Jim Bell

Chapitre 1 · 1976 – 1992 Des images de Mars au journal du soir

En 1976, un garçon de onze ans regarde au journal télévisé du soir les premières images envoyées par les atterrisseurs Viking depuis la surface de Mars. C’est, dit la NASA, la première rencontre de Jim Bell avec des images martiennes. Il passera sa vie à en fabriquer.

Caltech, puis Hawaï

Il étudie au California Institute of Technology, Caltech, où il obtient une licence de sciences planétaires et d’aéronautique. Il poursuit à l’université d’Hawaï, où il obtient une maîtrise et un doctorat de géologie et de géophysique.

Regarder Mars depuis Mauna Kea

À Hawaï, avec Thomas McCord, il observe Mars depuis le sommet du Mauna Kea. Lors de l’opposition de 1986, quand Mars passe au plus près de la Terre, ils prennent des spectres infrarouges de plusieurs régions martiennes avec le télescope de 88 pouces de l’université et les comparent entre eux. Il recommence aux oppositions de 1988 et de 1990, avec des caméras numériques capables de prendre des images à de nombreuses longueurs d’onde : c’est la spectroscopie imageante, qui permet de cartographier la composition d’une surface couleur par couleur.

Ses résultats, publiés en 1992 et 1993, montrent que des oxydes de fer extrêmement fins, dits « nanophasés », dominent la couleur de la surface martienne dans le visible et le proche infrarouge. Avec Richard Morris et John Adams, il étudie un analogue terrestre : des cendres volcaniques altérées du Mauna Kea, chauffées par une coulée de lave, dont la minéralogie ressemble à celle du sol et de la poussière de Mars. Une imagerie précise, conclut-il, est un outil idéal pour étudier la surface martienne, depuis la Terre comme depuis une sonde.

Sources : NASA/JPL, « NASA’s Perseverance Rover Will Look at Mars Through These ‘Eyes’ », 1er mai 2020 (à 11 ans, les images de Viking au journal télévisé en 1976) ; Arizona State University, page « About » de Jim Bell (licence de Caltech, maîtrise et doctorat d’Hawaï) ; J. F. Bell III et T. B. McCord (université d’Hawaï), 1987 (NTRS 19880020274 : opposition de 1986, télescope de 88 pouces de Mauna Kea, spectres comparés) ; NTRS 19900046443 (opposition de 1988) et 19920068812 (1990, avec D. Crisp) ; J. F. Bell III, « Charge-coupled device imaging spectroscopy of Mars. II », Icarus, 1992 (NTRS 19930038746 : oxydes ferriques nanophasés, outil idéal) ; J. F. Bell III, R. V. Morris et J. B. Adams, Journal of Geophysical Research, 1993 (NTRS 19930046763 : téphra palagonitique de Mauna Kea). L’explication de l’opposition et de la spectroscopie imageante est une notion générale.

Chapitre 2 · 1992 – 2003 D’Ames à Cornell, l’œil de Pancam

Après son doctorat, Jim Bell passe du télescope aux sondes spatiales. Il va construire, avec l’équipe de Steve Squyres, les yeux des rovers Spirit et Opportunity.

Le centre Ames et Hubble

Il est d’abord chercheur postdoctoral du Conseil national de la recherche au centre Ames de la NASA, en Californie, où il travaille notamment avec James Pollack sur les fines raies d’absorption du spectre de Mars. Il rejoint ensuite l’université Cornell. En 2000, depuis Cornell, il présente avec Michael Wolff de nouvelles images spectroscopiques de Mars obtenues avec le télescope spatial Hubble, pour cartographier les minéraux de fer de la surface.

Des missions en série

Il participe à la mission NEAR vers l’astéroïde Éros, sur laquelle il coédite un livre, Asteroid Rendezvous, à Mars Pathfinder, à la sonde CONTOUR vers les comètes, puis à Mars Odyssey et à Mars Reconnaissance Orbiter.

