Pascal Lee

Chapitre 1 · Années 1980 Quatre cent deux jours en Antarctique

Avant de travailler sur Mars, Pascal Lee a appris à vivre et à travailler dans le froid extrême. Sa formation commence à Paris ; son premier grand terrain est l’Antarctique.

La Sorbonne

Il étudie la physique à l’université Paris-Sorbonne, puis obtient un diplôme d’ingénieur en géologie et géophysique de l’ingénierie, délivré par Polytech-Sorbonne. Wikipédia date ce diplôme de 1987 et indique qu’il a été, de 1982 à 1987, secrétaire général du Cosmos Club de France.

Hiverner à Dumont d’Urville

Il passe ensuite quatre cent deux jours à la base antarctique française Dumont d’Urville, en y passant l’hiver. Il y est, en 1988, le géophysicien en chef de la station ; selon Wikipédia, ce séjour, de novembre 1987 à février 1989, correspond à son service national. Les États-Unis lui décerneront plus tard leur médaille du service antarctique.

Ce séjour fait de lui un homme de terrain polaire. Il retournera cinq fois en Antarctique pour des campagnes d’été, dont trois avec le programme américain de recherche de météorites ANSMET, et dirigera dans l’Arctique dix-sept campagnes d’été et cinq d’hiver. Au total, plus de trente expéditions polaires pour étudier Mars par comparaison avec la Terre.

Sources : SETI Institute, page « Pascal Lee » (diplôme de géologie et géophysique de l’université Paris-Sorbonne, hivernage de 402 jours à Dumont d’Urville, médaille du service antarctique des États-Unis, plus de 30 expéditions) ; National Space Society, « Pascal Lee Biography » (physique à Paris-Sorbonne, diplôme d’ingénieur de Polytech-Sorbonne, base française) ; Wikipédia en anglais, « Pascal Lee » (1987, Cosmos Club de France, service national de novembre 1987 à février 1989 ; source tertiaire) ; The Planetary Society, profil « Pascal Lee » (géophysicien en chef à Dumont d’Urville en 1988, cinq campagnes d’été en Antarctique dont trois avec ANSMET, 17 campagnes d’été et 5 d’hiver dans l’Arctique).

Chapitre 2 · Années 1990 Le dernier assistant de Carl Sagan

De l’Antarctique, Pascal Lee passe à l’université Cornell, dans l’État de New York, l’un des grands centres de la science planétaire américaine.

Cornell

Il y obtient une maîtrise, puis, en 1997, un doctorat d’astronomie et de sciences spatiales. Sa thèse porte sur les propriétés physiques et la transformation des régolithes et de l’intérieur des astéroïdes, c’est-à-dire de la couche de débris qui recouvre ces petits corps et de ce qui se cache dessous. Wikipédia date sa maîtrise de 1993.

À Cornell, il est le dernier assistant d’enseignement de Carl Sagan, l’astronome qui a fait connaître la science planétaire au grand public. Selon Wikipédia, il reviendra y enseigner un semestre comme professeur assistant invité en 2004.

Les petits corps

De cette formation, il garde un intérêt durable pour les petits corps du système solaire, en particulier les deux lunes de Mars, Phobos et Deimos.

Sources : SETI Institute, page « Pascal Lee » (maîtrise et doctorat de Cornell, doctorat en 1997, sujet de thèse, dernier assistant de Carl Sagan) ; National Space Society, « Pascal Lee Biography » (« Carl Sagan’s last T.A. », Phobos et Deimos) ; Wikipédia en anglais, « Pascal Lee » (maîtrise en 1993, semestre d’enseignement en 2004 ; source tertiaire).

Chapitre 3 · 1997 – 2005 Mars sur Terre

En 1997, l’année de son doctorat, Pascal Lee lance un projet qui va occuper sa vie : étudier Mars dans un cratère de l’Arctique canadien, sur l’île Devon.

Le cratère Haughton

Le cratère Haughton est une structure d’impact d’une vingtaine de kilomètres de diamètre, sur l’île Devon, dans le Haut-Arctique canadien. Ses brèches d’impact cimentées par la glace en font, selon la NASA, un excellent analogue de Mars. C’est là que Pascal Lee lance le projet Haughton-Mars, un projet de recherche en science planétaire et de préparation de l’exploration humaine. Il y fonde une station de recherche, que la Planetary Society présente comme la plus grande station polaire privée du monde. La NASA, l’Agence spatiale canadienne, le Mars Institute et le SETI Institute y conduisent des recherches. On surnomme le lieu « Mars sur Terre ».

