Bible Mars — Personnalités
Matthew Golombek
Le géologue des failles de Mars devenu le « type des sites d’atterrissage » : depuis Pathfinder en 1997, il a choisi l’endroit où se posaient les missions martiennes de la NASA, de Spirit à InSight et Perseverance, jusqu’aux ellipses de 120 mètres du retour d’échantillons.
géologue au JPL
- Formation
- Rutgers College (licence, 1976) ; université du Massachusetts (maîtrise 1978, doctorat 1981)
- Rôle
- Scientifique des sites d’atterrissage du programme d’exploration de Mars, JPL, depuis 2000
- Missions
- Mars Pathfinder (scientifique de projet), Spirit et Opportunity, Curiosity, InSight, Perseverance et Ingenuity
- Recherche
- Tectonique de Mars ; prédiction des surfaces d’atterrissage depuis l’orbite
- Lien avec Mars
- Il choisit où se poser sans sacrifier la science
9 chapitres et 4 annexes : environ 4 700 mots, soit 20 minutes de lecture. Chaque fait vient de sources vérifiées, indiquées à la fin de chaque chapitre.
Première partie
Pathfinder
1976 – 1999
Chapitre 1 · 1976 – 1993 Un géologue des failles de Mars
Matthew Golombek, que tout le monde appelle Matt, se présente lui-même comme le « type des sites d’atterrissage ». Depuis 1997, il a aidé la NASA à poser sur Mars toutes ses missions. Mais avant d’y choisir des endroits où se poser, il a étudié la manière dont la planète s’est fracturée.
Une formation de géologue
Il obtient en 1976 une licence de géologie au Rutgers College, dans le New Jersey, avec les plus hautes distinctions. Il poursuit à l’université du Massachusetts, où il obtient une maîtrise de géologie et de géophysique en 1978, puis un doctorat en 1981. De 1981 à 1983, il est chercheur postdoctoral et chercheur invité au Lunar and Planetary Institute de Houston.
Tharsis
Il travaille alors, raconte-t-il, sur la région de Tharsis, le grand plateau volcanique de Mars, et sur la façon dont elle s’est formée. Il entre ensuite au Jet Propulsion Laboratory, à Pasadena. Le premier collègue qu’il va voir est Bruce Banerdt : il le connaissait déjà, car le directeur de thèse de Banerdt était son propre directeur de postdoctorat, et tous deux travaillaient sur des sujets proches. Ils ont à peu près le même âge, sont arrivés au JPL à quelques années d’intervalle et resteront, dit-il, des collègues proches « depuis toujours ».
Ses recherches portent sur la tectonique et la géologie structurale de Mars : les failles, les rides de compression, les contraintes qui ont déformé la croûte. En 1992, avec Bruce Banerdt et Kenneth Tanaka, il signe le chapitre consacré aux contraintes et à la tectonique dans le grand ouvrage de référence Mars, et publie dans la revue Science une prédiction de la sismicité de Mars à partir des failles observées en surface. Trente ans plus tard, la mission InSight de Banerdt écoutera justement les séismes martiens.
Sources : JPL Science, page « Matthew Golombek » (licence de Rutgers College en 1976, maîtrise et doctorat de l’université du Massachusetts en 1978 et 1981, Lunar and Planetary Institute de 1981 à 1983, tectonique et géologie structurale de Mars, publications de 1992) ; NASA, entretien d’histoire orale avec M. Golombek, mené par Erik M. Conway, 9 août 2022 (Tharsis, Bruce Banerdt, le directeur de thèse et de postdoctorat communs, même âge, « close colleagues forever ») ; NASA/JPL, podcast « On a Mission », épisode « Arrival », 19 novembre 2018 (« I’m the landing site dude ») ; NASA, « NASA-JPL Names ‘Rolling Stones Rock’ on Mars », 22 août 2019 (toutes les missions martiennes depuis 1997). La dernière phrase fait le lien avec le chapitre sur InSight. Les paroles sont traduites de l’anglais.
Chapitre 2 · 1993 – 1996 Choisir Ares Vallis
En octobre 1993, le projet Mars Pathfinder reçoit le feu vert de la NASA. C’est l’une des premières missions du programme Discovery : rapide, peu coûteuse, avec un atterrisseur et un petit rover. Matt Golombek en devient le scientifique de projet, de 1993 à 1998. Sa première grande tâche : décider où se poser.
Les contraintes
Les ingénieurs imposent leurs conditions. Le site doit se trouver près de 15 degrés de latitude nord, sous le Soleil au moment de l’atterrissage, pour l’énergie solaire et les communications avec la Terre. Il doit être plus bas que l’altitude de référence martienne, pour que le parachute ait le temps de freiner l’engin. Toute l’ellipse d’atterrissage, la zone où l’engin peut se poser compte tenu des incertitudes, d’environ 70 kilomètres sur 200, doit être exempte de pentes raides, d’escarpements et de dangers visibles sur les images de Viking, avoir une réflectivité radar acceptable, peu de poussière et une abondance modérée de roches.
