La NASA et Mars

Chapitre 1 · 1957 – 1958 Une agence née d’un choc

La NASA n’est pas née d’un rêve martien, mais d’une surprise : celle d’un petit satellite soviétique qui tournait autour de la Terre.

Le 4 octobre 1957

Ce jour-là, l’Union soviétique place en orbite Spoutnik 1. C’est une sphère de 58 centimètres de diamètre, à peu près la taille d’un ballon de plage, qui pèse 83,6 kilogrammes et fait le tour de la Terre en 98 minutes environ. Les États-Unis préparaient eux aussi un satellite pour l’Année géophysique internationale, le projet Vanguard de la Marine, mais sa charge utile ne devait peser qu’un kilo et demi environ. Le 3 novembre, Spoutnik 2 emporte une chienne, Laïka. Le 6 décembre, la fusée américaine Vanguard TV-3 explose sur son pas de tir.

Au Congrès, racontera des années plus tard l’analyste Eilene Galloway, ce fut « presque comme si une bombe était tombée ». Le Sénat ouvre des auditions en novembre 1957, sous la présidence du chef de la majorité, Lyndon B. Johnson. Galloway est chargée d’en faire la synthèse ; son rapport propose notamment de créer une agence civile.

Une administration civile

Pendant ce temps, l’équipe de Wernher von Braun, à l’arsenal Redstone de l’armée, prépare un autre satellite. Le 31 janvier 1958, Explorer 1, le premier satellite américain, part en orbite ; ses instruments révèlent les ceintures de radiation qui portent le nom de James Van Allen.

Des scientifiques poussent le président Dwight D. Eisenhower à confier l’espace à un organisme civil, de crainte qu’une tutelle militaire ne limite la recherche aux priorités de défense. Le 2 avril 1958, Eisenhower envoie au Congrès un projet de loi créant une agence civile, bâtie sur le Comité consultatif national pour l’aéronautique, le NACA. Eilene Galloway obtient qu’on parle d’une « Administration » plutôt que d’une « Agence », pour lui donner une autorité plus large. Le Congrès vote la loi le 16 juillet ; Eisenhower la signe le 29 juillet 1958. C’est le National Aeronautics and Space Act. Il fixe huit objectifs à la nouvelle NASA, parmi lesquels l’élargissement des connaissances humaines sur l’atmosphère et l’espace, la coopération avec les autres nations et l’usage pacifique de ses résultats.

Le 1^er octobre 1958

Le 8 août, Eisenhower nomme T. Keith Glennan, président du Case Institute of Technology de Cleveland, administrateur de la NASA, et Hugh L. Dryden, directeur du NACA, administrateur adjoint. Ils prêtent serment à la Maison-Blanche le 19 août. La NASA ouvre officiellement ses portes le 1^er octobre 1958. Son siège occupe d’abord des bureaux provisoires à la Dolley Madison House, à Washington.

Sources : NASA, « The Dawn of the Space Age » (Spoutnik 1 : 58 cm, 83,6 kg, environ 98 minutes ; Vanguard et sa charge d’environ 1,5 kg ; Spoutnik 2 et Laïka le 3 novembre ; échec de Vanguard TV-3 le 6 décembre 1957 ; Explorer 1 le 31 janvier 1958, équipe de von Braun, ceintures de Van Allen) ; NASA, « President Eisenhower Signs NASA into Existence », 29 juillet 2018 (citation d’Eilene Galloway tirée d’un entretien de 2000, auditions présidées par Lyndon B. Johnson, projet de loi du 2 avril 1958, « Administration » plutôt qu’« Agence », vote du 16 juillet et signature du 29 juillet 1958, huit objectifs, nominations du 8 août, serment du 19 août, ouverture le 1^er octobre 1958 à la Dolley Madison House).

Chapitre 2 · 1952 – 1972 Les premiers plans martiens

Avant même d’avoir posé un homme sur la Lune, les ingénieurs de la NASA dessinaient des expéditions vers Mars. Aucune n’a volé.

La flotte de von Braun

Le premier plan sérieux est antérieur à la NASA. En 1952, Wernher von Braun publie en Allemagne Das Marsprojekt, traduit en anglais l’année suivante. Il y imagine dix vaisseaux de 4 000 tonnes et 70 membres d’équipage. Pour assembler cette flottille en orbite, il faudrait 950 vols de fusées-navettes ailées. Pour donner une idée de l’échelle, von Braun compare la quantité d’ergols nécessaire au carburant brûlé pendant le pont aérien de Berlin.

EMPIRE et ses critiques

En mai-juin 1962, le Bureau des projets futurs du centre Marshall, à Huntsville, lance l’étude EMPIRE, consacrée à des expéditions habitées qui survoleraient Mars ou se mettraient en orbite autour d’elle. Selon l’historien David Portree, cette étude ouvre la période la plus intense de planification martienne habitée de l’histoire de la NASA. L’ingénieur italien Gaetano Crocco avait proposé un voyage Terre-Mars-Vénus-Terre profitant d’une fenêtre de départ en juin 1971.

Tout le monde n’est pas convaincu. En février 1963, Maxime Faget, principal concepteur de la capsule Mercury, cosigne un article qui juge qu’un survol habité de Mars serait la mission la moins exigeante en énergie, mais aussi celle qui aurait le moins de valeur scientifique : ses données ne seraient guère meilleures que celles d’une sonde automatique « fonctionnant correctement ». La réserve compte : en 1962, les sondes américaines n’avaient pas encore fait leurs preuves.

