Exploration

La Chine donne des précisions sur son retour d’échantillons martiens

Publié le 12 mars 2024

Initialement envisagée à partir de 2028, la mission de retour d’échantillons martiens de l’agence spatiale chinoise vise désormais un lancement en 2030 et une ambition scientifique plus affirmée.

Le retour d’échantillons reste une valeur scientifique sûre en matière de science planétaire. En effet, même si les instruments embarqués dans une sonde ou un rover affichent des performances remarquables, les études réalisées dans des laboratoires sur Terre permettent d’aller bien plus loin puisque ces dernières s’affranchissent des limites de taille et de masse inhérentes à une mission spatiale. Récemment, on notera le succès de retours d’échantillons d’astéroïdes signés par le Japon avec Hayabusa2 ou les États-Unis avec OSIRIS-REx.
L’intérêt scientifique de ramener sur notre planète des échantillons de Mars est souligné depuis des décennies et la Chine a précisé ses plans en la matière.

Audio : écoutez la rubrique Toulouse Capitale des Etoiles sur la mission chinoise de retour d’échantillons martiens (3:44 mn)

Tianwen-3 s’appuie sur le succès de Tianwen-1

L’agence spatiale chinoise CNSA (China National Space Administration) a déjà mené la première mission martienne autonome de son pays, à savoir Tianwen-1 qui a vu en février 2021 l’arrivée autour de la planète rouge d’un orbiteur (toujours actif) et l’atterrissage du rover Zhurong le mois de mai suivant.
S’appuyant sur ce succès, la CNSA avait indiqué que Tianwen-3 serait un retour d’échantillons martiens (Tianwen-2 étant un retour d’échantillons d’astéroïde) qui décollerait en 2028. Le scénario de mission se voulait plus direct que le Mars Sample Return (MSR) qui associe la NASA et l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Grâce à un bras robotique, l’atterrisseur chinois devait procéder à des prélèvements du sol ensuite placés dans une fusée qui rejoindrait sur orbite martienne le vaisseau chargé du retour vers la Terre.

Réalisée grâce à une caméra posée sur le sol, cette photographie montre le rover chinois Zhurong sur Mars à côté de sa plateforme d’atterrissage.
© CNSA

Un mode opératoire qui rappelle le retour d’échantillons lunaires chinois Chang’e 5 réussi en 2020*. Le départ en 2028 vers Mars signifiait aussi une arrivée des échantillons en 2031 et la possibilité de faire plus vite que le MSR NASA/ESA, ce qui avait soulevé des inquiétudes de la part de politiciens américains.

(*) La Chine va procéder cette année à un retour d’échantillons lunaires similaire, mais cette fois-ci depuis la face cachée de la Lune.

Résumé en image des principales étapes de Tianwen-3 (issues d’une vidéo CNSA). Le décollage de l’atterrisseur d’un côté et du vaisseau de retour de l’autre n’est ici pas détaillé.
L’atterrisseur doté de la fusée d’envoi des échantillons sur orbite se pose sur la planète rouge. Pour accomplir des prélèvements qui ne se limitent pas à la zone d’arrivée, un rover à jambes articulées et 6 roues est envisagé (ainsi qu’un drone hélicoptère, non montré). Il ramène vers l’atterrisseur des échantillons supplémentaires. La récolte quitte ensuite Mars avec la fusée. Sur orbite le vaisseau de retour récupère la cargaison (environ 500 grammes). Après un trajet Mars-Terre, la capsule contenant les prélèvements est larguée vers notre planète pour s’y poser sous parachute.
© Cité de l’espace d’après vidéo CNSA

Ambition scientifique

Cette version initiale de Tianwen-1 s’appuyait sur un bras robotique placé sur un atterrisseur immobile. Avec cette solution plus «simple» (si on peut le dire pour une mission tout de même complexe), le prélèvement se déroule forcément sur la zone d’arrivée qui a été polluée par le fonctionnement des rétrofusées. Même si un carottage à 2 m de profondeur semble possible (une première sur Mars), il manque la diversité d’échantillons que permet un rover capable de s’éloigner du site d’atterrissage. De plus, les critères pour une arrivée en sécurité (terrain plat, peu de cailloux) sont rarement raccords avec ce qui intéresse les scientifiques (rochers, reliefs, etc.). De fait, le nouveau scénario de Tianwen-3 précisé au début de mois de mars dans les médias chinois apparaît plus ambitieux de ce côté avec le recours à un rover doté de 6 roues au bout de jambes articulées… ou un drone hélicoptère façon Ingenuity ! Si les détails sont vagues, la volonté de récolter des échantillons en s’éloignant de l’atterrisseur s’affirme. Ce Tianwen-3 étoffé dans ses exigences scientifiques demande deux décollages de CZ-5 (le lanceur lourd chinois), l’un emportant l’atterrisseur avec la fusée d’envoi des prélèvements et l’autre le vaisseau de retour avec sa capsule qui permettra aux échantillons de se poser sur Terre. Un choix qui entraîne aussi un report de l’année d’envol de 2028 à 2030.