Deux ateliers ouverts
La sélection se fait en deux phases. La première, d’octobre 1993 à juin 1994, culmine les 18 et 19 avril 1994 avec un atelier ouvert à toute la communauté scientifique, au Lunar and Planetary Institute de Houston : plus de soixante participants, venus des États-Unis et d’Europe, y proposent plus de vingt sites. En juin 1994, le projet retient un site provisoire. La seconde phase, jusqu’en mars 1996, sert à vérifier sa sûreté : critères d’évaluation, essais du système d’atterrissage, analyse de tous les sites possibles. Un second atelier se tient en septembre 1995 à Spokane et Moses Lake, dans l’État de Washington, avec des excursions dans les Channeled Scablands et sur le cône d’Ephrata, des paysages qui servent d’analogues terrestres au chenal d’Ares Vallis et à son cône de dépôt.
Un « sac à malice »
Seuls trois sites remplissent tous les critères : Ares Vallis, Tritonis Lacus et Isidis. Isidis paraît plus sûr. Mais Ares Vallis l’emporte par son potentiel scientifique. C’est un cône de dépôt à l’embouchure d’un grand chenal d’écoulement, creusé par des inondations catastrophiques. L’eau y a charrié des roches venues de loin : des hautes terres anciennes, des plaines ridées plus jeunes, des dépôts du chenal. Ce « sac à malice », comme disent les géologues, permet d’analyser en un seul endroit une grande variété de roches, et d’aborder des questions fondamentales : la différenciation de la croûte, l’altération, l’environnement ancien de Mars. Le choix est examiné par un comité extérieur et approuvé par le siège de la NASA.
Sources : JPL Science, page « Matthew Golombek » (scientifique de projet de Mars Pathfinder, 1993-1998) ; M. P. Golombek et al., « Selection and Assessment of Predictions of the Mars Pathfinder Landing Site », 1998 (NTRS 20000112989, résumé : les deux phases, octobre 1993-juin 1994 et juillet 1994-mars 1996, l’atelier des 18-19 avril 1994, le site provisoire de juin 1994, le second atelier de septembre 1995, les contraintes, l’ellipse, les trois sites, le choix d’Ares Vallis, l’approbation) ; M. P. Golombek, R. A. Cook, H. J. Moore et T. J. Parker, « Selection of the Mars Pathfinder Landing Site », 1997 (NTRS 19990008064 : ellipse de 70 sur 200 km, latitude 10-20° N, Ares Vallis, Tritonis Lacus et Isidis, Isidis plus sûr, potentiel scientifique d’Ares) ; NASA, « Mars Pathfinder Landing Site Workshop », 1994 (NTRS 19950009761 : plus de 60 participants, plus de 20 sites) ; NASA, « Mars Pathfinder Landing Site Workshop 2 », 1995 (NTRS 19960015526 : feu vert d’octobre 1993, mission Discovery). L’expression « sac à malice » traduit le « grab bag » des géologues.
Chapitre 3 · 1997 – 1999 L’heure de vérité
Le 4 juillet 1997, Mars Pathfinder se pose dans Ares Vallis. Pour Matt Golombek, c’est un examen : les prédictions faites à partir de données prises à des kilomètres de distance vont être confrontées au terrain, à l’échelle du mètre.
Ce que l’on avait prédit
Les images de l’atterrisseur et du rover confirment l’essentiel. Le site ressemble bien à une plaine rocheuse déposée par les inondations catastrophiques d’Ares et de Tiu : galets, blocs arrondis et dalles, certains inclinés dans le sens de l’écoulement, comme dans les plaines de dépôt des inondations terrestres. Les deux collines voisines, les Twin Peaks, ont une forme profilée, comme on l’avait déduit des images orbitales. L’altitude, la pression et les vents correspondent aux attentes, même si les températures sont d’une dizaine de degrés plus chaudes que prévu. La proportion de roches potentiellement dangereuses est proche de ce que les observations thermiques de Viking laissaient prévoir. Les roches gris sombre, moins couvertes de poussière rouge que sur les sites de Viking, confirment aussi ce que suggéraient les couleurs vues d’en haut.
Des données à l’échelle du kilomètre et un analogue terrestre, résume son équipe, ont permis de prédire correctement le site à l’échelle du mètre. C’est la preuve que sa méthode fonctionne.
Une planète qui a changé
Le site lui apprend aussi quelque chose sur l’histoire de Mars. Le paysage d’Ares Vallis paraît à peu près tel qu’il était quand les inondations l’ont déposé, il y a entre 1,8 et 3,5 milliards d’années. L’érosion depuis a donc été extraordinairement faible. Avec Nathan Bridges, il en tire en 1999 une conclusion : Mars a connu au début un environnement plus chaud et plus humide, avec des taux d’érosion très différents, puis un changement climatique majeur.
Moins cher que « Titanic »
La mission marque aussi les esprits par son coût. Donna Shirley, qui dirige alors le programme martien, aimait rappeler qu’elle avait coûté à peu près autant que le film Waterworld, et citer le mot de Matt Golombek : la mission avait coûté moins cher que Titanic et s’était mieux terminée. En 1998, il reçoit la médaille de la NASA pour réalisation scientifique exceptionnelle et le prix d’excellence technique du JPL, et publie dans Scientific American un article sur la mission.