L’apogée de 1969

Le 13 février 1969, le président Richard Nixon demande à un groupe de travail, le Space Task Group, de proposer l’avenir du programme spatial après Apollo. Le groupe se réunit à partir du 7 mars. En août 1969, quelques semaines après le premier pas sur la Lune, von Braun lui présente, ainsi qu’au Congrès, un plan martien : deux vaisseaux de 800 tonnes chacun, poussés par des étages à moteur nucléaire NERVA, emporteraient deux équipages de six personnes. Le départ de l’orbite terrestre est fixé au 12 novembre 1981, pour un atterrissage sur Mars en 1982.

Le grand reflux

Ce plan ne vole jamais. Les budgets se resserrent : l’administrateur Thomas Paine annule Apollo 20, et la mission robotique Viking est repoussée, avec un lancement en 1975 et un atterrissage en 1976. Pendant les deux décennies suivantes, Mars restera pour la NASA une affaire de sondes automatiques.

Sources : D. S. F. Portree, Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950–2000, NASA SP-2001-4521, février 2001 (Das Marsprojekt de 1952 et sa traduction, dix vaisseaux de 4 000 tonnes, 70 membres d’équipage, 950 vols de navettes, comparaison avec le pont aérien de Berlin ; EMPIRE lancé en mai-juin 1962 par le Future Projects Office de Marshall ; proposition de Crocco ; article de Faget de février 1963 ; mémorandum de Nixon du 13 février 1969 et réunions à partir du 7 mars ; présentation d’août 1969, deux vaisseaux de 800 tonnes, NERVA, équipages de six, départ prévu le 12 novembre 1981 ; annulation d’Apollo 20 par Paine ; report de Viking).

Chapitre 3 · 1964 – 1999 Les robots d’abord

Ce sont des sondes qui ont fait connaître Mars. Leur histoire est faite de premières mondiales et d’échecs cuisants.

Mariner 4 et la goule

Mariner 4 est lancé en novembre 1964. Il avait un jumeau, Mariner 3, dont la coiffe défectueuse a empêché les panneaux solaires de se déployer. Mariner 4, lui, survole Mars le 14 juillet 1965 et renvoie 22 images en noir et blanc. Elles montrent un terrain criblé de cratères, semblable à celui de la Lune, et ruinent les espoirs d’un monde habité. Les échecs à répétition, américains et soviétiques, inspirent à l’ingénieur John Casani, du Jet Propulsion Laboratory, une plaisanterie qui fera fortune : la « Grande Goule galactique », un monstre imaginaire qui dévorerait les sondes en route vers Mars. En 1969, quand le contact avec Mariner 7 est soudain perdu à l’approche de la planète, les contrôleurs craignent en riant une attaque de la goule ; la sonde reprend ses transmissions et réussit son survol avec son jumeau, Mariner 6.

Mariner 9 et Viking

En 1971, Mariner 8 est perdu au lancement. Son jumeau, Mariner 9, devient le 13 novembre 1971 le premier engin à se placer en orbite autour d’une autre planète. Il fonctionne jusqu’en octobre 1972 et cartographie 85 % de la surface, assez finement pour choisir les sites d’atterrissage suivants. À l’été 1976 arrivent Viking 1 et Viking 2 : chacun associe un orbiteur et un atterrisseur équipé d’instruments pour chercher des signes de vie dans le sol. Les résultats de ces expériences restent non concluants, mais les quatre engins dépassent largement leur durée de vie prévue. Le dernier, l’atterrisseur de Viking 1, s’arrête le 11 novembre 1982.

Le retour, et ses déboires

Suivent six années sans mission martienne. En 1992, la NASA lance Mars Observer, sa première mission vers Mars depuis Viking. Le contact est perdu trois jours avant la mise en orbite prévue le 24 août 1993 ; les ingénieurs pensent qu’une valve défectueuse a provoqué une explosion.

Le 4 juillet 1997, Mars Pathfinder se pose, amorti par des coussins gonflables : c’est le premier atterrissage sur Mars depuis vingt et un ans. Il dépose Sojourner, un petit rover d’une dizaine de kilos, premier véhicule à roues à rouler sur la planète. Pour la première fois, le public suit les images presque en direct grâce à un nouveau moyen de communication, Internet. Depuis ce jour, au moins un engin étudie Mars en permanence, au sol ou en orbite. Mars Global Surveyor, en orbite à partir du 12 septembre 1997, y travaillera plus de neuf ans et renverra plus de 240 000 images.

L’année 1999 est noire. Le 23 septembre, Mars Climate Orbiter perd le contact 49 secondes plus tôt que prévu en passant derrière la planète : une confusion entre unités métriques et unités anglo-saxonnes dans la navigation l’a fait descendre beaucoup trop bas dans l’atmosphère. Le 3 décembre, Mars Polar Lander se sépare de son étage de croisière pour descendre vers la région polaire sud ; on ne l’entendra plus jamais, pas plus que les deux petites sondes Deep Space 2 qu’il emportait.

Sources : J. Uri, « 25 Years of Continuous Robotic Mars Exploration – From Pathfinder to Perseverance », NASA, 13 septembre 2022 (Mariner 3 et 4, 14 juillet 1965, 22 images, Grande Goule galactique de John Casani, Mariner 6 et 7, Mariner 8 et 9, 13 novembre 1971, 85 %, Viking, fin de l’atterrisseur Viking 1 le 11 novembre 1982, Mars Observer, Pathfinder le 4 juillet 1997, Sojourner de 23 livres soit environ 10 kg, Internet, Mars Global Surveyor, Mars Climate Orbiter le 23 septembre 1999, Mars Polar Lander et Deep Space 2 le 3 décembre 1999) ; NASA, « November 1964 – Mariner 4 Launched » (mois du lancement de Mariner 4).

