Mission « Mars Sample Return » : les échantillons ne reviendront sans doute jamais sur Terre

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Alors que vous lisez ces lignes, l’un des explorateurs planétaires automatisés les plus avancés jamais construits arpente la surface de Mars. Soutenu par une équipe de centaines de scientifiques sur Terre, le rover Perseverance a déjà parcouru une distance équivalente à celle d’un marathon pour répondre à certaines des plus grandes questions concernant notre proche voisine : à quoi ressemblait la planète il y a des milliards d’années ? A-t-elle jamais été habitable ? A-t-elle abrité la vie ?

L’un des sites rocheux visités par Perseverance, nommé Cheyava Falls, est parsemé de minéraux riches en fer dont les caractéristiques ont ravivé l’espoir des scientifiques, en septembre 2025, de trouver enfin des réponses à ces questions. Sur Terre, la présence de ces minéraux signifie généralement que des microbes dont le métabolisme mobilisait du fer y ont autrefois vécu. Est-ce également le cas sur Mars ? Un échantillon de Cheyava Falls est conservé en toute sécurité dans le compartiment de stockage du rover. S’il parvient à être expédié jusqu’à un laboratoire terrestre, il sera possible de conduire une analyse approfondie, apportant des éléments de réponse inédits.

Mais le projet de voyage de Cheyava Falls vers notre planète semble s’être perdu dans les limbes. Le rover Perseverance figure la première phase d’une mission en plusieurs étapes, visant à ramener des échantillons de Mars sur Terre, désignée sous le nom de Mars Sample Return (MSR). Mais la prochaine étape ne tient qu’à un fil, depuis que l’administration Trump a proposé d’annuler la partie « retour » du programme. Le sort de la mission semble aujourd’hui scellé, le vote du budget 2026 de la Nasa le 15 janvier dernier par le Congrès américain ayant confirmé l’absence de budget pour la mission de retour.

Cette situation consterne les scientifiques, qui rêvaient depuis longtemps de mettre la main sur des roches martiennes. « Nous travaillons depuis des décennies pour que cela se réalise », explique Vicky Hamilton, planétologue à la branche du Colorado du Southwest Research Institute. Alors que Perseverance est parvenu à prélever les échantillons tant convoités, les scientifiques sont confrontés à la perspective de les abandonner sur Mars. « C’est un crève-cœur », lâche la chercheuse.

Même si la mission n’est pas annulée, la question de savoir comment la mener à bien reste en suspens. En 2024, la Nasa a déclaré qu’elle abandonnait la configuration initiale de la mission MSR, jugée trop coûteuse et sa mise en œuvre trop en retard, afin de rechercher des solutions commerciales moins onéreuses. L’agence dispose désormais de plusieurs options, mais n’a pas encore décidé quelle voie suivre.

L’enjeu est de taille : il s’agit de découvrir des informations potentiellement cruciales sur Mars. Nous savons qu’il y a environ trois à quatre milliards d’années, Mars était une planète chaude et humide, couverte de lacs et de mers. Ce que nous ignorons, c’est si la vie s’y est jamais implantée. Avons-nous enfin une chance de le découvrir ?

Perseverance s’est posé sur Mars en février 2021 à l’issue d’une délicate phase d’atterrissage. Après que le vaisseau spatial le convoyant a traversé l’atmosphère martienne et atteint la surface freiné par un parachute, une plateforme en forme de crabe, propulsée par des rétrofusées, appelée Sky Crane, s’en est extraite pour déposer le rover sur le sol à l’aide de câbles. Autour du robot, le paysage offert par l’intérieur du cratère Jezero, une dépression de 45 kilomètres de large dans le paysage martien. Une rivière y coulait autrefois, et le delta complètement asséché qu’elle a laissé derrière elle est visible depuis l’espace.

Si quelque chose a jamais vécu sur Mars, Jezero est l’endroit idéal pour en rechercher les traces. Il est cependant presque impossible d’envoyer une mission sur Mars capable de trouver des traces de vie sans l’aide des moyens d’investigation poussés des laboratoires terrestres. C’est pourquoi les scientifiques militent depuis les années 1960 pour trouver un moyen de ramener des fragments de Mars sur Terre.

Le plan de 2012

La mission MSR est l’aboutissement de ces efforts. Le plan initial ? Des rovers et des orbiteurs devaient explorer la planète afin d’identifier les endroits propices à la recherche de traces de vie. Un rover devait ensuite s’y rendre pour prélever des échantillons, qui seraient ensuite ramenés sur Terre lors d’une troisième phase. En 2012, la Nasa a annoncé la mission Mars 2020, qui prévoyait l’atterrissage d’un rover, baptisé plus tard Perseverance, afin de collecter des échantillons. D’ici 2030, une mission de suivi collecterait ces échantillons et les ramènerait sur Terre pour un coût estimé à un peu moins de 6 milliards de dollars. Perseverance a été lancé depuis le cap Canaveral, en Floride, en juillet 2020. Les scientifiques espéraient que la mission de récupération suivrait peu après.

