De notre correspondant à Los Angeles

Curiosity téléphone maison. Le contact établi par le robot de la Nasa après s'être posé avec succès sur le sol martien, lundi matin, a été accueilli par une éruption de joie chez les scientifiques et les milliers de passionnés qui ont suivi l'événement en direct. Que va faire le rover pendant deux ans? Comment se déplace-t-il sur Mars? Pourquoi dépenser autant d'argent? Vous nous avez adressé des dizaines de questions, voici nos réponses, avec l'aide inestimable de Dan Limonadi, responsable de l'équipe de la Nasa en charge de la collecte et de l'analyse des échantillons martiens.

Les photos

Adnan via [email protected]: Pourquoi les clichés sont-ils de si mauvaise qualité? Même un téléphone portable qui date de 10 ans peut mieux faire...

Patience, jeune padawan! Les premières images étaient en très basse résolution (64x64 pixels), en noir et blanc et prises derrière des écrans de protection recouverts de poussière après une descente infernale. Depuis, on a eu le premier cliché du Mont Sharp et surtout, jeudi, un panorama à 180° en couleurs. Mais il s'agit en fait d'une mosaïque de petites images. Les premiers clichés HD de 1200x1200 pixels devraient arriver dans les prochains jours, une fois les caméras scientifiques déployées. Ces dernières offrent entre «seulement» 2 et 3 mégapixels. La raison: elles sont vieilles. «Pour nos processeurs et caméras/capteurs photo, nous devons créer des versions blindées contre les radiations et les tester, et nous ne le faisons que tous les cinq à dix ans car cela coûte très cher», précise Dan Limonadi. Le processeur ne carbure par exemple qu'à 200Mhz.

Bernard via [email protected]: Curiosity envoie des photos de la planète, comment est-il possible qu'on voie l'engin lui-même sur certaines?

Il y avait une caméra sur l'orbiteur qui emmenait Curiosity. C'est notamment elle qui a filmé la descente. Pour les photos au sol, le robot dispose de deux «MastCams» fixées à son sommet, à plus de deux mètres de haut, qui montrent parfois une partie du rover, au premier plan.

Michel, via 20minutes.fr: Est-ce que Curiosity filme ou prend des photos la nuit?

Tout à fait, même si c'est rare. Les robots Spirit et Opportunity ont fait un peu «d'astronomie» depuis Mars, photographiant notamment les lunes Phobos et Deimos. Seules les étoiles les plus brillantes sont visibles car les appareils photos ne sont pas assez sensibles. A l'oeil nu cependant, les étoiles sont plus éclatantes depuis Mars, à l'atmosphère moins dense que sur Terre.

Narut_o, via 20minutes.fr: Des photos, mais quid du son?

Malheureusement, Curiosity n'a pas de micro, au grand chagrin de l'ingénieur: «La sonde fait beaucoup de bruit, moteur, pompe etc. Et les vents martiens seraient intéressants à écouter. Il y a assez d’atmosphère pour que le son se propage.» La prochaine fois, peut-être.

Le voyage

David, via 20minutes.fr: Comment le porteur de Curiosity a-t-il pu lutter contre la gravité du Soleil pendant des millions de kilomètres?

Les fusées qui le propulsent et s'allument à différents moments de l'ascension fournissent assez d'énergie. L'attraction gravitationnelle du Soleil freine un peu le vaisseau mais pas suffisamment pour l'empêcher d'atteindre Mars.

ElJohn, via 20minutes.fr: Le transporteur de Curiosity est-il resté en orbite autour de Mars avant d'amorcer la descente?

Non, contrairement aux missions Viking. Le porteur est arrivé avec une «trajectoire balistique» et a amorcé directement sa descente.

Communications et pilotage

Eric, via 20minutes.fr: Techniquement, comment sont transmis les signaux audio et vidéo de Mars à la Nasa?

De deux façons: directe et indirecte. Quand le robot et la Terre sont alignés, il peut envoyer directement ses données via une antenne, mais la puissance de sa radio est très faible, d'où ses débits limités d'environ 8 Kbps (sept fois plus lents que les modems 56k des années 90). Un deuxième système fonctionne, pour faire simple, comme un téléphone satellite et transmet les données à deux anciennes sondes orbitant autour de Mars. Là, la liaison peut aller jusqu'à 2 Mbps mais les fenêtres de tirs sont très courtes: environ 10 minutes par jour pour chaque satellite. Cette solution est employée pour 99% des données envoyées vers la Terre. Dans tous les cas, il faut environ 14 minutes au signal pour arriver.