Chapitre 4 · 1962 – 1985 Vivre sur le pays

Emporter tout depuis la Terre rendrait une expédition martienne gigantesque. L’idée de fabriquer sur place l’oxygène, l’eau et le carburant est née dans les années 1960 ; ce sont les sondes Viking qui lui ont donné des chiffres.

Une idée aussi vieille que l’humanité

Utiliser les ressources d’un lieu pour l’explorer est une idée qui remonte, sur Terre, à la préhistoire : les ingénieurs l’appellent aujourd’hui « utilisation des ressources in situ », et l’expression « vivre sur le pays » en est presque synonyme. Dans l’espace, elle permet d’alléger les vaisseaux : un carburant produit à destination n’a pas besoin d’être lancé depuis la Terre, à grands frais. La NASA l’étudie pour la première fois officiellement en 1962, avec un groupe de travail sur les ressources extraterrestres qui se réunit pendant toutes les années 1960 ; mais il s’intéresse surtout à la Lune, mieux connue et plus proche des préoccupations de l’époque Apollo.

Pour Mars, l’étude UMPIRE du centre Marshall, en 1963 et 1964, recommande déjà d’utiliser les ressources locales pour établir et entretenir une base pendant de longs séjours en surface : cela rendrait, selon ses auteurs, le rapport coût-efficacité de l’exploration martienne « beaucoup plus raisonnable ». Encore faut-il savoir ce qu’il y a sur Mars.

Ce que Viking a révélé

Les sondes Viking, à partir de 1976, apportent enfin ces données. Leurs orbiteurs photographient, sur les plaines du nord, des polygones semblables à ceux que forme le sol gelé dans l’Arctique terrestre, des cratères comblés de sédiments, peut-être d’anciens lacs couverts de glace, et des centaines de réseaux de vallées ramifiées, trop finement découpés, selon l’historien David Portree, pour être dus à autre chose qu’au ruissellement de la pluie ou de la neige fondue. Mars a peut-être connu, il y a très longtemps, une atmosphère dense et chaude. Mais les expériences biologiques des atterrisseurs restent ambiguës, et la plupart des scientifiques les attribuent à une chimie réactive du sol, créée par le rayonnement ultraviolet, qui détruirait les molécules organiques. Ce résultat décevant refroidit pour une décennie l’enthousiasme du public pour Mars. Pourtant, souligne Portree, Viking a montré que Mars valait d’être explorée, et qu’elle offrait des ressources pour le faire.

Le carburant du retour

La première évaluation sérieuse de la production d’ergols sur Mars naît d’une étude du JPL de 1977-1978, dirigée par Louis Friedman, sur une mission robotique de retour d’échantillons qui aurait suivi Viking ; le président Gerald Ford avait évoqué, presque en passant, une possible « Viking 3 ». En juillet-août 1978, Robert Ash, professeur à l’université Old Dominion travaillant au JPL, et deux ingénieurs du laboratoire, William Dowler et Giulio Varsi, publient leurs résultats dans la revue Acta Astronautica.

Ils comparent trois couples d’ergols. Le monoxyde de carbone et l’oxygène liquides sont faciles à tirer du gaz carbonique martien, mais ne donnent que 30 % de la poussée de l’hydrogène et de l’oxygène. L’hydrogène et l’oxygène, obtenus en décomposant l’eau martienne, exigeraient de lourds systèmes de refroidissement pour garder l’hydrogène liquide, ce qui annulerait l’avantage. Le méthane et l’oxygène liquides offrent un bon compromis : 80 % de la poussée de l’hydrogène et de l’oxygène, avec un méthane qui reste liquide à des températures plus élevées, donc plus facile à stocker. On le fabriquerait par la réaction de Sabatier, en combinant le gaz carbonique de l’atmosphère avec de l’hydrogène. Pour renvoyer vers la Terre un kilogramme de sol martien, il faudrait 3,8 tonnes d’ergols ; pour faire remonter un véhicule habité en orbite martienne, 13,9 tonnes. Il faudrait donc séjourner au moins quatre cents jours sur place pour avoir le temps de les produire.

Le calcul de Benton Clark

La même année, Benton Clark, de Martin Marietta, le constructeur principal de Viking, publie un article intitulé « Les résultats de Viking : plaidoyer pour l’homme sur Mars ». Chaque kilogramme de nourriture, d’eau ou d’oxygène expédié depuis la Terre, rappelle-t-il, c’est un kilogramme d’instruments, d’abri ou de carburant en moins. Pour une expédition de dix personnes pendant mille jours, il estime les fournitures à 58 tonnes, environ cent fois la masse de l’équipage lui-même. Tirer de l’eau du sol et de l’oxygène du gaz carbonique pendant un séjour de quatre cents jours allégerait d’autant les vaisseaux.

Clark va plus loin. Les pelles des Viking ont à peine gratté le sol, mais elles y ont trouvé du silicium, du calcium, du chlore, du fer et du titane : de quoi fabriquer, pour une base, du ciment, du verre, des métaux et de l’acide sulfurique. Le carbone de l’atmosphère pourrait servir de base à des plastiques, du papier et des élastomères ; l’eau, à produire de l’eau oxygénée pour les fusées et les machines. Mais la plupart de ces possibilités, prévient-il, devront attendre une base durable : cultiver des plantes dans un sol « extrêmement salé », par exemple, exigerait d’abord d’en retirer les composés toxiques.