Pancam

Pour les rovers de 2003, il dirige la caméra panoramique, Pancam, de la charge scientifique Athena. Sur chaque rover, deux caméras numériques sont montées sur un mât qui les élève à 1,5 mètre et les fait tourner sur 360 degrés, du zénith au sol : un système multispectral, stéréoscopique et panoramique, qui voit tout le paysage autour du rover. Le nom de Pancam vient d’une caméra que Steve Squyres avait proposée, sans succès, pour Mars Pathfinder ; seul le nom avait survécu.

Sources : Arizona State University, page « About » de Jim Bell (postdoctorat du NRC à Ames, NEAR, Pathfinder, CONTOUR, Odyssey, MRO, Hubble, Asteroid Rendezvous, responsable scientifique de Pancam) ; J. F. Bell III, J. B. Pollack et T. R. Geballe (Ames), 1994 (NTRS 19950054942) ; J. F. Bell III (Cornell) et M. J. Wolff, « Visible to Near-IR Imaging Spectroscopy of Mars Using HST », 2000 (NTRS 20000080763) ; J. F. Bell III et al., « The Athena Pancam and Color Microscopic Imager », 2000 (NTRS 20010023047) ; J. F. Bell III, S. W. Squyres et al., « The Panoramic Camera (Pancam) Investigation on the NASA 2003 Mars Exploration Rover Mission », 2003 (NTRS 20030110977 : deux caméras, mât de 1,5 m, 360°, multispectral et stéréoscopique) ; NASA, entretien d’histoire orale de Steve Squyres, 22 août 2017 (l’origine du nom Pancam). Steve Squyres a sa propre biographie dans cette collection.

Chapitre 3 · 2004 – 2019 Des cartes postales de Mars

En janvier 2004, Spirit puis Opportunity se posent sur Mars. Pour quinze ans, les images de Pancam deviennent les cartes postales martiennes du monde entier.

Gusev et Meridiani

À Gusev, Pancam révèle une surface parsemée de roches, avec des dépôts de grains fins en congères ou en petits creux, et une poussière riche en fer qui recouvre presque tout. Là où le rover brosse ou ponce la roche, les spectres montrent des minéraux comme le pyroxène ou l’olivine. À Meridiani, les images montrent une plaine sombre et plate, presque sans roches, mais, dans les cratères et les fractures, des roches litées plus claires, d’où sortent de petites sphères de quelques millimètres. Les spectres des sphères et des roches litées indiquent des oxydes de fer cristallins.

Le ciel, les lunes et la Terre

Pancam ne regarde pas seulement le sol. Les deux équipes suivent la baisse de la poussière dans l’atmosphère, photographient le passage des lunes Phobos et Deimos devant le Soleil, des couchers de soleil martiens, et, depuis Gusev, la Terre vue de la surface de Mars. En 2005, Bell publie de grands panoramas multispectraux pris par les deux rovers.

Des cadrans solaires sur Mars

Pour régler les couleurs, les caméras visent une cible d’étalonnage qui sert aussi de cadran solaire. Sur Spirit et Opportunity, elle porte la devise « Deux mondes, un soleil ». Bell aime ces « embellissements », que la NASA appelle « festooning » : ils ajoutent, dit-il, des éléments artistiques à des missions dominées par la science et la technique, et rendent hommage aux collègues qui ont ouvert la voie. Il a contribué à en décorer presque tous les rovers martiens de la NASA.

En 2006, il publie Postcards from Mars, un livre d’images des rovers pour le grand public, puis Mars 3-D en 2008. Un ancien étudiant d’été racontera avoir analysé avec lui les données de la caméra d’Opportunity.