RealNews, via 20minutes.fr: Combien de minutes la Nasa est-elle en connexion avec Curiosity par jour?

L'Agence spatiale «donne des ordres au rover vers 10h du matin (en Californie) pendant environ 30 minutes et reçoit des données de Mars entre deux et quatre fois par jours, jusqu'à 15 minutes à chaque fois, soit environ 1h».

EnRoutePour2017, via 20minutes.fr: Peuvent-ils piloter l'engin depuis la Terre? Pourquoi la vitesse maximale est-elle seulement de 90m/heure? Combien de kilomètres au total parcourus pendant la mission?

Comme il faut 14 minutes au signal pour voyager, Curiosity ne peut pas être dirigé avec une manette XBOX en temps réel. On est plus proche d'un jeu «point&click» comme Starcraft. Chaque matin, les «pilotes» analysent les photos et lui donnent sa prochaine destination. Il s'y rend ensuite de manière autonome, ses caméras stéréoscopiques lui permettant de voir le monde en 3D et d'éviter les obstacles. Et Curiosity n'est pas aussi lent qu'une tortue, mais presque. En fait, il est capable d'atteindre une vitesse maximale de 4,5cm par seconde, soit 270m par heure. Au total, il a été conçu pour parcourir au moins 20km en deux ans. S'il survit plus longtemps, cela sera du bonus.

Alex75, via 20minutes.fr: Carbure-t-il à l'énergie solaire?

Non, pas cette fois. Il fonctionne au nucléaire, avec un générateur thermoélectrique alimenté par un composé radioactif. C'est moins écolo mais plus efficace, surtout la nuit et l'hiver.

Croustibat Kipeutebatre, via 20minutes.fr: Quel système d'exploitation le robot utilise-t-il? La mise à jour du système prévue, est-elle risquée? Pourquoi ne pas l'avoir fait avant?

L'OS s'appelle VxWorks. C'est un système d'exploitation en temps réel réputé pour sa stabilité. Il a déjà été utilisé pour de précédentes missions spatiales et dans l’aéronautique. En fait, ce sont certains programmes, notamment de navigation, qui devront être mis à jour, dès aujourd'hui. Certaines updates sont déjà sur la mémoire Flash embarquées et d'autres seront envoyées plus tard depuis la Terre. La raison: elles n'étaient pas finies à temps. La procédure «n'est pas du tout risquée».

Michel, via 20minutes.fr: Pourquoi la Nasa n'a-t-elle pas mis au point un petit ULM propulsé avec des moteurs solaires pour explorer la planète en complément de Curiosity?

Une «idée ingénieuse», estime Limonadi. Un hélico ou un avion, c'est compliqué avec une atmosphère 99% moins dense que sur Terre. Certains ont pensé à des ballons mais cela n'a pas encore été réalisé, pour des raisons de coût et de fiabilité, principalement. Le rover et ses six roues de buggy, c'est du costaud.

La mission

Nawal, via 20minutes.fr: En quoi la mission de Curiosity se différencie-t-elle de celles des autres robots?

Tout d'abord, le robot est le plus gros jamais envoyé: il fait la taille d'une mini Cooper. De quoi lui permettre d'emmener 75 kilos de matériel scientifique, soit 10 fois plus que lors de la mission précédente de Spirit et Opportunity. La mission devrait permettre de trancher une question importante: Mars est-elle, ou a-t-elle été, habitable? Curiosity ne devrait pas, a priori, trouver de preuves directes de vie mais plutôt traquer des molécules élémentaires nécessaires à son éclosion.

Relkeen, via 20minutes.fr: Pourquoi la Nasa a-t-elle choisi cette zone d'atterrissage et pas une autre?

La Nasa avait sélectionné «plein d'endroits cool». Si le cratère de Gale l'a emporté, c'est qu'il permet «d'étudier la situation présente et passée, jusqu'à trois milliards d'années en arrière, de Mars, un peu comme le Grand Canyon sur Terre». Le mont Sharp est sans doute constitué de 5km de couches stratigraphiques empilées. Il devrait livrer une mine d'informations.

