratère Jezero, la JAXA a annoncé en 2017 qu'elle en rapportera en 2029 de Phobos, une des deux lunes de la Planète rouge ! C’est la mission Martian Moons eXploration (MMX).

MMX n'est pas la première mission à tenter d'effectuer une étude détaillée des lunes martiennes. Au cours des 30 dernières années, les scientifiques soviétiques et russes ont réalisé quatre missions sans succès : les sondes Phobos-1 et Phobos-2 en 1988, suivies en 1996 de Mars-96, et enfin, Phobos-Grunt en 2011. Mais les sondes spatiales russes ont toutes échoué.

Le principal objectif scientifique de la mission MMX est de déterminer si les lunes martiennes Phobos et Deimos sont des astéroïdes capturés par Mars ou s'ils se sont formés par agrégation de matériaux éjectés par la planète à la suite d'un impact géant dans le cadre d'un processus analogue à celui ayant abouti à la formation de notre Lune. La réponse à cette question permettra d'affiner le scénario de formation des planètes du système solaire.

En avril 2017, Jean-Yves Le Gall, président du CNES, et Naoki Okumura, président de la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) avaient signé un accord pour préparer la mission MMX. Le 19 février 2020, l'Agence spatiale japonaise (JAXA) a donné son feu vert au développement de la mission MMX, qui a pour objectif de déchiffrer l'origine des deux lunes martiennes, encore incertaine, par des observations sur place et un retour d'échantillons sur Terre. La JAXA a profité de cette annonce pour lever les incertitudes sur les choix du site d'atterrissage du rover et du lieu de la collecte des échantillons.

Représentation de l’orbiteur et de l’étage propulsif de la sonde MMX.
(doc. JAXA)

La mission Martian Moons eXploration (MMX) est ainsi un projet d'exploration des deux lunes de Mars, dont le lancement est prévu pour la fenêtre 2024. Environ un an après avoir quitté la Terre, l'engin spatial arrivera dans l'espace martien et entrera en orbite autour de Mars. Il se déplacera ensuite sur une orbite quasi-satellite (QSO) autour de la lune martienne, Phobos, pour collecter des données scientifiques et recueillir un échantillon de la surface de la lune. La sonde emportera un petit rover d'exploration qui sera réalisé par le CNES et le DLR (Centre Allemand pour l'Aéronautique et l'Astronautique).

Après observation et collecte d'échantillons, un module reviendra sur Terre avec le matériel recueilli auprès de Phobos. en 2029. L'exploration des lunes martiennes contribuera à améliorer la technologie pour l'exploration future de la planète et des satellites. Par exemple, l'avancement de la technologie requise pour effectuer des allers-retours entre la Terre et Mars, les techniques d'échantillonnage avancées qui seront utilisées sur la surface de la lune martienne et la technologie de communication optimale à l'aide des stations au sol du Deep Space Network.

D’où viennent Phobos et Deimos

On envisage deux possibilités :

• ce sont des astéroïdes capturés par la gravité martienne ; le spectre  et la faible densité observés militent pour cette thèse ;
• ces corps résultent de l’accrétion des débris d’un impact majeur avec Mars. Cette thèse s’accorde bien avec leurs caractéristiques orbitales.

Et finalement, est-ce que Deimos a les mêmes origines que Phobos ? L'origine ainsi identifiée permettrait de comprendre la dynamique du disque proto-solaire, qui a profondément modelé l'évolution des mondes planétaires, caractérisés aujourd'hui par l'immense diversité de leurs propriétés.

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