En septembre 2021, Perseverance a prélevé son premier échantillon : un fragment de basalte, probablement issu d’une éruption volcanique dans le cratère Jezero après sa formation. Si cette roche pouvait être analysée et datée sur Terre, cela aiderait les scientifiques à déterminer la date à laquelle l’eau aurait pu s’écouler pour la première fois dans Jezero, estimée à environ 3,8 milliards d’années.

Depuis lors, le rover a progressé de 32 kilomètres, en direction du bord du cratère Jezero, remontant le delta de la rivière aujourd’hui disparue. Équipé d’un bras préleveur et d’une foreuse, Perseverance transporte 43 tubes de la taille d’un cigare dans lesquels il peut déposer les échantillons intéressants qu’il a collectés, sélectionnés à distance par les scientifiques de la mission, qui surveillent chacun de ses mouvements.

Le rover a déposé dix de ces tubes à un endroit appelé Three Forks entre décembre 2022 et janvier 2023 – un emplacement de secours, au cas où le véhicule tomberait en panne par la suite. Cependant, les échantillons les plus précieux, prélevés plus en amont du lit de la rivière, là où la probabilité d’identifier des traces de vie paraît plus grande, restent à bord. Parmi eux figure le tube issu du site de Cheyava Falls, récupéré en mars 2024, prélevé dans une région appelée Bright Angel. « Les échantillons de cette région recueillent beaucoup d’enthousiasme, on s’attend à y trouver des biosignatures », relève Briony Horgan, planétologue à l’université Purdue et membre de l’équipe scientifique de Perseverance. La roche de Cheyava Falls « nous a permis de détecter pour la première fois avec certitude la présence de matière organique », détaille Kenneth Farley, scientifique du projet Perseverance à l’institut de technologie de Californie. Les taches et les mouchetures de la roche « sont susceptibles d’être associées à une ancienne forme de vie martienne, ajoute le chercheur. C’est l’échantillon le plus intéressant de toute notre collection ».

Que feraient les scientifiques de ces précieux échantillons, une fois ramenés sur Terre ? « Nous rechercherions une série de propriétés particulièrement difficiles à expliquer par des mécanismes abiotiques », explique Tanja Bosak, géobiologiste à l’institut de technologie du Massachusetts (MIT) et membre de l’équipe chargée de l’analyse des échantillons de Perseverance. Il pourrait s’agir de traces laissées par des microbes en décomposition, ou d’un déséquilibre entre deux formes carbone, le carbone 12 et le carbone 13. « Un vieux tronc d’arbre mort, par exemple, serait riche en carbone 12 », éclaire la chercheuse. Des microfossiles, des formes physiques dans les roches elles-mêmes, éventuels restes fossilisés d’anciennes créatures, feraient autant d’autres preuves possibles.

Singularité martienne

On ne saurait trop insister sur l’importance d’une telle découverte. Mais la quête visant à ramener des roches martiennes sur Terre ne concerne pas uniquement la vie. Elle est aussi à même d’expliquer pourquoi la planète n’a plus de champ magnétique et presque plus d’atmosphère, deux caractéristiques probablement liées. L’atmosphère de Mars a peut-être été en grande partie balayée par le Soleil il y a des milliards d’années, lorsque le noyau de la planète a cessé d’engendrer un champ magnétique protecteur, peut-être à la suite du refroidissement de la planète et de l’arrêt de la tectonique des plaques.

Les échantillons prélevés par Perseverance devraient aider à préciser les processus en jeu et leur chronologie. On s’attend à ce que les électrons présents dans le sol gardent la trace de l’orientation du champ magnétique de la planète à différents moments, « comme un fossile du champ », explique Benjamin Weiss, planétologue au MIT et membre de l’équipe chargée de l’analyse des échantillons MSR. Sur Terre, des radiographies des échantillons seraient capables de mettre en évidence ces orientations. De quoi révéler une chronologie de l’activité au cœur de la planète et, peut-être, comprendre pourquoi Mars, comparativement à la Terre, est aujourd’hui un véritable enfer – une connaissance utile pour mieux orienter la recherche de mondes habitables en dehors de notre Système solaire. Compte tenu de ce que les scientifiques savent sur le cratère Jezero, il ne fait aucun doute que la vie aurait pu s’y maintenir dans le passé. Si nous ne trouvons aucune preuve de sa présence, cela signifierait-il qu’elle peine à apparaître, même dans des conditions favorables ? La seule façon d’en avoir le cœur net est de terminer ce que la Nasa a commencé.

Perseverance a prélevé l’échantillon de Cheyava Falls trois mois après que son avenir a été remis en question. En avril 2024, Bill Nelson, ancien sénateur de Floride alors administrateur de la Nasa, a annoncé qu’il reporterait la partie retour de la mission MSR, citant une étude indépendante qui avertissait que le programme allait coûter 11 milliards de dollars (5 milliards de plus que prévu), et être retardé jusqu’en 2040, soit dix ans après l’échéance fixée initialement. L’administrateur de l’agence a alors jugé que le programme était en train de déraper, et décidé « d’abandonner ce projet et de repartir de zéro ». Un coup dur pour les scientifiques impliqués qui, selon, Kenneth Farley, ont eu le sentiment « que tout le monde avait en quelque sorte laissé tomber la Nasa ».