Nawal, via 20minutes.fr: Le bouclier, le treuil et le parachute sont éparpillés. Que vont-ils devenir? Vont-ils servir au retour du robot sur terre ou être détruits?

Attention, Curiosity n'a acheté qu'un aller simple pour Mars. Le robot ne reviendra pas sur Terre –il faudra sans doute attendre au moins une dizaine d'années avant qu'une telle mission soit tentée. Concernant les «space junk» (déchets de l'espace), «il y en a malheureusement déjà beaucoup avec les précédentes missions soviétiques et américaines», reconnaît Limonadi. Il est également possible que ces engins aient transporté des bactéries ou des spores capables de survivre aux radiations et au froid de l'espace. Mais le risque qu'elles contaminent Mars est jugé quasi inexistant car la planète n'est pas vraiment accueillante. «S'il y avait de l'eau liquide qu'il faisait plus chaud, ce serait une autre histoire», précise le scientifique.

BobySponge, via 20minutes.fr: Curiosity trouvera-il son Eva (référence à Wall-E, ndr)?

En anglais, Curiosity est une fille (la Nasa emploie «she», «elle», dans la tradition maritime). Malheureusement, les autres robots sont trop loin. Opportunity se trouve de l'autre côté de la planète, à plusieurs milliers de kilomètres. Spirit, son jumeau lancé en 2003, se trouve plus près, mais il a cessé d'émettre en 2010. Curiosity connaîtra une existence froide et solitaire.

Robert, via 20minutes.fr: Curiosity est-il de fabrication 100% américaine?

Pas à 100%. Le robot et son lancement ont été réalisés par les Américains mais sept pays ont collaboré à différents instruments. En France, le CNRS et l'IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) ont aidé à concevoir la «ChemCam», qui est capable de pulvériser de la roche avec un laser (sur un peu moins d'1mm²) et de déterminer sa composition chimique à distance en examinant le nuage de poussière.

La planète Mars et l'avenir

Mr. René, via [email protected]: Trouve-t-on des pierres précieuses sur Mars? De l’eau? D'éventuels occupants vivants?

La ruée vers Mars, ce n'est pas pour tout de suite. On y trouvera peut-être des métaux précieux mais miner des astéroïdes, comme compte le faire l'entreprise Planetory Resources, sera beaucoup plus rentable. Pour l'eau, sa présence sous forme de glace est acquise. On trouve deux calottes massives aux pôles. Principalement d'eau glacée très salée, parfois avec une couche de dioxyde de carbone gelé. De multiples signes (présence d'argile, de carbonate, de silice etc, ainsi que d'apparents deltas) pointent vers la présence passée d'eau liquide, peut-être même d'océans, sur de courtes périodes plus chaudes. Mais aujourd'hui, il fait trop froid et la pression est trop faible pour avoir de l'eau en surface. La Nasa n'exclut pas qu'elle puisse se cacher plus en profondeur. Si c'était le cas «la présence d'une biosphère basique, comme ces bactéries des profondeurs qui se nourrissent d'éléments présents dans la roche sur Terre, ne peut pas être écartée», selon Limonadi.

Droid, via 20minutes.fr: Qu'est-ce qui cause la teinte orange du sol martien? De quelle couleur est vraiment le ciel?

Mars «la rouge» doit principalement sa couleur à l'oxyde de fer. De la rouille, en somme. Sur Terre, le fer s'est principalement concentré dans le noyau alors qu'il s'est réparti un peu partout sur Mars. Mais le fer est gris/noir: il ne rouille que lors de l'oxydation, en présence d'oxygène. Les détails de cette étape sur Mars font encore débat. Pour le sol comme pour le ciel, la couleur «à l'oeil nu» est compliquée à rendre en photo (de nombreuses corrections et filtres sont employés, lire ici). Le ciel est globalement marron/jaune à midi. En revanche, au coucher du soleil, le rose pâle domine, avec un soleil bleu froid, comme vu ici.

Julie, via 20minutes.fr: 2 ans sur Terre, ça fait combien sur Mars. Y a-t-il des saisons? Quelle température y fait-il?

