Imaginez un engin capable de se poser sur un astre sans jamais vraiment freiner sa chute. Ce n’est pas de la science-fiction, c’est le pari un peu fou que s’apprêtent à tenter la France et l’Allemagne avec leur rover Idefix, embarqué à bord de la mission japonaise MMX. En ce début d’automne, alors que le compte à rebours avant le décollage depuis Tanegashima s’égrène, les équipes du CNES et du DLR peaufinent les derniers réglages d’un engin qui va devoir apprivoiser l’un des environnements les plus déroutants du système solaire : celui de Phobos, la plus grande des deux lunes de Mars.

Sur Phobos, même tomber suffit pour se poser

Sur Terre, se poser en douceur relève d’un exercice technique redoutable, fait de rétrofusées, de parachutes et de calculs de trajectoire millimétrés. Sur Phobos, le problème se pose presque à l’envers. La gravité y est si faible qu’un simple lâcher depuis quelques dizaines de mètres d’altitude suffit à faire office d’atterrissage. Lors d’un des passages les plus proches de la sonde MMX au-dessus de la petite lune martienne, Idefix sera largué à une hauteur comprise entre 40 et 100 mètres. Sur notre planète, une telle chute serait fatale en quelques secondes à peine. Sur Phobos, elle durera entre 60 et 80 secondes, le temps pour le rover de descendre presque au ralenti avant de toucher le sol à une vitesse inférieure à un mètre par seconde.

Ce détail, presque anecdotique en apparence, résume à lui seul toute la singularité de la mission. Là où les ingénieurs cherchent d’habitude à ralentir un engin qui plonge trop vite, ceux du CNES et du DLR ont dû composer avec l’inverse : une chute si lente qu’elle en devient presque hypnotique, et qu’il fallait pourtant simuler avec précision avant le grand jour.

Idefix, le rover qui pèse moins qu’un vélo mais pas par hasard

Avec ses 45 x 40 x 35 centimètres, Idefix a à peu près la carrure d’un four à micro-ondes posé sur quatre roues. Son poids, un peu moins de 25 kilogrammes, en fait un poids plume comparé aux gros rovers martiens habitués à parcourir des kilomètres sur la planète rouge. Mais ce choix n’a rien d’un hasard : chaque gramme économisé compte lorsqu’il faut expédier un engin à des dizaines de millions de kilomètres de la Terre, arrimé à une sonde principale qui doit elle-même transporter du carburant, des instruments scientifiques et de quoi ramener des échantillons.

Pour fonctionner de façon autonome une fois posé, le petit rover s’appuie sur quatre panneaux solaires miniatures, capables de délivrer chacun une puissance maximale d’environ 15 watts. De quoi alimenter ses instruments et ses systèmes de communication, relayés ensuite vers la Terre par la sonde MMX elle-même, restée en orbite autour de Phobos. Cette dépendance au relais orbital n’est pas anodine : c’est justement elle qui limitera la durée de la mission au sol à environ une centaine de jours, le temps que MMX s’éloigne progressivement de la lune martienne pour poursuivre son propre programme scientifique.

Onze mètres par seconde : la vitesse qui sépare l’atterrissage du décollage involontaire

Voici le cœur du problème, et sans doute la donnée la plus vertigineuse de toute cette mission : sur Phobos, la pesanteur ne vaut qu’environ un millième de celle que nous connaissons sur Terre, exactement 1 800 fois plus faible. Une conséquence directe et presque comique de cette faiblesse extrême : le rover de 25 kilogrammes, une fois posé, ne pèsera plus que l’équivalent de 15 grammes, soit à peu près le poids d’une plaque de chocolat.

Mais cette légèreté a un revers redoutable. Sur un corps aussi petit et aussi peu massif que Phobos, la vitesse de libération, c’est-à-dire la vitesse au-delà de laquelle un objet échappe définitivement à l’attraction gravitationnelle et repart dans l’espace, avoisine seulement 11 mètres par seconde. Pour donner un ordre d’idée, un coureur du 100 mètres olympique franchit cette barre sans effort. Autrement dit, si Idefix accélérait un peu trop, ou rebondissait maladroitement en touchant le sol, il pourrait littéralement s’envoler de la surface de Phobos et se perdre dans le vide, sans aucune chance de retour. C’est cette contrainte, aussi étrange qu’elle puisse paraître, qui a dicté toute la philosophie de conception du rover.

Rouler à l’allure d’un escargot, la seule option pour ne pas s’envoler

Face à ce risque bien réel de décollage accidentel, les ingénieurs du DLR ont dû repenser jusqu’à la forme des roues du petit engin. Sur Phobos, la pression de contact au sol est extrêmement faible, et personne ne sait vraiment de quoi est fait ce sol : une roche compacte, une poussière volatile, ou quelque chose qui ressemblerait davantage à de la neige poudreuse ? Face à cette incertitude, les équipes ont opté pour des roues en forme de roues à aubes, conçues pour offrir une prise suffisante sans jamais générer d’à-coups susceptibles de propulser le rover vers le haut.

Résultat, Idefix ne roulera pas, il se déplacera plutôt à l’allure d’un escargot méticuleux, quelques centimètres par seconde tout au plus, dans une zone d’atterrissage relativement généreuse d’environ 100 mètres de diamètre, bien plus vaste que la zone de 20 mètres sur 20 réservée à la sonde MMX elle-même. Pour valider ce comportement avant le grand saut, les équipes ont eu recours à une astuce aussi simple qu’ingénieuse en laboratoire : elles ont laissé tomber un prototype du rover d’une hauteur de seulement 5 centimètres, une chute suffisante pour reproduire fidèlement les conditions gravitationnelles extrêmes de Phobos sans quitter la Terre.

Ce que la mission MMX changera dans notre connaissance des lunes martiennes

Au-delà de la prouesse technique que représente ce petit rover franco-allemand, l’enjeu scientifique de la mission MMX dépasse largement le simple exploit d’ingénierie. Phobos reste une énigme pour les astronomes : s’agit-il d’un astéroïde capturé par la gravité martienne, ou d’un fragment issu d’un impact ancien sur Mars elle-même ? Les données recueillies par Idefix, couplées à celles de la sonde principale qui doit ramener des échantillons sur Terre, pourraient enfin trancher ce débat qui anime la communauté scientifique depuis des décennies.

En attendant le décollage prévu ce mois-ci depuis le centre spatial de Tanegashima, cette mission franco-germano-japonaise incarne une forme de coopération spatiale assez rare, où chaque partenaire apporte une pièce du puzzle. Le petit rover de 25 kilogrammes deviendra, s’il réussit sa mission, le premier engin jamais posé et jamais capable de se déplacer sur la surface de Phobos, ouvrant la voie à une meilleure compréhension de ces satellites martiens si particuliers.

Entre chute contrôlée et vitesse de libération frôlée d’un rien, Idefix illustre à merveille combien l’exploration spatiale sait parfois transformer une contrainte apparemment insurmontable en une solution d’une élégante simplicité. Reste à voir si, une fois posé sur ce sol encore mystérieux, le petit rover confirmera toutes les promesses placées en lui, et ce que Phobos nous révélera enfin sur ses origines encore débattues.