Dans les années 1980, Robert Ash construit à l’université Old Dominion du matériel expérimental de production martienne, avec un modeste soutien du centre Langley de la NASA et de la Planetary Society, une association. Qu’une organisation privée finance un tel travail est, note Portree, un signe des temps : la planification martienne, jusque-là affaire de gouvernement, passe en partie entre les mains de passionnés extérieurs à la NASA.

Sources : David S. F. Portree, Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950–2000, NASA, Monographs in Aerospace History n° 21, 2001, chapitre 6 (définition et ancienneté de l’utilisation des ressources in situ, groupe de travail de 1962 centré sur la Lune, UMPIRE en 1963-1964 et sa citation ; observations des orbiteurs Viking, réseaux de vallées, atmosphère passée, résultats biologiques ambigus et chimie réactive, désenchantement d’une décennie, ressources ; étude du JPL de 1977-1978 dirigée par L. Friedman et l’allusion de G. Ford à « Viking 3 » ; R. Ash, W. Dowler et G. Varsi dans Acta Astronautica en juillet-août 1978, trois couples d’ergols, 30 % et 80 %, Sabatier, 3,8 t et 13,9 t, au moins 400 jours ; B. Clark en 1978, 58 t pour dix personnes et mille jours, cent fois la masse de l’équipage, éléments trouvés et usages, sol « extremely salty » ; matériel de R. Ash, NASA Langley et Planetary Society). La réaction de Sabatier est expliquée au chapitre consacré à l’Initiative d’exploration spatiale et dans l’annexe « Comprendre ». Les titres et citations sont traduits de l’anglais.

Chapitre 5 · 1985 – 1987 Deux rapports après Challenger

En 1986, deux visions de l’avenir spatial américain se succèdent. L’une, grandiose, promet une base martienne pour 2026 ; l’autre, écrite par une astronaute après la catastrophe de Challenger, propose de choisir.

« Pioneering the Space Frontier »

Au milieu des années 1980, une Commission nationale sur l’espace est chargée d’imaginer les cinquante prochaines années de l’Amérique dans l’espace. Elle est présidée par Thomas Paine, ancien administrateur de la NASA à l’époque d’Apollo, et réunit aussi, sans droit de vote, des représentants des deux partis du Congrès et de plusieurs ministères ; elle organise des forums publics et recueille des contributions du monde universitaire, des entreprises et du public. Son rapport, « Pioneering the Space Frontier », porte la marque de Paine, qui voit toujours son rôle comme celui de défier les Américains de conquérir le système solaire : il annonce des « sociétés libres sur de nouveaux mondes ».

Le plan est vaste. Une « autoroute vers l’espace » réunirait de nouveaux lanceurs de fret et de passagers, une station spatiale en 1992, un remorqueur orbital et un port spatial en 1998. Un « pont entre les mondes » suivrait : un avion spatial à un seul étage, une base lunaire produisant de l’oxygène, des vaisseaux faisant la navette entre les planètes, des cargos à propulsion nucléaire et électrique, et, en 2026, une base martienne. Le tout coûterait environ 700 milliards de dollars entre 1995 et 2020, financés en faisant croître le budget de la NASA avec l’économie américaine : il était alors d’environ dix milliards de dollars par an, moins de 1 % du produit national.

Le 28 janvier 1986

Par un matin froid de Floride, alors que la commission a presque fini son travail, la navette Challenger explose soixante-treize secondes après son décollage, tuant ses sept astronautes ; les trois autres navettes sont clouées au sol. La cause immédiate est la défaillance d’un joint de l’un des deux propulseurs d’appoint. Pour les planificateurs martiens, la leçon est cruelle : la navette ne fournira pas l’accès bon marché et régulier à l’espace qu’on espérait, et l’on ne lancera pas de vaisseau martien avec elle. La NASA redessine aussi sa future station spatiale, jugée trop ambitieuse.

Thomas Paine remet tout de même son rapport à la Maison-Blanche en mars 1986, deux mois après l’accident, puis le présente officiellement au président et aux commissions du Congrès le 22 juillet. Il est publié en livre de poche et vendu en librairie, ce qui est inhabituel. Mais il est mal reçu : la NASA, après Challenger, n’est pas en état d’entreprendre un plan aussi vaste, et le rapport embrasse trop de sujets, des usines spatiales capables de se reproduire au Big Bang. Il formule des propositions qui vont « de la Chine à New York », ironise l’ancien conseiller scientifique du président, George Keyworth. La Maison-Blanche le range discrètement dans un tiroir.

Le rapport Ride

Sally Ride, entrée dans la première promotion d’astronautes de la navette en 1978, est devenue en 1983 la première Américaine dans l’espace ; elle a siégé à la commission d’enquête sur Challenger. Le 18 août 1986, l’administrateur de la NASA, James Fletcher, la nomme conseillère spéciale pour la planification stratégique, chargée de tracer l’avenir de l’agence. Après onze mois de travail, avec un groupe de dix personnes, elle rend un rapport bref, « Leadership and America’s Future in Space ». Selon la presse spécialisée, la NASA hésite à le publier ; elle finit par en imprimer deux mille exemplaires en août 1987.