Des vallées comme sur Mars

En 1999, avec des chercheurs du centre Ames de la NASA, de l’université d’Arizona et de l’Institut d’études géologiques du Canada, dont C. P. McKay et John W. Schutt, il décrit à Haughton de petites vallées qui pourraient servir d’analogues aux petites vallées de Mars. Ces vallées martiennes sont souvent présentées comme la preuve d’un climat ancien chaud et humide, où la pluie aurait ruisselé ; mais leur forme a des particularités, et les modèles de climat peinent à rendre le jeune Mars assez chaud pour qu’il pleuve.

D’autres travaux suivent : une étude géomagnétique aéroportée du cratère avec Brian Glass, du centre Ames, en 2001 et 2002 ; une étude, avec Charles Cockell et Gordon Osinski, sur le cratère comme habitat, où des micro-organismes vivent à l’intérieur des roches choquées par l’impact.

Le Mars Institute

En 2002, selon Wikipédia, il cofonde avec Marc Boucher le Mars Institute, une organisation de recherche dont il préside le conseil. Il travaille désormais à la fois pour le SETI Institute, le Mars Institute et le centre Ames de la NASA, en Californie, où il est basé.

Sources : NASA, « HMP 2014 Field Team leaves for Haughton Crater tests », 4 août 2014 (structure d’impact de 20 km, brèches cimentées par la glace, excellent analogue de Mars) ; SETI Institute, page « Pascal Lee » (directeur du NASA Haughton Mars Project, « Mars On Earth ») ; The Planetary Society, profil « Pascal Lee » (lancement en 1997, la station de recherche, « now the largest privately operated polar research station in the world », cofondateur et président du Mars Institute) ; NASA, blog « Haugton Mars Project – Sea-Ice Traverse Mission Completed », 24 mai 2010 (NASA, Agence spatiale canadienne, Mars Institute, SETI Institute) ; P. Lee et al., « Possible Analogs for Small Valleys on Mars at the Haughton Impact Crater Site », 1999 (NTRS 20000092052) ; B. J. Glass et P. Lee, 2001 et 2002 (NTRS 20010045180 et 20020046532) ; C. S. Cockell, G. R. Osinski et P. Lee, « The impact crater as a habitat », Astrobiology, 2003 (NTRS 20040087638) ; Wikipédia en anglais, « Pascal Lee » (Mars Institute en 2002 avec Marc Boucher ; source tertiaire) ; université du Maryland, 26 mars 2024 (SETI Institute et Mars Institute, basé au centre Ames).

Chapitre 4 · 2003 – 2005 Toujours froid, parfois humide

Pendant des décennies, on a pensé que le jeune Mars avait connu un climat chaud et humide, avec des pluies et des rivières. À partir de ce qu’il observe dans les régions polaires de la Terre, Pascal Lee propose une autre idée.

Une hypothèse à contre-courant

En 2003, avec Christopher McKay, du centre Ames de la NASA, il présente une synthèse au titre en forme de question : « Mars : toujours froid, parfois humide ? » En rassemblant les formes de terrain liées à l’eau observées dans deux régions polaires de la Terre, l’île Devon dans l’Arctique et les vallées sèches de l’Antarctique, les deux chercheurs mettent en doute la nécessité de longues périodes chaudes et humides dans le passé de Mars. Des épisodes brefs et locaux de circulation d’eau, déclenchés par des impacts, par une chaleur interne plus forte ou par de petits changements orbitaux, sous un climat global resté froid et à basse pression, pourraient suffire à expliquer les traces d’eau visibles à la surface. Un tel Mars s’accorderait aussi avec les difficultés des modèles de climat, qui peinent à réchauffer la planète.

La Planetary Society présente ce « modèle du Mars primitif froid » comme une idée qu’il a été le premier à proposer, à contre-courant des idées reçues.

Mesurer l’usure des cratères

En 2005, avec M. Boucher, B. J. Glass, C. P. McKay, G. R. Osinski, J. W. Schutt et d’autres, il compare l’usure du cratère Haughton, que l’on venait de montrer bien plus ancien qu’on ne le croyait, datant de l’Éocène et non du Miocène, à celle de cratères martiens de même taille. Les cratères conservent la mémoire du climat : leur état d’érosion, de remplissage, de recouvrement, renseigne sur ce qu’ils ont subi depuis leur formation. L’équipe en déduit des limites supérieures pour la vitesse d’érosion de Mars depuis la fin du Noachien, bien plus basses que celles publiées jusque-là. Mars n’aurait peut-être jamais été chaud et humide pendant de longues durées géologiques.

