Le Monde - 18.03.2020

ACTUALITÉ LE MONDE·SCIENCE & MÉDECINE MERCREDI 18 MARS 2020 | 3

La mission ExoMars reportée à 2022

ESPACE - Des problèmes de parachutes, d’avaries électriques et de logiciels ont contraint les équipes du programme russo-européen à attendre une prochaine fenêtre de tir

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e fut, de l’aveu même de Jan Wörner, « une décision très difficile ». Mais le direc teur de l’Agence spatiale euro péenne (ESA), en accord avec Dmi tri Rogozine, son homologue russe, l’a prise et annoncée offi ciellement jeudi 12 mars : la mis sion ExoMars, destinée à déposer sur la Planète rouge un atterris seur russe et un rover européen a été repoussée de deux ans. Elle devait à l’origine décoller cet été et faire partie de la rafale des quatre missions spatiales – les trois autres étant l’américaine Mars 2020, la chinoise Huoxing1 et Hope des Emirats arabes unis – profitant de la fenêtre de tir de 2020 vers Mars. Etant donné que, pour des raisons d’alignement pla nétaire, cette fenêtre ne s’ouvre que tous les vingtsix mois, Exo Mars devra désormais attendre la suivante et quittera la Terre entre août et octobre 2022. Contrairement à la litanie ac tuelle de reports et d’annulations en tout genre, cette décision n’a que très peu de rapport avec la pandémie de Covid19. Problè mes techniques et retards dans la phase préparatoire en consti tuent les causes principales. Trois points ont été mis en avant. Le premier concerne le mo dule de descente : « Quatre équipe ments ont montré des problèmes électriques pendant les tests et au moins un doit être retourné au fa bricant, explique François Spoto, chef du programme ExoMars à l’ESA. Ce ne sont pas des dispositifs d’une très grande complexité, mais ils remplissent des tâches importantes comme commander l’ouverture des parachutes ou les vannes des rétrofusées », qui frei nent l’atterrisseur juste avant qu’il ne se pose. « On ne peut pas faire de compromis avec ces systè meslà », ajoute François Spoto. Connu depuis longtemps, le deuxième problème est celui des parachutes censés ralentir l’atter risseur après son entrée dans l’at mosphère martienne. Des tests réalisés en 2019 avaient mis en évidence des brûlures et des dé chirures lors de l’extraction des dits parachutes. Après un change ment dans le design des sacs qui les contiennent, des premiers es sais effectués au sol en décembre ont obtenu de bons résultats.

Ceuxci devaient être confirmés en février et mars par des tests à haute altitude depuis des ballons sondes. Toutefois le calendrier a dérivé car la société américaine qui doit les réaliser a donné la priorité aux essais de la capsule spatiale Starliner de Boeing. Les tests des parachutes d’ExoMars ont donc été reprogrammés pour la fin marsdébut avril mais la décision annoncée le 11 mars par Donald Trump d’interdire l’entrée des Européens sur le sol américain pour trente jours com plique les choses...

« Prudence et circonspection » Le troisième et dernier point fai ble concerne le logiciel de bord de la mission. Si l’ESA avait décidé de décoller cet été, « toutes les valida tions n’auraient pas pu être faites avant le départ, explique François Spoto. Il aurait certes été possible de télécharger la dernière version du logiciel pendant la phase du voyage vers Mars, mais ç’aurait quand même été prendre un ris que ». La prudence l’a donc em porté, d’autant plus que l’ESA a

par le passé déjà subi deux revers martiens cuisants : en 2003 avec l’échec de la mission Beagle2 et en 2016 lorsque le démonstrateur Schiaparelli s’est écrasé à l’atter rissage. « ExoMars est un pro grammephare européen à 2 mil liards d’euros, rappelle François Spoto, et nous voulons absolu ment que ce soit un succès. Comme Mars est un domaine où l’ESA a une expérience limitée, il faut paver notre chemin avec pru dence et circonspection. » Si l’Agence spatiale européenne a « gagné » deux ans avec ce énième report – au tout début du projet, le décollage était prévu pour 2009 –, pas question pour autant de prendre son temps. « Plus tôt le satellite sera prêt, mieux ce sera », affirme avec force François Spoto. Lequel pointe le territoire inconnu qui s’ouvre de vant lui, celui du stockage des engins pendant deux ans, qui n’a jamais été étudié dans le détail : « Il faut que ce soit fait dans un environnement ultrapropre afin d’éviter toute pollution du labora toire du rover. »