Sources : M. P. Golombek et al., « Selection and Assessment of Predictions of the Mars Pathfinder Landing Site », 1998 (NTRS 20000112989 : la plaine d’inondation, galets et blocs, Twin Peaks, altitude, pression et vents, températures plus chaudes d’environ 10 K, roches, roches gris sombre) ; J. T. Schofield et al., « Assessment of Mars Pathfinder Landing Site Predictions », 1998 (NTRS 20210005512 : prédiction à l’échelle du mètre) ; M. P. Golombek et N. T. Bridges, 1999 (NTRS 20000110340 et 20210002992 : 1,8 à 3,5 milliards d’années, érosion, climat plus chaud et humide) ; entretien de Donna Shirley à l’Academy of Achievement, 23 mai 1998 (Waterworld et le mot de Golombek, résumé) ; JPL Science, page « Matthew Golombek » (médaille de 1998, prix du JPL de 1998, article de Scientific American, juillet 1998). Donna Shirley a sa propre biographie dans cette collection.
Deuxième partie
Le scientifique des sites
2000 – 2019
Chapitre 4 · 2000 – 2019 Le scientifique des sites, de Spirit à Curiosity
À partir de 2000, Matt Golombek devient le scientifique des sites d’atterrissage du programme d’exploration de Mars, au JPL. Désormais, chaque mission martienne de la NASA passe par lui avant de toucher le sol.
Les rovers jumeaux
Pour les deux rovers Spirit et Opportunity, il dirige la sélection des sites et publie en 2003 l’étude de leur choix et une analyse de la répartition des roches à la surface de Mars, essentielle pour la sécurité de l’atterrissage et la conduite des rovers. En 2005, il publie dans Nature l’évaluation des prédictions faites pour ces sites. Il participe ensuite à la mission comme scientifique associé de 2002 à 2019 : il préside le groupe de travail des opérations scientifiques, dirige le groupe de planification à long terme et anime le thème de géologie. De 2012 à 2019, il est le scientifique de projet de la mission.
Vingt ans après l’atterrissage, en 2024, il résume leur apport : « Nos rovers jumeaux ont été les premiers à prouver qu’une Mars primitive et humide avait existé. Ils ont ouvert la voie à des rovers plus gros comme Curiosity et Perseverance. »
Curiosity et les conseils
Pour Mars Science Laboratory, le rover Curiosity, la sélection devient un grand processus ouvert, avec des ateliers où toute la communauté donne son avis. Golombek met en place, avec l’ingénieur Devon Kipp, deux groupes d’experts : un « Conseil des terrains » et un « Conseil des atmosphères ». Pour la première fois, explique-t-il, leurs membres sont choisis par un appel d’offres ouvert du JPL, très précis : on ne demande pas « d’étudier Mars », mais des cartes d’altitude d’une résolution donnée, à une échelle donnée. Pour Curiosity, l’équipe cartographie toutes les roches et toutes les pentes de l’ellipse ; c’était, pense-t-il alors, tout ce qu’il était humainement possible de faire. En 2013, il reçoit avec l’équipe une distinction collective de la NASA pour l’atterrissage de Curiosity ; en 2012, la médaille de la NASA pour service exceptionnel.
Phoenix, allergique aux roches
Il travaille aussi sur Phoenix, posé en 2008 près du pôle Nord. Il en garde un souvenir amusé : au début, l’équipe pensait pouvoir se poser sur un site de Viking 2 couvert de 20 % de roches ; à la fin, raconte-t-il en riant, elle n’en voulait plus aucune, nulle part.
Sources : JPL Science, page « Matthew Golombek » (scientifique des sites du programme depuis 2000, scientifique associé des MER de 2002 à 2019 et ses fonctions, scientifique de projet des MER de 2012 à 2019, publications de 2003 et 2005, médaille de 2012, distinction collective MSL de 2013) ; NASA, « 20 Years After Landing: How NASA’s Twin Rovers Changed Mars Science », 17 janvier 2024 (citation « Our twin rovers were the first to prove a wet, early Mars once existed… ») ; NASA, entretien d’histoire orale du 9 août 2022 (les conseils, Devon Kipp, l’appel d’offres du JPL, les ateliers ouverts de MSL et Mars 2020, la cartographie de MSL, Phoenix et ses 20 % de roches). L’année d’atterrissage de Phoenix (2008) vient du catalogue de la NASA (NSSDCA). Les paroles sont traduites de l’anglais.
Chapitre 5 · 2010 – 2016 InSight : un seul site, et vite
InSight est la mission de son plus vieil ami au JPL, Bruce Banerdt : un atterrisseur fixe chargé d’écouter les séismes de Mars et de mesurer sa chaleur interne. Matt Golombek y entre d’une manière bien à lui.
