L’atterrisage de Perseverance sur Mars était le cinquième qu’il vivait à la NASA. Directeur du projet Cold Atom Lab et manager du groupe Radar Planetary et Radio Science au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Kamal Oudrhiri est chargé de l’équipe Radio Science qui a piloté l’atterrissage de Perseverance sur Mars le 18 février dernier. À la NASA depuis 1993, ses recherches portent également sur la science atmosphérique planétaire, la science de la gravité et le radar bistatique. 

Kamal Oudrhiri est l’invité de la série Tête chercheuse. Il nous raconte comment se sont passées les 7 minutes d’atterrissage, devenues temps de terreur sur Mars.

Une mission compliquée par le Covid

L’arrivée de Perseverance dans le désert martien a clairement été l’un des grands moments de ce début d’année 2021. Kamal Oudrhiri, chargé de piloter l’équipe Radio Science qui a fait atterrir Perseverance, confie vivre cette expérience “comme tout le monde”, à cause de cette période Covid. 

“Ce genre de mission prend entre 5 et 7 ans sur Terre. Pour la dernière phase, tous les éléments sont assemblés et intégrés pour construire le robot, puis commencent les tests”, explique le scientifique. Il confie : “Malheureusement, à cause de la pandémie qui a commencé au mois de février, nous étions obligés de communiquer à distance. Et quand nous avons mieux compris comment gérer le Covid, ceux qui faisaient les tests étaient sur place et les personnes qui les analysaient étaient à distance. Les choses simples étaient devenues compliquées. Nous avions pour habitude de travailler ensemble, en groupe, et d’échanger en direct. Par exemple, en moyenne, en phase de lancement, il y a 70 personnes. Pour Perseverance, ce nombre a été réduit à 15 et les autres devaient participer à distance. Le virus a rendu le projet compliqué.”

Le voyage vers Mars

La NASA nourrit ce rêve pour Mars depuis les années 1970. Après les missions Viking 1 et Viking 2, l’agence spatiale a découvert que la planète rouge ressemblait beaucoup à la Terre. Kamal Oudrhiri précise : “Mars, c’est un désert. Sur Terre, on a trouvé des nappes d’eau dans le désert partout dans le monde. Il y a une probabilité qu’il y ait de l’eau souterraine sur Mars et peut-être même de la vie.” Et d’ajouter : “Pour aller sur Mars, nous ne pouvons pas envoyer d’astronautes, il y a beaucoup de radiations. Et puis, y faire revenir quelqu’un serait excessivement coûteux. Donc nous envoyons des robots géologues. Ils sont équipés pour étudier la géologie et sont dotés de technologies pour détecter s’il y a eu de l’eau sur Mars.”

“Dans l’espace, l’idée est d’atteindre une vitesse de croisière (40.000 km/h), comme un voilier, et de se laisser porter. Au départ, il faut sortir de l’emprise des forces gravitationnelles de la Terre, grâce à des boosters de vitesse”, explique-t-il. “Une fois que nous sommes sortis de l’atmosphère terrestre, le principe n’est pas d’aller vite, mais de parcourir la distance séparant la Terre de Mars avec juste la quantité de carburant nécessaire. Nous utilisons aussi des corrections de trajectoire.”

“La planète rouge est connue chez les scientifiques comme le cimetière des engins spatiaux. Plus de 54 % des missions vers Mars ont échoué, poursuit le scientifique. Après tout le travail fourni, toutes les années sur une mission, tous les tests, la réussite de la mission dépend de ce moment critique de 7 minutes d’atterrissage. En plus, tout se passe de manière autonome. Tout est programmé à l’avance.”

“L’atmosphère de Mars est très dynamique, elle a une densité de 1 % par rapport à celle de la Terre. Un changement de météo peut se faire en quelques minutes. Une tempête de sable peut changer la concentration du lieu d’atterrissage de manière spectaculaire”, ajoute-t-il.

Les événements clés lors des 7 minutes de terreur

“À l’arrivée sur Mars, la vitesse est de 21.000 km/h, et il faut passer à 5 km/h en 7 minutes. Le bouclier thermique joue un rôle important. Il aide à freiner et permet de réduire la vitesse à 1600 km/h. Dès qu’on atteint cette allure, le parachute est déployé. Là, nous retenons notre souffle et nos cœurs battent la chamade. Car il doit fonctionner dans cette atmosphère très mince, jusqu’à 322 km/h. À cette vitesse, les moteurs présents pour l’atterrissage prennent la relève”, explique Kamal Oudrhiri.

Il poursuit : “Lorsque nous arrêtons le parachute, une manœuvre compliquée consiste à changer la vitesse vers l’horizontal pour éviter le parachute, en quelques millisecondes. À 20 mètres du sol, nous nous arrêtons un bref instant pour permettre au Skycrane de prendre les choses en main et ainsi déposer le robot sur le sol. Le sable est très fin et les moteurs à atterrissage soufflent beaucoup d’air, ce qui pourrait endommager l’appareil. Après, nous coupons les fils et le Skycrane doit s’éloigner rapidement. Enfin, Perseverance est sur Mars. L’appel du rover est ensuite très attendu pour vérifier qu’il est bien sain et sauf.”

De la vie sur Mars ?

“Perseverance a atterri dans le cratère Jezero. Ce choix n’est pas anodin. Il a été choisi parce que c’est un delta. Nous savons qu’il y a eu de l’eau dans le cratère. Un lac a été très actif à cet endroit et des rivières l’alimentaient. Des échantillons vont être préparés et nous les ferons revenir sur Terre pour les étudier dans les laboratoires en 2026”, annonce Kamal Oudrhiri. Car c’est bien là le but de la mission : trouver des traces d’eau et donc de vie passée sur Mars.

Les robots Mars Exploration Rover Spirit et Opportunity, en 2004, ont déjà cherché s’il y avait de l’eau à la surface. Kamal Oudrhiri raconte : “Nous avons découvert de l’hématite sur les rochers. Opportunity a démontré aussi qu’il y avait des lacs et des océans. Pour Curiosity, en 2012, pour étudier s’il y avait une vie microbienne, nous devions envoyer un robot laboratoire pour faire des tests sur place. Avec Perseverance, la technologie sera beaucoup plus avancée. Nous espérons pouvoir répondre à cette question avec les deux robots sur Mars.”