Le 22 juillet 1987, devant une commission de la Chambre des représentants, Sally Ride résume le dilemme : le programme spatial civil aspire aux visions de la Commission nationale sur l’espace, mais doit affronter les réalités du rapport d’enquête sur Challenger. Au lieu d’un plan unique, elle propose quatre initiatives, comme base de discussion : étudier la Terre depuis l’espace, explorer le système solaire avec des robots, établir un avant-poste scientifique permanent sur la Lune, et envoyer des humains sur Mars, par une série d’allers-retours menant à une base permanente. La mission martienne, insiste-t-elle, ne doit pas être « un nouvel Apollo », une incursion sans lendemain ou un coup politique. Ce n’est pas à la NASA, ajoute-t-elle, de fixer les objectifs du programme spatial civil ; mais elle doit mener la discussion, présenter des options et être prête à recommander.

Sources : David S. F. Portree, Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950–2000, NASA, Monographs in Aerospace History n° 21, 2001, chapitre 8 (Commission nationale sur l’espace, membres sans droit de vote, forums et contributions, « Pioneering the Space Frontier », style de T. Paine, « free societies on new worlds » ; « Highway to Space » et « Bridge Between Worlds », station en 1992, remorqueur et port spatial en 1998, base martienne en 2026, 700 milliards de dollars entre 1995 et 2020, budget d’environ 10 milliards et moins de 1 % du PNB ; accident du 28 janvier 1986, 73 secondes, sept astronautes, joint d’un propulseur, mythe d’une navette économique, refonte de la station ; remise en mars 1986, présentation du 22 juillet 1986, édition en librairie, mauvaise réception, propos de G. Keyworth, rapport mis de côté ; S. Ride, promotion de 1978, première Américaine dans l’espace en 1983, commission Rogers, nomination du 18 août 1986, onze mois, dix personnes, 2 000 exemplaires en août 1987, témoignage du 22 juillet 1987, quatre initiatives, « not another Apollo », rôle de la NASA). Les citations sont traduites de l’anglais. Les pages consultées ne donnent pas la date de création de la Commission nationale sur l’espace.

Chapitre 6 · 1989 – 1993 L’Initiative d’exploration spatiale

En 1989, un président américain fixe Mars comme horizon. Trois ans plus tard, l’effort est démantelé. Il laisse pourtant des idées qui comptent encore.

Le 20 juillet 1989

Pour le vingtième anniversaire du premier pas sur la Lune, le président George H. W. Bush annonce l’Initiative d’exploration spatiale, la SEI : retourner sur la Lune, puis aller sur Mars. La NASA répond par une étude menée en quatre-vingt-dix jours, la 90-Day Study. Deux plans rivaux sont bientôt sur la table, celui de la NASA et celui du laboratoire national Lawrence Livermore. En décembre, Bush demande au Conseil national de la recherche d’examiner les études. Le comité présidé par H. Guyford Stever, ancien conseiller scientifique des présidents Nixon et Ford, rend son rapport le 7 mars 1990.

L’agence élargit ensuite la consultation. Un groupe de synthèse, le Synthesis Group, recueille des idées partout : la NASA passe des annonces dans les journaux et ouvre des numéros d’appel gratuits pour le public. Environ 900 idées arrivent à la Rand Corporation au début de septembre 1990 ; au total, le groupe dispose d’environ 2 000 contributions à la fin du mois.

La fin

Les crédits de la SEI restent maigres d’année en année. La NASA dissout le bureau de l’exploration de son siège à la fin de 1992 ; la direction de l’exploration du centre Johnson ferme quelques mois plus tard. La conférence Case for Mars V, en mai 1993, peu fréquentée, devient selon Portree la veillée funèbre de la SEI. Comme programme spatial, conclut-il, l’initiative a échoué ; comme générateur d’idées, elle a réussi.

Mars Direct et la mission de référence

L’idée la plus féconde est venue d’ingénieurs de l’industrie. Le 20 avril 1990, Robert Zubrin et David Baker, de Martin Marietta, présentent au centre Marshall le plan Mars Direct. Un vaisseau automatique partirait d’abord, se poserait et fabriquerait sur place, à partir de l’air martien, le carburant du retour, grâce à une réaction chimique décrite en 1897 par le chimiste français Paul Sabatier. L’équipage ne partirait qu’une fois ce carburant prêt.

En 1993, une équipe de la NASA reprend cette logique dans une « mission de référence », la Design Reference Mission : six astronautes, de longs séjours en surface, un recours précoce aux ressources de Mars. Différence principale : au lieu de rentrer directement, l’équipage remonterait en orbite dans un petit véhicule d’ascension et y rejoindrait un vaisseau de retour plus spacieux.

Sources : D. S. F. Portree, Humans to Mars, NASA SP-2001-4521, chapitres 9 et 10 (annonce du 20 juillet 1989, 90-Day Study, plan rival du laboratoire Lawrence Livermore, saisine du Conseil national de la recherche en décembre, comité Stever et rapport du 7 mars 1990, Synthesis Group, annonces et numéros gratuits, environ 900 idées à la Rand en septembre, environ 2 000 contributions ; dissolution du bureau de l’exploration fin 1992, fermeture de la direction du centre Johnson, Case for Mars V de mai 1993 ; jugement sur la SEI ; présentation de Mars Direct le 20 avril 1990 à Marshall, réaction de Sabatier de 1897 ; mission de référence, six astronautes, véhicule d’ascension et vaisseau de retour).

Chapitre 7 · 2001 – 2025 Une présence permanente

Après les échecs de 1999, la NASA installe autour de Mars et à sa surface une flotte qui ne la quittera plus. Chaque mission prépare la suivante.