Un marché
Il avait participé aux propositions qui ont précédé InSight, dont la première, appelée GEMS, avant que la NASA n’exige un autre nom. Il propose alors un marché : InSight est une mission de géophysique et lui est géologue, mais il faudra bien se poser. « Il vous faut un site d’atterrissage, je suis votre homme », dit-il en substance, à condition de diriger la partie géologique de la mission. Dans la première proposition, le site tient en un paragraphe : la plaine d’Elysium remplit en gros les contraintes.
Contraintes et pas de science
Les contraintes sont sévères : une altitude inférieure à moins deux kilomètres, une latitude proche de l’équateur. Peu de régions de Mars les remplissent. Les extrémités de Valles Marineris sont trop rocheuses et trop encaissées pour une ellipse de 130 kilomètres ; la région d’Isidis a trop de roches et des couloirs de tempêtes ; les hautes terres sont criblées de grands cratères. Il reste l’ouest d’Elysium Planitia, peu rocheux et peu venteux. Fait inhabituel, l’équipe décide dès la phase d’étude que c’est là qu’on se posera, pour concevoir tout le vaisseau en fonction de ce seul site. Autre singularité : InSight n’a aucune contrainte scientifique de site. Il suffit d’un sol plat, sans roches, et assez meuble jusqu’à cinq mètres pour que la sonde de chaleur, la « taupe », puisse s’y enfoncer. « Je n’avais à parler à aucun scientifique en dehors de moi-même », plaisante-t-il.
Le 4 septembre 2013, la NASA annonce quatre sites candidats. « Nous avons choisi quatre sites qui paraissent les plus sûrs », explique-t-il : terrain surtout lisse, peu de roches, très peu de pente. Pour vérifier qu’aucun rocher ne bloquerait la sonde de chaleur sous la surface, l’équipe étudie les blocs projetés autour des cratères d’impact, qui révèlent ce qui se cache en profondeur.
Le secret de Mike Malin
Un obstacle inattendu surgit : la zone se trouve exactement au sud de Curiosity, sur les mêmes traces orbitales que les orbiteurs qui relaient ses données, et il faut près d’un an de négociations pour avoir le droit de photographier le site avec la caméra HiRISE de Mars Reconnaissance Orbiter. Mais un homme, raconte Golombek, savait faire : Mike Malin, responsable de la caméra CTX. Sans rien dire, il couvre 90 % de la zone avant même que HiRISE commence vraiment. L’équipe cartographie alors tout le terrain à six mètres par pixel et repère les « plaines lisses », presque sans roches. Chaque année, le choix se resserre : de seize ellipses à quatre, puis à deux ou trois, puis à une, retenue vers septembre 2016.
Une équipe agréable
Les projets, dit-il, ont des personnalités. InSight a toujours été agréable : Bruce Banerdt avait choisi des gens de qualité, et l’on travaillait dans une vraie camaraderie. Lors de la première réunion de l’équipe scientifique, à l’Institut de physique du globe de Paris, il commet un impair : commencer une réunion à 8 h 30, ce qui ne se fait pas en France.
Sources : NASA, entretien d’histoire orale avec M. Golombek, 9 août 2022 (Bruce Banerdt, GEMS, le marché, « You need a landing site, I’m your guy », le paragraphe de la proposition, les contraintes, Valles Marineris, Isidis, les hautes terres, Elysium, le choix dès la phase A, l’absence de contraintes scientifiques, la taupe et les cinq mètres, « I didn’t have to talk to any scientist outside of myself », les traces orbitales, l’année de négociation, Mike Malin et CTX, 90 %, six mètres par pixel, seize puis quatre ellipses, septembre 2016, la personnalité des projets, Paris et 8 h 30) ; NASA, « NASA Evaluates Four Candidate Sites for 2016 Mars Mission », 4 septembre 2013 (quatre sites, citation, blocs autour des cratères) ; JPL Science, page « Matthew Golombek » (co-investigateur d’InSight, responsable de la géologie et du site depuis 2012). La mention de la caméra CTX comme instrument de Malin vient du même entretien. Les paroles sont traduites de l’anglais.
Chapitre 6 · 2016 – 2019 L’attente, puis la première image
À la fin de 2016, tout est prêt pour InSight : le site est choisi, les revues internes et externes sont passées, la protection planétaire a validé l’absence d’eau ou de glace à moins de cinq mètres sous la surface. Et soudain, tout vacille.
« Armageddon arrive ! »
Vers Noël 2016, le projet annonce que le sismomètre n’est pas prêt : il n’arrive pas à garder le vide. Le lancement est annulé. Matt Golombek est en train d’écrire le grand article sur le choix du site et se demande s’il y aura encore une mission. Surtout, il s’inquiète : le site retenu est à peine plus bas que moins 2,5 kilomètres, et il n’existe aucun endroit plus bas dans la région. Or la pression atmosphérique de Mars varie de 25 % selon la saison, et l’on ne choisit pas la saison d’arrivée. Si l’atmosphère de 2018 est plus mince, il faudra tout recommencer. Pendant plusieurs semaines, raconte-t-il, il est « celui qui crie qu’Armageddon arrive ». Il suffit d’une semaine aux spécialistes de l’atmosphère pour le rassurer : en 2016, on arrivait juste avant le maximum de pression ; en 2018, juste après, à une pression presque identique. Le site est conservé. L’équipe continue simplement de le photographier et de cartographier ses roches.