Sources : P. Lee et C. P. McKay, « Mars: Always Cold, Sometimes Wet? », Lunar and Planetary Science XXXIV, 2003 (NTRS 20030111298 : l’île Devon et les vallées sèches, les épisodes transitoires, le climat froid à basse pression, les modèles) ; The Planetary Society, profil « Pascal Lee » (« Cold Early Mars model », « counter to conventional wisdom ») ; P. Lee et al., « Mars, Always Cold, Sometimes Wet: New Constraints on Mars Denudation Rates and Climate Evolution from Analog Studies at Haughton Crater », 2005 (NTRS 20050170975 : coauteurs, âge éocène de Haughton, comparaison des cratères, limites supérieures des taux d’érosion). Christopher McKay a sa propre biographie dans cette collection.

Chapitre 5 · 2003 – 2014 Rouler vers Mars sur la banquise

À Haughton, on ne fait pas que de la géologie. On répète, dans le froid et l’isolement, les gestes des futurs explorateurs de la Lune et de Mars : rouler, forer, se soigner, communiquer avec un centre de contrôle lointain.

Simuler une blessure sur la Lune

En 2006, avec des équipes de la NASA et de l’Agence spatiale canadienne, il participe à une simulation sur l’île Devon : comment évacuer un astronaute blessé lors d’une sortie sur la Lune, le stabiliser, le ramener à l’habitat et transmettre ses données médicales à plusieurs centres de contrôle. Les scénarios s’inspirent des sorties d’Apollo et d’échanges avec des astronautes de cette époque. Selon Wikipédia, il dirige en juillet 2008 la première traversée simulée en rover pressurisé de la NASA à Haughton, et teste comme pilote-scientifique, en août 2008, un prototype de rover habité en Arizona.

Le passage du Nord-Ouest

Pour amener jusqu’à l’île Devon un véhicule simulant un futur rover pressurisé, le Mars Institute organise l’expédition du passage du Nord-Ouest, conduite par Pascal Lee. En avril 2009, la première étape couvre près de 500 kilomètres sur la banquise, de Kugluktuk à Cambridge Bay, au Nunavut : la plus longue distance jamais parcourue sur la glace de mer par un véhicule routier, selon un billet du projet publié par la NASA. Pendant ce trajet, l’équipage prélève des échantillons à l’intérieur du rover et sur la neige intacte autour de lui. Les analyses montreront 69 types de bactéries et 16 de champignons à l’intérieur, mais presque rien dehors : un résultat utile pour la protection planétaire des futures missions humaines sur Mars.

Le 5 mai 2010, l’équipe repart de Resolute Bay, sur l’île Cornwallis, à bord du Moon-1 Humvee Rover et de deux motoneiges : Pascal Lee, Joe Amarualik, John W. Schutt, Jesse Weaver, et deux documentaristes de Jules Verne Adventures, Jean-Christophe Jeauffre et Mark Carroll. Les tempêtes de neige immobilisent le convoi plusieurs jours ; la glace est très accidentée. Le véhicule doit être réparé sur la banquise, et Lee envoie deux hommes en motoneige chercher des pièces à la station. Le 16 mai au soir, après treize jours et 150 kilomètres, le rover atteint la terre ferme à Domville Point, sur l’île Devon. « C’est à la fois une grande joie et un soulagement de poser notre Moon-1 sur la terre ferme de l’île Devon, dit Lee. Cette dernière traversée de la banquise a été tout un défi, mais nous avions une équipe et un véhicule fantastiques, et nous avons simplement continué. » L’expédition fait l’objet d’un documentaire primé, Passage to Mars.

Robots et foreuses

La station accueille aussi des robots et des foreuses. En 2010, pour la quatorzième saison du projet, les robots K10 du centre Ames reprennent les traversées géologiques que Lee avait simulées en 2009 avec Mark Helper et Essam Heggy, pour étudier comment des robots pourraient poursuivre le travail des astronautes. En 2014, avec Brian Glass, il retourne à Haughton tester une nouvelle foreuse destinée à atteindre le sous-sol martien.