Suivre l’eau

Le 21 octobre 2001, Mars Odyssey rejoint Mars Global Surveyor en orbite. Il photographie la surface, sert de relais aux engins posés au sol et, dès 2008, a cartographié la répartition de l’eau sous la surface. En janvier 2004 arrivent deux rovers jumeaux, Spirit et Opportunity, prévus pour quatre-vingt-dix jours. Spirit explore le cratère Gusev pendant 2 208 jours martiens et parcourt 7,7 kilomètres au lieu des 640 mètres prévus, avant de se taire le 22 mars 2010. Opportunity roule plus de quatorze ans sur Meridiani Planum et couvre 45 kilomètres ; une tempête de poussière planétaire met fin à sa mission le 10 juin 2018.

Le 10 mars 2006, Mars Reconnaissance Orbiter se met en orbite pour étudier la géologie et le climat, choisir les futurs sites d’atterrissage et relayer les communications. Le 25 mai 2008, Phoenix se pose dans la région polaire nord, plus au nord que tout autre engin avant lui. Il trouve de la glace d’eau, confirmant les observations d’Odyssey, et fonctionne jusqu’au 2 novembre, quand l’hiver martien le prive de lumière.

Les grands laboratoires roulants

Le 26 novembre 2011, la NASA lance Mars Science Laboratory. Le 6 août 2012, le rover Curiosity se pose dans le cratère Gale. Il confirme que de l’eau liquide a coulé sur Mars à une époque bien plus humide, puis entreprend l’ascension du mont Sharp. Le 22 septembre 2014, l’orbiteur MAVEN arrive à son tour, chargé d’étudier comment l’atmosphère martienne s’échappe dans l’espace. Le 26 novembre 2018, l’atterrisseur InSight se pose pour sonder l’intérieur de la planète ; il enregistrera plusieurs séismes martiens.

Le 18 février 2021, Perseverance se pose dans le cratère Jezero. Perseverance emporte un petit hélicoptère, Ingenuity, qui effectue le 19 avril 2021 le premier vol dans la mince atmosphère martienne. Une autre expérience du rover, MOXIE, fabrique de l’oxygène à partir du gaz carbonique de l’air : c’est la première démonstration de l’usage des ressources d’une autre planète. Surtout, Perseverance remplit de petits tubes de roche, de sol et d’air, qu’il met de côté pour qu’une future mission les rapporte sur Terre.

« Sapphire Canyon »

En juillet 2024, dans une ancienne vallée fluviale nommée Neretva Vallis, Perseverance tombe sur une roche en forme de pointe de flèche, longue d’un mètre, que l’équipe baptise « Cheyava Falls ». Elle porte des taches que l’équipe appelle des « taches de léopard ». Le rover y prélève un échantillon, « Sapphire Canyon ». Le 10 septembre 2025, un article publié dans la revue Nature annonce que cet échantillon contient une « biosignature potentielle » : deux minéraux riches en fer, la vivianite et la greigite, qui sur Terre se forment souvent au contact de matière organique en décomposition ou sous l’action de micro-organismes. Ils peuvent aussi naître sans la vie. Comme le rappelle la scientifique du projet, Katie Stack Morgan, des affirmations de ce genre exigent des preuves extraordinaires. Pour trancher, il faudrait étudier l’échantillon dans un laboratoire sur Terre.

Sources : J. Uri, « 25 Years of Continuous Robotic Mars Exploration », NASA, 13 septembre 2022 (Mars Odyssey le 21 octobre 2001 et carte de l’eau en 2008 ; Spirit, 2 208 sols, 4,8 miles au lieu de 0,4, fin le 22 mars 2010 ; Opportunity, plus de quatorze ans, 28,06 miles, fin le 10 juin 2018 ; MRO le 10 mars 2006 ; Phoenix le 25 mai 2008, glace d’eau, fin le 2 novembre ; MSL lancé le 26 novembre 2011, posé le 6 août 2012 ; MAVEN le 22 septembre 2014 ; InSight le 26 novembre 2018 ; Perseverance le 18 février 2021, Ingenuity et son premier vol du 19 avril, MOXIE, échantillons mis en réserve) ; NASA, communiqué 25-061, « NASA Says Mars Rover Discovered Potential Biosignature Last Year », 10 septembre 2025 (Cheyava Falls, juillet 2024, Neretva Vallis, 1 m sur 0,6 m, taches de léopard, Sapphire Canyon, Nature, vivianite et greigite, origines non biologiques possibles, propos de Katie Stack Morgan). Les distances ont été converties en kilomètres par nos soins.

Chapitre 8 · 2023 – 2026 Rapporter Mars sur Terre

Les tubes de Perseverance attendent sur Mars. Les ramener serait, selon l’administrateur de la NASA lui-même, l’une des missions les plus complexes que l’agence ait jamais entreprises.

Trop cher, trop tard

Rapporter des échantillons martiens est un objectif de l’exploration planétaire internationale depuis deux décennies. Le plan exige de se poser près des tubes, de les charger dans une petite fusée, de lancer cette fusée depuis la surface d’une autre planète, ce qui n’a jamais été fait, puis de capturer le conteneur en orbite martienne et de le ramener sur Terre. En septembre 2023, un comité d’examen indépendant rend son rapport sur le programme. Le 15 avril 2024, l’administrateur de la NASA, Bill Nelson, en tire la conclusion publiquement : un budget de 11 milliards de dollars est trop élevé, et un retour en 2040 trop lointain. L’agence demande à ses centres et à l’industrie des idées pour faire plus simple, moins cher et plus vite.