Prier
Le jour de l’arrivée, explique-t-il en novembre 2018, il n’y a plus qu’à prier : une fois que l’engin a largué son étage de croisière, on ne contrôle plus rien. InSight se pose le 26 novembre 2018. Tout le monde saute de joie en recevant le signal qui confirme l’atterrissage. Lui attend : il lui faut la première image, pour voir si la surface ressemble à ce qu’il avait prédit. Quand elle arrive, il saute à son tour : c’est à peu près ce qu’on attendait. L’engin s’est posé exactement dans le type de terrain prévu.
Rolling Stones Rock
En se posant, InSight a projeté à environ un mètre un petit caillou, à peine plus gros qu’une balle de golf. En août 2019, l’équipe le baptise, de manière informelle, « Rolling Stones Rock », en l’honneur du groupe. « J’ai vu beaucoup de roches martiennes dans ma carrière, dit Golombek. Celle-ci ne figurera sans doute pas dans beaucoup d’articles scientifiques, mais c’est assurément l’une des plus sympas. »
Il décrit volontiers à quoi ressemblerait le site pour un visiteur : un désert très sec, des grains qui craquent sous les pieds, du sable d’où dépassent des roches, une température qui ne dépasse guère une quinzaine de degrés au plus chaud et varie de plus de cinquante degrés entre le jour et la nuit, et, bien sûr, l’obligation de porter un scaphandre.
Sources : NASA, entretien d’histoire orale du 9 août 2022 (les revues, la protection planétaire et les cinq mètres, l’annulation vers Noël 2016 et le vide du sismomètre, l’article en cours, moins 2,5 km, 25 % de variation, « Armageddon is coming! », une semaine, la pression de 2016 et 2018) ; NASA/JPL, podcast « On a Mission », épisodes « We Are the World », 19 novembre 2018 (prier, le largage de l’étage de croisière) et « Arrival », 19 novembre 2018 (la description du site, 60 °F au maximum, variations de cent degrés Fahrenheit, scaphandre) ; épisode « Bonus: InSight’s Insights », 1er octobre 2019 (la première image, le terrain prévu) ; NASA, « NASA-JPL Names ‘Rolling Stones Rock’ on Mars », 22 août 2019 (atterrissage du 26 novembre 2018, le caillou projeté d’un mètre, la balle de golf, le nom informel, la citation). Les degrés Fahrenheit ont été convertis par nos soins. Les paroles sont traduites de l’anglais.
Troisième partie
Toujours plus précis
2014 – 2022
Chapitre 7 · 2014 – 2021 Perseverance : la carte de chaque mètre
Avec InSight, Matt Golombek pensait avoir atteint le maximum de ce que l’on pouvait faire pour choisir un site. Perseverance va lui prouver le contraire. « Même si l’on refait la même tâche une deuxième fois, dit-il, il y a toujours des surprises. »
De meilleurs outils
Pour InSight, son équipe a mis au point une méthode bien plus élaborée pour assembler les modèles numériques de terrain obtenus à partir des images de la caméra CTX, sans ces « falaises » artificielles aux raccords qui auraient fait croire à un engin qu’il se posait au bord d’un précipice. Elle découpe l’ellipse en carrés de 150 mètres de côté, mesure dans chacun la répartition des pentes et des roches, et calcule la probabilité de réussir l’atterrissage. Une simulation de tous les points d’impact possibles donne un seul chiffre : la probabilité de succès dans toute l’ellipse.
Le pari de la navigation relative au terrain
Pour Mars 2020, la cible est presque un cercle d’environ dix kilomètres, la plus petite jamais visée. Le vaisseau dispose d’un nouveau système, la navigation relative au terrain : en descendant, il reconnaît où il se trouve et peut se dérouter de quelques centaines de mètres vers l’endroit le plus sûr. Mais il n’a pas d’évitement d’obstacles en temps réel : il va là où la carte préparée à l’avance dit que c’est sûr. Tout repose donc sur les géologues. Le site retenu, Jezero, contient des falaises : jamais, sans ce système, on ne l’aurait visé.
Il faut produire les cartes de base les mieux calées jamais réalisées sur Mars, et une carte des dangers à l’échelle du mètre. « Si je me trompe en disant qu’un endroit est sûr, et qu’il ne l’est pas, quelle tête va tomber ? dit-il. Celle de Golombek. » Résultat : 90 % de l’ellipse présentait au moins 10 % de dangers. Perseverance s’est posé dans les 8 % jugés sûrs, après un travail que personne n’avait jamais fait, des stagiaires examinant un à un des emplacements. Sans l’étape intermédiaire d’InSight, pense-t-il, on n’y serait pas arrivé.
Des pistes pour un hélicoptère
Depuis 2014, il est aussi chargé, pour l’hélicoptère Ingenuity embarqué avec Perseverance, de diriger le choix des « aérodromes » où l’engin se pose entre deux vols.