Sources : J. F. Bell III et al., « Pancam multispectral imaging results from the Spirit Rover at Gusev Crater », Science, 2004 (NTRS 20050151402) et « … from the Opportunity Rover at Meridiani Planum », Science, 2004 (NTRS 20050148620) ; J. F. Bell III et al., 2005 (NTRS 20050166937 : grands panoramas) ; NASA/JPL, « 5 Hidden Gems Are Riding Aboard NASA’s Perseverance Rover », 8 décembre 2020 (cadrans solaires, « Two Worlds, One Sun », « festooning », citation, presque tous les rovers) ; Arizona State University, page « About » de Jim Bell (Postcards from Mars, 2006, Mars 3-D, 2008) ; NASA, podcast « Small Steps, Giant Leaps », épisode 9, 2019 (l’ancien étudiant d’été). Les paroles sont traduites de l’anglais.

Chapitre 4 · 2007 – 2025 Mastcam, puis Mastcam-Z

Après Spirit et Opportunity, Jim Bell travaille sur les caméras des deux rovers suivants. Avec Perseverance, il réalise enfin une idée qui avait échoué sur Curiosity : un appareil martien qui zoome.

Curiosity et le zoom manqué

Aujourd’hui professeur à l’École d’exploration de la Terre et de l’espace de l’université d’État de l’Arizona, à Tempe, il est, sur Curiosity, chercheur principal adjoint de Mastcam, la caméra de mât. « Le plan initial était de donner à Curiosity une caméra à zoom capable d’aller jusqu’à un très grand angle, comme une vue de western spaghetti, raconte-t-il. Cela aurait donné une perspective panoramique extraordinaire, mais c’était vraiment difficile à construire à l’époque. » Curiosity emporte donc un téléobjectif et un grand angle fixes.

Le premier zoom couleur sur Mars

Le 31 juillet 2014, la NASA présente les chercheurs principaux des instruments de Mars 2020 ; Bell est de ceux-là. Sa caméra, Mastcam-Z, pour « zoom », sera « la première caméra couleur martienne capable de zoomer, permettant des images en 3D d’une résolution sans précédent », dit-il en 2019 : 0,8 millimètre devant le rover, moins de 38 millimètres à 100 mètres. Les deux caméras, montées sur le mât à hauteur des yeux d’une personne de deux mètres et écartées de 24 centimètres, aident les pilotes à choisir leur route, les géologues à choisir les roches et les échantillons, et observent le Soleil, le ciel et les passages des lunes. Mastcam-Z n’est pas un spectromètre, précise-t-il, « mais elle peut fournir des indices minéralogiques que les autres instruments approfondiront ».

Sur la cible d’étalonnage de Perseverance, le cadran solaire porte une nouvelle devise : « Deux mondes, un commencement », en souvenir de la poussière commune d’où sont nées la Terre et Mars.

« Les images appartiennent à nous tous »

Perseverance se pose dans le cratère Jezero le 18 février 2021. Le 21, Mastcam-Z prend son premier panorama, assemblé à partir de 142 images, où l’on voit le rebord du cratère et la falaise d’un ancien delta. « Nous sommes nichés en plein dans un endroit idéal », dit Bell. L’équipe prévoit de partager sur un site public les images et mosaïques réalisées par les amateurs : « Il est important que le public ait un sentiment d’appartenance. Les images de Mastcam-Z nous appartiennent à tous. »

En 2025, Perseverance a atteint le sommet du rebord de Jezero. Le 26 mai, Mastcam-Z prend une mosaïque d’une netteté exceptionnelle. « Le ciel relativement dépourvu de poussière offre une vue dégagée du terrain environnant », explique-t-il.