Cela fait environ un an sur Mars. Vu son inclinaison comparable à celle de la Terre, il y a quatre saisons. L'été, la température au sol peut monter, à l'équateur, jusqu'à environ 20°C à midi. La nuit, en revanche, elle chute vers -80°C. L'hiver, cela va même jusqu'à -110°C. Tout le matériel doit être adapté aux chocs thermiques quotidiens. «Votre ordinateur ne tiendrait pas deux jours», selon notre expert.

Mathieu, via 20minutes.fr: L'homme sera-t-il assez résistant pour effectuer le voyage de 567 millions de kms?

Curiosity dispose d'un appareil pour mesurer les radiations. Si un homme s'était trouvé avec le robot, il aurait encaissé sur l'aller simple environ 1/3 des radiations auxquelles il est exposé au cours de sa vie sur Terre. Mais selon le scientifique, «le problème n'est pas insurmontable. On sera capable de mettre au point des boucliers et des protections suffisamment isolantes». En revanche, l'absence de gravité fait de gros dégâts sur le corps humain. Il faudrait donc un vaisseau plus avancé pour la créer artificiellement, par exemple avec une partie en rotation permanente. Conclusion: «Scientifiquement, il n'y a rien qui indique, aujourd'hui, qu'une mission humaine ne soit pas un jour possible.»

Philippe, via 20minutes.fr: Si on voulait «terraformer» Mars pour la rendre habitable comme l'ont imaginé des auteurs de science-fiction, comment s'y prendrait-on? Mars est-elle le meilleur «plan B» pour l'humanité?

Limonadi accepte de spéculer, avec des pincettes: «Si on avait des fonds illimités, il faudrait sans doute pousser les recherches pendant plusieurs années avant de pouvoir commencer l'opération dans quelques décennies. Le relatif consensus se fait autour de trois étapes:

• Réchauffer suffisamment la planète pour libérer l'oxygène et le dioxyde de carbone présents dans les calottes polaires.
• Dévier des astéroïdes et des comètes, riches en gaz volatiles et en glace, pour qu'ils bombardent la surface.
• Amener plus d'azote, par exemple en allant le chercher sur une lune de Saturne comme Titan.

L'opération prendrait des centaines d'années. Malgré tout, Mars est le meilleur Plan B voisin. D'autres scientifiques ont imaginé des colonies spatiales dans des astéroïdes, en les creusant pour en faire une sorte de terrarium. Ce n'est pas pour tout de suite.» La vidéo ci-dessous illustre ce scénario (avec de gros raccourcis):

Polémiques et controverses

Jean-Marie, via 20minutes.fr: Combien coûte cette plaisanterie? Qu’en pensent les 40 millions de pauvres Américains ?

La mission a coûté 2,5 milliards de dollars (2 milliards d'euros). Selon Dan Limonadi, «il est tout à fait légitime» de s'interroger sur l’intérêt et sur le coût. Mais les Etats-Unis dépensent des milliards de milliards de dollars (programmes sociaux, santé, éducation, défense etc). «2,5 milliards ne changeraient pas fondamentalement la donne», selon lui. Il rappelle que l'exploration spatiale a de nombreuses retombées sur Terre (satellite/GPS, miniaturisation de l'électronique, recherche médicale). Et que si un événement comme celui-là «peut faire rêver des enfants et des étudiants et leur donner envie de devenir des ingénieurs et des chercheurs, ils créeront de la croissance et des richesses dans des montants largement supérieurs aux sommes dépensées».

Tiberius, via 20minutes.fr: La Nasa ne divulgue que ce qu'elle juge bon de divulguer, alors à quoi bon poser des questions?

Malgré les questions de budget, «l'indépendance de l'esprit scientifique est forte vis à vis du politique», estime le chercheur. Si la Nasa trouvait des traces de vie, elle n'aurait même aucun intérêt à le cacher car cela redynamiserait l'exploration spatiale. Mais une annonce serait tellement importante qu'elle ne serait faite «qu'une fois suffisamment de preuves établies».

20 Minutes: Le mot de la fin. Sommes-nous seuls dans l'Univers?

Dan Limonadi: «Si nous ne trouvions pas de preuves de l'existence d'une cellule vivante quelque part dans le système solaire d'ici à ce que je meure, je serais sous le choc. Je fais partie des optimistes.»

Rectification: Une version précédente de l'article indiquait par erreur que le système VxWorks appartient à la famille Unix