Sources : NASA, entretien d’histoire orale du 9 août 2022 (« even if you do the same task again a second time, there’s always surprises », les modèles CTX et leurs raccords, les carrés de 150 m, la probabilité de succès et la simulation, le cercle d’environ 10 km, la navigation relative au terrain, la déviation de quelques centaines de mètres, l’absence d’évitement d’obstacles, les falaises, les cartes, « whose head’s gonna roll… It’s Golombek’s », 90 % et 10 %, les 8 %, les stagiaires, l’étape d’InSight) ; JPL Science, page « Matthew Golombek » (responsable du choix des aérodromes d’Ingenuity depuis 2014). Le nom du site de Mars 2020, Jezero, vient du communiqué de la NASA du 19 novembre 2018. Les paroles sont traduites de l’anglais.
Chapitre 8 · Depuis 2021 Cent vingt mètres
Depuis 2021, Matt Golombek préside le « Conseil des terrains » scientifique du programme de retour d’échantillons martiens. Et cette fois, la précision demandée dépasse tout ce qu’il a connu.
Plus difficile à chaque fois
« Ne me parlez même pas du retour d’échantillons », dit-il en riant en 2022 : les ellipses d’atterrissage n’y font que 120 mètres. On pourrait croire que c’est une bonne nouvelle. Mais il faut alors trouver, sur 120 mètres, un endroit sûr alors que les roches dangereuses sont trop petites pour être vues même sur les images de HiRISE. Les outils de base, explique-t-il, n’ont pas tellement changé ; ce sont les exigences, poussées à l’extrême, qui rendent la tâche toujours plus difficile.
Transmettre
Il enseigne aussi : depuis 2012, il est chercheur associé et chargé de cours en science planétaire à l’Institut de technologie de Californie. Il a été professeur invité à l’Institut de physique du globe de Paris en 2001. Ses chiffres servent bien au-delà des géologues. Marleen Martinez Sundgaard, qui a compté des roches martiennes lors de stages au JPL avant de travailler sur InSight, raconte que pour préparer l’espace de travail de l’atterrisseur, elle part des probabilités de roches données par Matt Golombek : quand il annonce « 10 % de couverture rocheuse », elle sait exactement ce que cela veut dire, et que ce n’est pas beaucoup.
À la fin de son entretien de 2022, il remercie l’historien Erik Conway pour son travail : au JPL, dit-il, les choses disparaissent quand on en a fini avec elles, et les gens s’en vont.
Les distinctions
Il a reçu le prix G. K. Gilbert de la division de géologie planétaire de la Société géologique d’Amérique en 2015, dont il est membre élu, ainsi que les prix d’anciens élèves de l’université du Massachusetts et de Rutgers.
Sources : JPL Science, page « Matthew Golombek » (président du Conseil des terrains du retour d’échantillons depuis 2021, Caltech depuis avril 2012, IPGP de mars à juin 2001, prix Gilbert de 2015, fellow de la GSA, prix d’anciens élèves de 1998 et 2014) ; NASA, entretien d’histoire orale du 9 août 2022 (« don’t even ask me about sample return », 120 mètres, HiRISE, les exigences, les remerciements à E. Conway) ; NASA/JPL, podcast « On a Mission », épisode « True Grit on the Road to Mars », 5 novembre 2018 (M. Martinez Sundgaard, ses stages et le comptage des roches, l’espace de travail, les probabilités de M. Golombek, les 10 %). Les paroles sont traduites de l’anglais.
Épilogue
Matt Golombek et Mars
Chapitre 9 · La leçon Ce que Matt Golombek laisse à Mars
Aucune science ne se fait sur Mars sans un atterrissage réussi. Matt Golombek a passé sa carrière sur cette évidence. Elle vaudra pour les premiers équipages comme pour les robots.
La sécurité d’abord, la science ensuite
Un site doit d’abord permettre de se poser sans danger. Mais il doit aussi être intéressant : à Ares Vallis, il a choisi un site un peu moins sûr qu’Isidis parce qu’il promettait davantage. Tout l’art est de trouver l’endroit où les deux exigences se rencontrent.
Prédire, puis vérifier
Sa méthode repose sur des prédictions chiffrées faites depuis l’orbite et sur des analogues terrestres, puis sur leur vérification une fois au sol. Chaque mission corrige les outils de la suivante : sans Pathfinder, pas de méthode pour les rovers ; sans InSight, pas de carte au mètre pour Perseverance.
Les humains auront besoin de lui
Un équipage martien devra se poser sur un site encore plus précis, avec des habitats, de l’énergie, des ressources. Il faudra cartographier le terrain au mètre, et peut-être plus finement encore, avant le premier atterrissage habité. Le métier qu’a inventé Matt Golombek sera l’un des premiers maillons de cette chaîne.
Cette leçon est une réflexion de l’auteur de ce livre, à partir des faits rapportés dans les chapitres précédents, où leurs sources sont indiquées.
Annexes
Pour aller plus loin
Annexe Comprendre le métier de Matt Golombek
Quelques notions, expliquées simplement, pour suivre ce livre.