Des inquiétudes s’étaient cependant fait jour avant cette décision. Certains scientifiques estimaient que le projet de retour d’échantillons détournait l’attention et les fonds d’autres recherches en planétologie. « Nous craignions que la mission, sans changement, ne phagocyte tous les fonds destinés à d’autres missions », se rappelle Paul Byrne, planétologue à l’université Washington de Saint-Louis, qui souhaite néanmoins que la mission aboutisse, mais à un coût plus raisonnable. La communauté des planétologues est d’ailleurs presque unanime pour considérer cette mission comme une priorité.

Ramener les échantillons sur Terre passera, quoi qu’il en soit, par des prouesses sans précédent. L’humanité n’a jamais tenté de lancer un vaisseau spatial depuis la planète rouge. Le plan initial consistait à envoyer un atterrisseur équipé d’un petit rover construit par l’Agence spatiale européenne, qui collecterait les échantillons de Perseverance et les chargerait dans une fusée. Cette fusée serait ensuite lancée en orbite autour de Mars, un autre véhicule européen en orbite venant s’y arrimer pour les récupérer et les ramener sur Terre. La Nasa a abandonné ce scénario en 2022, le rover de récupération ayant été jugé trop lourd pour un atterrissage en toute sécurité.

D’autres missions ?

Après l’intervention de Bill Nelson, d’autres approches ont été sollicitées. Fin 2024, une douzaine de propositions avaient été reçues. SpaceX, la société d’Elon Musk, et Blue Origin, celle de Jeff Bezos, ont répondu présentes ; les détails ne sont pas connus et aucune des deux organisations n’a répondu à une demande de commentaires, mais la proposition de SpaceX prévoit l’utilisation de son énorme fusée Starship, encore en cours de développement. La société américaine de lancement Rocket Lab a également soumis une proposition. Son dirigeant, Peter Beck, affirme qu’elle est capable de mener à bien la mission pour 4 milliards de dollars avec un retour sur investissement en 2031, à condition d’obtenir rapidement un feu vert. C’est moins cher et plus rapide que ce qu’avaient imaginé de nombreux scientifiques de la Nasa.

Comme les propositions sont arrivées à la fin du mandat de l’administration Biden, Bill Nelson, qui a démissionné de son poste d’administrateur de la Nasa en janvier 2025, a décidé de laisser l’administration Trump faire son choix à la mi-2026. Ce retard signifie que l’agence américaine pourrait ne pas être la première à ramener des roches martiennes sur Terre, si tant est qu’elle y parvienne. La Chine prévoit en effet de lancer sa mission Tianwen 3 vers Mars en 2028 et de ramener des échantillons sur Terre d’ici 2031, mais il s’agit d’une mission beaucoup plus simple qui consisterait à effectuer les prélèvements en un lieu unique.

En mai 2025, l’administration Trump a publié son projet de budget 2026 pour la Nasa. Ce plan prévoyait des coupes budgétaires généralisées, l’abandon des missions spatiales existantes, la mise en veilleuse de nombreux programmes climatiques et la fin du programme MSR, qualifié par l’administration de « financièrement instable », au profit de l’envoi, un jour, d’êtres humains sur Mars. Il appartient désormais au Congrès de décider s’il suit la recommandation de Trump ou s’il sauve cette mission en difficulté.

Pendant ce temps, Perseverance continue son périple sur Mars. Sa source d’énergie au plutonium dispose d’encore dix ans d’autonomie, ce qui impose une date limite stricte pour la remise des échantillons à un atterrisseur fixe, s’il n’y a pas de rover de récupération. « Si la construction ne commence pas dans les deux prochaines années, je ne pense pas que cela sera possible, estime Kenneth Farley. Il faut au moins quatre ou cinq ans pour mettre en place une mission. Nous saurons donc très bientôt ce que sera notre sort. »

Les tubes contenant les échantillons à l’intérieur du rover sont conçus pour rester intacts jusqu’à un demi-siècle. Si la mission est annulée ou reportée à nouveau, Perseverance pourrait les déposer quelque part à la surface dans l’espoir qu’une future mission, peut-être même une expédition humaine, les récupère. Ou peut-être qu’un autre pays, comme la Chine, décidera de s’en emparer. « Pourquoi pas ? », envisage Jim Green, ancien scientifique en chef de la Nasa et directeur de la division des sciences planétaires de l’agence de 2006 à 2018. « Rien sur [les tubes] n’indique qu’ils sont la propriété des États-Unis. »

Pour l’instant, Perseverance continue de stocker des roches qui pourraient ne jamais être ramassées. Le rover se trouve désormais à l’extérieur du cratère Jezero, en route vers une région qui, selon les scientifiques, devrait abriter certains des matériaux les plus anciens jamais rencontrés par le robot, datant de plus de quatre milliards d’années, à l’aube du Système solaire. Il lui reste moins d’une douzaine de tubes à échantillons à remplir.

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