Sources : R. A. Scheuring et al., dont P. Lee (Mars Institute), « Haughton-Mars Project (HMP)/NASA 2006 Lunar Medical Contingency Simulation: An Overview », 2006 (NTRS 20060056230) ; Wikipédia en anglais, « Pascal Lee » (juillet et août 2008 ; source tertiaire) ; A. C. Schuerger et P. Lee, Astrobiology, 2015 (NTRS 20150020808 : avril 2009, Kugluktuk-Cambridge Bay, 496 km, échantillons, 69 bactéries et 16 champignons, protection planétaire) ; NASA, blogs du projet Haughton-Mars, mai 2010 (départ du 5 mai, équipe, Moon-1 Humvee Rover, réparations et motoneiges, arrivée du 16 mai à Domville Point, 13 jours, 150 km, citation, 494 km en 2009 et record sur la glace de mer) ; SETI Institute, page « Pascal Lee » (documentaire Passage to Mars) ; NASA, « NASA Simulates Lunar and Planetary Exploration at Harsh Arctic Impact Crater Site », 3 août 2010, et blog « HMP-2010 », 20 juillet 2010 (14e saison, K10, Helper et Heggy) ; NASA, « HMP 2014 Field Team leaves for Haughton Crater tests », 4 août 2014. Les paroles sont traduites de l’anglais.

Chapitre 6 · 2015 – 2024 Noctis, un lieu pour les premiers humains

À force de préparer l’exploration humaine, Pascal Lee finit par proposer un endroit précis de Mars où les premiers équipages pourraient se poser. Neuf ans plus tard, il découvre un volcan dans cette même région de Noctis.

Noctis Landing

En 2015, avec des collègues du SETI Institute, du Mars Institute, des centres Ames et Johnson de la NASA et de Cornell, il propose un site d’atterrissage et une zone d’exploration pour les missions humaines : « Noctis Landing », à la croisée de la grande région volcanique de Tharsis et du système de canyons de Valles Marineris. Le site offre selon eux de nombreux sujets d’étude, chenaux, ravines, cratères, dépôts liés à l’eau, et l’hydrogène détecté depuis l’orbite suggère de 4 à 10 % d’eau dans le premier tiers de mètre du sol.

Un volcan caché

Le 13 mars 2024, à la cinquante-cinquième Conférence de science lunaire et planétaire, Pascal Lee et l’étudiant Sourabh Shubham, de l’université du Maryland, annoncent la découverte d’un volcan géant, profondément érodé, juste au sud de l’équateur, dans l’est de Tharsis. Ils l’ont repéré en étudiant la géologie de la région où ils avaient déjà trouvé les restes d’un glacier. Il s’élève à plus de 9 000 mètres et s’étend sur plus de 450 kilomètres ; les sondes l’avaient photographié dès 1971 sans qu’on le reconnaisse. « C’est un volcan ancien, actif longtemps, si profondément érodé qu’on pourrait le traverser à pied, en véhicule ou en volant », dit Lee. De la glace de glacier est sans doute encore préservée près de la surface, dans une région équatoriale relativement chaude.

Un homme aux nombreuses casquettes

Pascal Lee est aujourd’hui planétologue principal au SETI Institute, planétologue au Mars Institute et au centre Ames de la NASA, professeur à la Kepler Space University et scientifique en chef de Ceres Robotics, une entreprise qui fournit des services de transport lunaire à la NASA. Il siège au comité des Académies nationales des États-Unis sur une stratégie scientifique pour l’exploration humaine de Mars. Il défend l’idée de bases humaines à Clavius sur la Lune et à Noctis sur Mars.

Il a reçu le prix Sagan pour la vulgarisation scientifique, le prix Space Pioneer de la National Space Society et le prix Vision to Reality de la Space Frontier Foundation. En 2013, il publie un livre pour enfants, Mission: Mars. Il est aussi pilote commercial d’hélicoptère et instructeur, et peint à l’huile des tableaux sur l’exploration de Mars.

Sources : P. Lee et al., « Noctis Landing: A Proposed Landing Site/Exploration Zone for Human Missions to the Surface of Mars », 2015 (NTRS 20150021128 : institutions, Tharsis et Valles Marineris, régions d’intérêt, 4 à 10 % d’eau dans les 0,3 premiers mètres) ; université du Maryland, « UMD Geology Ph.D. Student Helps Discover Giant Volcano on Mars », 26 mars 2024 (13 mars 2024, 55e LPSC, Sourabh Shubham, équateur, Tharsis, plus de 29 600 pieds et plus de 280 miles, 1971, « It’s an ancient and long-lived volcano so deeply eroded that you could hike, drive or fly through it », la glace, le glacier trouvé auparavant) ; Astronomy, « Scientists discover an ancient volcano near the martian equator », mars 2024, tel que résumé par une recherche Web (situation dans Noctis Labyrinthus, nom provisoire) ; SETI Institute, page « Pascal Lee » (fonctions, Ceres Robotics, comité des Académies, Clavius et Noctis, prix, Mission: Mars, hélicoptère, peinture) ; National Space Society, « Pascal Lee Biography ». Les pieds et les miles ont été convertis par nos soins. Les paroles sont traduites de l’anglais.