L’ellipse d’atterrissage
Personne ne peut viser un point exact sur Mars. Les incertitudes de navigation, de position de la planète et d’état de l’atmosphère font que l’engin peut se poser n’importe où dans une zone allongée, en forme d’ellipse. Tout le terrain de cette ellipse doit être sûr, pas seulement son centre.
Le scientifique de projet
Le responsable scientifique d’une mission au sein du projet lui-même : il fait le lien entre les ingénieurs qui construisent et pilotent l’engin et les scientifiques qui l’utilisent.
La tectonique
L’étude des forces qui déforment la croûte d’une planète et des structures qu’elles laissent : failles, plis, rides. C’est la spécialité d’origine de Matt Golombek.
Le chenal d’écoulement et le cône de dépôt
Sur Mars, d’immenses vallées ont été creusées par des inondations soudaines et gigantesques. Là où l’eau ralentissait, à leur débouché, elle déposait les roches qu’elle avait arrachées en amont, formant un cône de dépôt.
L’analogue terrestre
Un paysage de la Terre qui ressemble à un site martien et permet de comprendre, sur le terrain, ce que l’on voit depuis l’orbite. Les Channeled Scablands de l’État de Washington, creusées par d’énormes inondations, ont servi d’analogue à Ares Vallis.
Le modèle numérique de terrain
Une carte en relief calculée par ordinateur à partir de deux images du même endroit prises sous des angles différents. Elle donne l’altitude de chaque point, et donc les pentes.
CTX et HiRISE
Deux caméras de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter. CTX photographie de grandes surfaces avec une résolution de quelques mètres ; HiRISE voit des détails beaucoup plus fins, mais sur de petites zones.
La navigation relative au terrain
Un système qui permet à un engin en descente de comparer ce que voit sa caméra avec une carte embarquée, de savoir où il se trouve, et de se dérouter vers une zone préalablement jugée sûre.
Ces explications sont des notions générales. Les faits propres à Matt Golombek sont sourcés dans les chapitres correspondants ; la définition de l’ellipse suit le résumé de 1997 de son équipe (incertitudes de navigation, d’éphémérides et d’atmosphère), celle de la navigation relative au terrain suit son entretien de 2022.
Annexe Chronologie
Les dates de la carrière de Matt Golombek, dans l’ordre, telles que les sources permettent de les établir.
1976. Licence de géologie, Rutgers College.
1978. Maîtrise de géologie et géophysique, université du Massachusetts.
1981. Doctorat, université du Massachusetts.
1981 – 1983. Chercheur postdoctoral au Lunar and Planetary Institute, Houston.
1992. Chapitre sur la tectonique de Mars avec B. Banerdt et K. Tanaka ; article sur la sismicité de Mars dans Science.
Octobre 1993. Feu vert de Mars Pathfinder ; il en devient le scientifique de projet (jusqu’en 1998).
18 – 19 avril 1994. Premier atelier sur le site d’atterrissage, à Houston.
Juin 1994. Choix provisoire d’Ares Vallis.
Septembre 1995. Second atelier, à Spokane et Moses Lake.
Mars 1996. Fin de la seconde phase de sélection.
4 juillet 1997. Atterrissage de Mars Pathfinder dans Ares Vallis.
1998. Médaille de la NASA pour réalisation scientifique exceptionnelle ; prix du JPL ; prix d’anciens élèves de Rutgers et de l’université du Massachusetts.
1999. Article avec N. Bridges sur l’érosion et le climat ancien de Mars.
2000. Scientifique des sites d’atterrissage du programme d’exploration de Mars.
Mars – juin 2001. Professeur invité à l’Institut de physique du globe de Paris.
2002 – 2019. Scientifique associé des rovers Spirit et Opportunity.
2003. Études sur le choix des sites des rovers et la répartition des roches.
2005. Évaluation des prédictions des sites des rovers, dans Nature.
2006. Chercheur senior (« Senior Research Scientist ») au JPL.
2012. Co-investigateur d’InSight ; scientifique de projet des rovers (jusqu’en 2019) ; enseignant à Caltech ; médaille pour service exceptionnel.
2013. Distinction collective pour l’atterrissage de Curiosity.
4 septembre 2013. Annonce des quatre sites candidats d’InSight.
2014. Responsable du choix des aérodromes d’Ingenuity ; prix d’ancien élève du département de géosciences de l’université du Massachusetts.
2015. Prix G. K. Gilbert.
Vers septembre 2016. Choix d’une seule ellipse pour InSight.
Vers Noël 2016. Report du lancement d’InSight.
19 novembre 2018. Choix du cratère Jezero pour Mars 2020.
26 novembre 2018. Atterrissage d’InSight.
22 août 2019. Annonce du nom « Rolling Stones Rock ».
2021. Président du Conseil des terrains du retour d’échantillons ; Perseverance se pose dans Jezero.
9 août 2022. Entretien d’histoire orale avec Erik Conway.
17 janvier 2024. Témoignage pour les vingt ans des rovers jumeaux.
Sources : celles des chapitres. L’année 2021 de l’atterrissage de Perseverance vient du catalogue de la NASA (NSSDCA).