Sources : Arizona State University, page « About » de Jim Bell (professeur à l’École d’exploration de la Terre et de l’espace, chercheur principal adjoint de Mastcam) ; NASA/JPL, « NASA’s Perseverance Rover Will Look at Mars Through These ‘Eyes’ », 1er mai 2020 (citation sur le western spaghetti, objectifs de Curiosity, rôles de Mastcam-Z, « But it can provide mineral clues… », « It’s important that the public have a sense of ownership… The Mastcam-Z images belong to all of us ») ; NASA, « NASA Hosts 3 p.m. EDT Teleconference with Mars 2020 Principal Investigators », 31 juillet 2014 ; NASA, « NASA’s Mars 2020 Gets HD Eyes », 31 mai 2019 (citation, résolutions) ; NASA, « NASA’s Perseverance Rover Gives High-Definition Panoramic View of Landing Site », 24 février 2021 (atterrissage du 18 février, panorama du 21, 142 images, delta, « We’re nestled right in a sweet spot », 2 m, 24,1 cm) ; NASA/JPL, « 5 Hidden Gems… », 8 décembre 2020 (« Two Worlds, One Beginning ») ; NASA, « NASA’s Perseverance Rover Captures Mars Vista As Clear As Day », 6 août 2025 (citation, 26 mai 2025, sommet du rebord). Les paroles sont traduites de l’anglais.

Chapitre 5 · 2008 – 2026 Un monde de métal et un public à gagner

Jim Bell ne se contente pas de fabriquer des caméras. Il partage les images avec le public, dirige pendant douze ans la plus grande association de vulgarisation spatiale du monde, et s’embarque vers un astéroïde de métal.

La Planetary Society

De 2008 à 2020, il préside la Planetary Society, l’association fondée par Carl Sagan, que son université présente comme la plus grande organisation mondiale d’éducation et de défense de l’exploration spatiale. La Société astronomique américaine lui décerne la médaille Carl Sagan pour la communication publique en science planétaire. Il publie de nombreux livres de vulgarisation : Moon 3-D, The Space Book, The Interstellar Age sur les quarante ans de Voyager, The Earth Book, Hubble Legacy, Discovering Mars avec William Sheehan, The Art of the Cosmos. Un astéroïde de la ceinture principale porte son nom : 8146 Jimbell.

Psyche, du heavy metal

Il est aussi chercheur principal adjoint de la mission Psyche, menée par son université, et responsable de son imageur. Psyche doit étudier un astéroïde riche en métal, peut-être le cœur d’un embryon de planète. La responsable de la mission, Lindy Elkins-Tanton, raconte son humour : à propos de Psyche, il aurait lancé qu’il s’agissait de heavy metal et qu’il fallait se faire des piercings et des crêtes. Elle évoque aussi un tatouage autour de son bras, avec les symboles de tous les corps du système solaire vers lesquels il a participé à une mission.

« Tout ce que nous savons, dit-il en 2021, c’est que la réalité de Psyche sera encore plus étrange et plus belle que nous pouvons l’imaginer. » La sonde décolle le 13 octobre 2023. Le 4 décembre, ses deux caméras prennent leurs 68 premières images, dans la constellation des Poissons : « Ces premières images ne sont qu’un lever de rideau. » En mai 2026, Psyche survole Mars et prend des milliers d’images pour étalonner ses caméras, avec l’aide de Perseverance et d’autres sondes. Elle doit atteindre son astéroïde en août 2029.

Sources : Arizona State University, page « About » de Jim Bell (présidence de la Planetary Society de 2008 à 2020, « the world’s largest public space education and advocacy organization », médaille Carl Sagan, livres, 8146 Jimbell) ; recherche Web résumant sa notice de la Planetary Society (médaille Sagan en 2011) ; NASA, « NASA’s Psyche Mission Has a Metal World in Its Sights », 11 juin 2019 (chercheur principal adjoint) ; NASA, podcast « On a Mission », saison 2, épisode 6, 12 novembre 2019 (récit de Lindy Elkins-Tanton, « heavy metal », le tatouage) ; NASA/JPL, « Science of Psyche… », 4 octobre 2021 (citation) ; NASA, « NASA’s Psyche Delivers First Images and Other Data », 5 décembre 2023 (13 octobre, 4 décembre, 68 images, Poissons, « These initial images are only a curtain-opener ») ; NASA, « NASA’s Psyche Mission Aces Mars Flyby, Targets Metal-Rich Asteroid », 19 mai 2026 (milliers d’images, Perseverance, août 2029). Les paroles sont traduites de l’anglais.