Deux options

En septembre 2024, la NASA reçoit onze études. Une équipe présidée par Maria Zuber les examine. Le 7 janvier 2025, l’agence annonce qu’elle étudiera en parallèle deux façons de poser la plateforme qui emportera la fusée de retour : soit la « grue volante » déjà utilisée pour Curiosity et Perseverance, soit un atterrisseur commercial. Dans les deux cas, des générateurs nucléaires remplaceraient les panneaux solaires, pour traverser la saison des tempêtes de poussière ; trente tubes seraient chargés dans le conteneur ; l’orbiteur de retour serait européen, fourni par l’ESA. La NASA prévoyait de confirmer le programme et son architecture au second semestre 2026.

À la date de vérification de ce livre, nous n’avons pas trouvé dans les sources consultées l’annonce de cette décision. Nous préférons ne rien en dire plutôt que d’avancer une issue non vérifiée.

Sources : NASA, communiqué 24-056, « NASA Sets Path to Return Mars Samples, Seeks Innovative Designs », 15 avril 2024 (objectif depuis deux décennies, « l’une des missions les plus complexes », rapport du comité indépendant de septembre 2023, propos de Bill Nelson sur les 11 milliards de dollars et 2040, premier lancement depuis une autre planète, appel à des propositions) ; NASA, communiqué 25-001, « NASA to Explore Two Landing Options for Returning Samples from Mars », 7 janvier 2025 (onze études reçues en septembre 2024, équipe de Maria Zuber, grue volante ou atterrisseur commercial, générateur à radio-isotopes, trente tubes, orbiteur de retour de l’ESA, confirmation attendue au second semestre 2026).

Chapitre 9 · 2022 – 2026 De la Lune à Mars

Un demi-siècle après Apollo, la NASA renvoie des astronautes autour de la Lune. Elle présente ce programme, Artemis, comme la première étape vers Mars.

Des objectifs avant les fusées

La NASA le reconnaît elle-même : depuis la fin d’Apollo, elle a étudié de nombreuses architectures pour retourner sur la Lune ou aller sur Mars, mais cet intérêt ne s’est traduit en missions réelles qu’avec Artemis. En septembre 2022, après avoir consulté l’industrie, les universités, ses partenaires internationaux et son personnel, elle publie ses « objectifs de la Lune à Mars ». La méthode est nouvelle : définir d’abord le « quoi » et le « pourquoi », avant le « comment », c’est-à-dire avant de choisir une fusée ou une technologie. Les objectifs sont rangés en dix domaines, de la science planétaire à la biologie humaine, en passant par les infrastructures lunaires. Chaque année, une revue fait évoluer l’architecture qui en découle.

Artemis II

Le mercredi 1^er avril 2026, à 18 h 35, heure de la côte est, la fusée SLS décolle du pas de tir 39B du centre spatial Kennedy, en Floride. Au sommet, le vaisseau Orion, baptisé Integrity, emporte quatre astronautes : le commandant Reid Wiseman, le pilote Victor Glover, la spécialiste de mission Christina Koch, de la NASA, et le Canadien Jeremy Hansen, de l’Agence spatiale canadienne. Les deux propulseurs à poudre, hauts chacun de 54 mètres, fournissent la plus grande partie de la poussée pendant les deux premières minutes. Un peu plus tard, les quatre ailes solaires d’Orion se déploient, portées par le module de service européen.

Le voyage autour de la Lune dure près de dix jours. Le 10 avril, à 19 h 53, heure de la côte est, Orion touche les couches hautes de l’atmosphère à trente-cinq fois la vitesse du son. Les parachutes s’ouvrent l’un après l’autre. À 20 h 07, la capsule amerrit dans le Pacifique, au large de San Diego. Les plongeurs de la Marine et les équipes de la NASA approchent en canots pneumatiques ; une heure plus tard environ, les quatre astronautes sont sortis, hissés dans des hélicoptères et déposés sur le navire USS John P. Murtha.

Ce que cela prépare

Artemis II n’a pas touché la Lune ; c’était un vol d’essai habité. Mais il a montré que la NASA sait de nouveau envoyer des humains loin de la Terre et les ramener. Pour Mars, il reste à faire beaucoup plus : un voyage de plusieurs mois, un atterrissage d’engins bien plus lourds que tous ceux posés jusqu’ici, un séjour, un décollage, un retour.

Sources : NASA, « Moon to Mars Strategy and Objectives » (contexte historique, objectifs publiés en septembre 2022, consultation, approche fondée sur les objectifs, dix domaines, revue annuelle) ; NASA, « Artemis II Launch Day Updates », 1^er avril 2026 (décollage à 18 h 35 EDT du pas de tir 39B, Orion Integrity, équipage, propulseurs de 177 pieds soit 54 m, ailes solaires et module de service européen) ; NASA, « Artemis II Flight Day 10: Live Re-Entry Updates », 10 avril 2026 (mission de près de dix jours, entrée atmosphérique à 19 h 53 EDT à Mach 35, parachutes, amerrissage à 20 h 07 EDT au large de San Diego, extraction et transfert vers l’USS John P. Murtha).

Chapitre 10 · 2025 – 2028 « Ignition » : une base sur la Lune, un réacteur vers Mars

Au printemps 2026, la NASA réorganise ses priorités : elle met en pause la station Gateway, annonce une base au pôle Sud de la Lune et promet d’envoyer vers Mars, avant la fin de 2028, son premier vaisseau interplanétaire à propulsion nucléaire.