Annexe Les personnages
Les personnes qui apparaissent dans ce livre, avec le rôle que leur donnent les sources.
Bruce Banerdt. Géophysicien du JPL, ami et collègue de Matt Golombek depuis leurs débuts, responsable scientifique de la mission InSight.
Kenneth Tanaka. Géologue, coauteur avec lui et Banerdt du chapitre de 1992 sur la tectonique de Mars.
Nathan Bridges. Coauteur de l’étude de 1999 sur l’érosion du site de Pathfinder.
Donna Shirley. Responsable du programme martien du JPL au temps de Pathfinder ; elle aimait citer son mot sur Titanic. Elle a sa propre biographie dans cette collection.
Devon Kipp. Ingénieur avec qui il a mis en place les conseils des terrains et des atmosphères.
Mike Malin. Responsable de la caméra CTX, qui a photographié la zone d’InSight avant tout le monde.
Marleen Martinez Sundgaard. Ingénieure d’InSight, qui préparait l’espace de travail de l’atterrisseur à partir de ses prévisions de roches.
Erik M. Conway. Historien du JPL, auteur de l’entretien d’histoire orale de 2022.
Sources : celles des chapitres où chacun apparaît.
Annexe Sources et méthode
Ce livre ne contient aucun dialogue imaginé, ni aucune pensée prêtée à quelqu’un sans texte pour l’appuyer. Cette annexe indique d’où viennent les faits et ce que les sources ne permettent pas d’établir.
Une personne vivante
Matt Golombek est vivant au moment où ce livre est écrit. Nous nous en sommes tenus à sa vie publique. Les sources consultées ne donnent ni sa date ni son lieu de naissance, ni l’année exacte de son entrée au JPL ; nous ne les avons pas inventées.
Les sources principales
La colonne vertébrale du livre est l’entretien d’histoire orale qu’il a accordé le 9 août 2022 à l’historien Erik M. Conway, publié par la NASA. S’y ajoutent sa page de chercheur sur le site scientifique du JPL (formation, fonctions, distinctions, publications), les résumés de ses articles sur le site de Mars Pathfinder conservés dans les archives techniques de la NASA (NTRS, 1994 à 1999), quatre épisodes du podcast « On a Mission » de la NASA et du JPL (2018 et 2019), et des communiqués de la NASA (2013, 2018, 2019, 2024). Son mot sur Titanic nous est connu par l’entretien de Donna Shirley à l’Academy of Achievement, en 1998. Les citations sont traduites par nos soins.
Ce qui ne concorde pas
Deux résumés de son équipe sur le site de Mars Pathfinder, dans les archives de la NASA, donnent des dimensions différentes pour l’ellipse d’atterrissage : 70 kilomètres sur 200 dans l’un, 100 sur 200 dans l’autre, qui parle d’« ellipses cibles » utilisées pour comparer tous les sites possibles. Nous avons retenu la première valeur, présentée comme celle de l’engin lui-même, en signalant l’écart. De même, la contrainte de latitude est formulée tantôt comme une bande de 10 à 20 degrés nord, tantôt comme « à 5 degrés près de 15 degrés nord » : les deux reviennent au même.
La longueur
Ce livre compte environ quatre mille sept cents mots. L’objectif fixé pour cette collection était de cent mille. Nous ne l’avons pas atteint, et nous préférons le dire. Les sources publiques sur Matt Golombek racontent surtout son travail ; elles disent très peu de chose de sa vie avant le JPL. En l’état, le texte ne contient que des faits que nous avons pu rattacher à une source.
Le portrait
Le portrait en tête de ce livre semble être une illustration composite ; nous n’avons pas pu en vérifier la provenance.
Sources en ligne
- NASA, entretien d’histoire orale avec Matthew Golombek, par Erik M. Conway (9 août 2022)
- JPL Science — Matthew Golombek
- M. P. Golombek et al., « Selection and Assessment of Predictions of the Mars Pathfinder Landing Site » (NTRS)
- M. P. Golombek et al., « Selection of the Mars Pathfinder Landing Site » (NTRS)
- NASA/JPL, On a Mission, « Arrival » (2018)
- NASA/JPL, On a Mission, « We Are the World » (2018)
- NASA/JPL, On a Mission, « True Grit on the Road to Mars » (2018)
- NASA/JPL, On a Mission, « Bonus: InSight’s Insights » (2019)
- NASA, « NASA Evaluates Four Candidate Sites for 2016 Mars Mission » (2013)
- NASA, « NASA-JPL Names ‘Rolling Stones Rock’ on Mars » (2019)
- NASA, « 20 Years After Landing: How NASA’s Twin Rovers Changed Mars Science » (2024)
Faits vérifiés auprès de ces sources le 10 octobre 2026.
Pour aller plus loin
Bibliothèque Mars
Ce livre prolonge la page par une architecture complète de colonie martienne. Le dossier ci-dessus reste volontairement autonome : Arcadia est un approfondissement facultatif, pas un préalable à la compréhension.
Arcadia — Manuel de la première cité martienne