Une nouvelle politique spatiale

Le 18 décembre 2025, le président Donald Trump signe une politique spatiale nationale : retourner sur la Lune, y établir une présence durable, construire une base, préparer les « prochains grands bonds », développer une économie orbitale et mener des missions scientifiques. Pour la mettre en œuvre, la NASA organise en mars 2026 un événement baptisé « Ignition », en présence de près de quarante signataires des accords Artemis et de partenaires industriels. « L’horloge tourne dans cette compétition entre grandes puissances, et le succès ou l’échec se mesurera en mois, pas en années », déclare l’administrateur de la NASA, Jared Isaacman.

La base lunaire

La NASA standardise sa fusée SLS, ajoute une mission en 2027 et prévoit au moins un atterrissage par an ensuite. Artemis III, visée pour 2027, testera en orbite terrestre les systèmes nécessaires à l’alunissage d’Artemis IV. Au-delà d’Artemis V, l’agence veut recourir à du matériel commercial et réutilisable pour viser un atterrissage tous les six mois. Surtout, elle annonce une base près du pôle Sud lunaire, construite en trois phases : d’abord, jusqu’en 2029, des missions robotiques pour apprendre à se poser et à travailler sur place, avec jusqu’à trente atterrissages robotiques commerciaux à partir de 2027 ; ensuite, une infrastructure semi-habitable et une logistique régulière, avec notamment le rover pressurisé japonais ; enfin, avec des atterrisseurs capables de porter de lourdes cargaisons, une base permanente, avec les habitats de l’Agence spatiale italienne et le véhicule utilitaire de l’Agence spatiale canadienne. Pour cela, la NASA met en pause Gateway « dans sa forme actuelle », en réutilisant ce qui peut l’être.

Le 26 mai 2026, Jared Isaacman présente les trois premières missions. Moon Base I sera, selon lui, la première mission d’atterrisseur lunaire financée par le privé : l’atterrisseur Endurance de Blue Origin doit se poser sur la crête qui relie le cratère Shackleton, au pôle Sud, pas avant l’automne 2026. Moon Base II, avec l’atterrisseur Griffin d’Astrobotic, doit livrer plus de cinq cents kilogrammes, dont un rover ; Moon Base III, étudier les mystérieux « tourbillons » lunaires, des zones plus claires que leurs alentours, avec des instruments de l’ESA et de l’institut coréen d’astronomie. « Nous ne passons pas directement à la base sous dôme de verre », prévient-il : les astronautes d’Apollo, rappelle-t-il, n’ont totalisé qu’environ quatre-vingts heures de sorties à la surface de la Lune.

SR-1 Freedom, vers Mars

L’annonce la plus martienne d’« Ignition » est celle d’un réacteur. Après des décennies d’études, la NASA veut lancer vers Mars, avant la fin de 2028, Space Reactor-1 Freedom, présenté comme le premier vaisseau interplanétaire à énergie nucléaire. Il doit démontrer la propulsion électrique nucléaire dans l’espace lointain : un réacteur produit l’électricité qui alimente des moteurs très économes, une capacité que la NASA juge extraordinaire pour transporter efficacement de grandes masses loin de la Terre. Arrivé à Mars, il déploiera SkyFall, des hélicoptères de la classe d’Ingenuity. Il doit aussi ouvrir la voie, avec le ministère américain de l’Énergie, aux futurs systèmes à fission pour la propulsion, pour l’énergie à la surface et pour les longues missions.

Le même jour, la NASA confirme qu’elle lancera en 2028 vers Mars le rover européen Rosalind Franklin, avec son spectromètre de masse, et qu’elle sollicite des propositions d’instruments pour ses futures missions martiennes, dont le réseau de télécommunications de Mars et une démonstration nucléaire.

Sources : NASA, « NASA Unveils Initiatives to Achieve America’s National Space Policy », 24 mars 2026 (événement « Ignition », citation de J. Isaacman, SLS standardisé, mission supplémentaire en 2027, un atterrissage par an, Artemis III en orbite terrestre avant Artemis IV, atterrissages tous les six mois après Artemis V, base en trois phases, jusqu’à 30 atterrissages robotiques à partir de 2027, rover pressurisé de la JAXA, habitats de l’ASI, véhicule de l’ASC, pause de Gateway, SR-1 Freedom vers Mars avant fin 2028, propulsion électrique nucléaire, SkyFall, ministère de l’Énergie, Rosalind Franklin en 2028 et MOMA, appel à charges utiles pour le réseau de télécommunications et la démonstration nucléaire) ; NASA, page « Moon Base » (pôle Sud, phase 1 jusqu’en 2029, annonce du 24 mars 2026, missions annoncées en mai 2026) ; NASA, « Moon Base Announcement Speech – May 26, 2026 » (politique spatiale du 18 décembre, près de 40 signataires des accords Artemis, Moon Base I, II et III, Endurance à la crête de Shackleton pas avant l’automne 2026, plus de 500 kg pour Griffin, tourbillons lunaires, ESA et KASI, 80 heures de sorties d’Apollo, « glass dome »). Les citations sont traduites de l’anglais. Le communiqué et la page « Moon Base » datent l’événement « Ignition » du mardi 24 mars 2026 ; le discours de J. Isaacman le place le 23 mars ; nous écrivons « en mars 2026 ». L’explication de la propulsion électrique nucléaire est la nôtre.