Ce dernier ayant pour objectif de chercher des traces de vie pas sée sur Mars, il ne doit pas empor ter avec lui de matière organique terrestre qui fausserait les mesu res une fois sur place. D’où l’idée d’assurer, sur son lieu de stoc kage, une ventilation perma nente avec un gaz propre, et sans doute aussi de chauffer le labora toire avant son départ, afin de le stériliser. « Il faudra aussi activer régulièrement le rover pour en faire tourner les mécanismes et vérifier la bonne répartition des lubrifiants qu’ils contiennent », ajoute François Spoto. Tout en reconnaissant que la déception était immense au sein d’équipes qui ont travaillé en continu depuis des mois pour te nir un décollage à l’été 2020, Jan Wörner a assuré, non sans philoso phie, qu’en 2022, « nous aurons le même lanceur, le même site d’atter rissage, la même planète et la même mission ». Effectivement, en ces temps de profonde incertitude, il est rassurant de savoir que, dans deux ans, Mars sera toujours là... pierre barthélémy

Installation du système de caméra panoramique sur le rover Rosalind Franklin de la mission ExoMars, en août 2019. MAX ALEXANDER/AIRBUS

Le secret de la bombe à eau percé

PHYSIQUE - Après une modélisation réussie de l’objet, des chercheurs envisagent ses applications

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arfois une expérience ne marche pas et compren dre pourquoi donne lieu à une belle publication scientifi que dans une revue. En guise d’expérience, une petite équipe de l’université de Princeton (New Jersey, EtatsUnis) cherchait à faire exploser des... bombes à eau. Sans y parvenir dans un premier temps, comme elle l’explique dans Nature Physics du 16 mars. Etienne JambonPuillet, à l’ori gine du projet et qui avait déjà étudié l’impact de gouttes sur des surfaces, s’est demandé ce qu’il en est de liquides encapsulés dans des coques élastiques, autrement dit des bombes à eau, ce jouet qui éclabousse les passants. « Il y avait peu d’articles sur ce sujet alors que cette situation de fluide enfermé dans une membrane est très fré quente, que l’on pense aux outres antiques ou à nos cellules biologi

ques », rapporte PierreThomas Brun, le responsable de l’équipe. Les chercheurs ont commencé par fabriquer des coques polymè res de différentes tailles, jusqu’à 5 centimètres de diamètre, et de 300 micromètres d’épaisseur. Puis ils les ont lâchées d’une certaine hauteur sur le sol, avant de construire un canon pour aug menter les vitesses d’impact jusqu’à 100 km/h. Mais rien, pas d’explosion! « Une vraie sur prise », témoigne Etienne Jam bonPuillet. La sphère touche le sol, s’étale sur la surface et rebon dit, comme le détaillent des ima ges prises en caméra rapide. Les nombreux essais montrent que le rayon d’étalement peut atteindre trois fois le rayon initial. L’énergie cinétique est dissipée en énergie élastique, ce qui déforme la membrane. « Ce qui est joli dans cet article, c’est l’analogie qu’ils font entre les gouttes et les capsules. A la

fin tout est clair et le modèle mar che », estime Christophe Josse rand, directeur de recherche au CNRS à l’Ecole polytechnique. La tension de surface qui maintient les gouttes sphériques est en effet remplacée par l’élasticité de la membrane et les équations qui fonctionnent dans le premier cas, s’adaptent au second.

Limiter les effets des LBD Cette réussite de modélisation et cet « échec » expérimental con duisent néanmoins l’équipe à la solution. Une bombe à eau ex plose car le contenant élastique est plus rempli que son volume initial. La membrane est donc déjà tendue avant l’impact et ce dernier finit en quelque sorte le travail jusqu’à la rupture. Avec cette fois de vrais jouets de farces et attrapes achetés dans le com merce, les chercheurs valident leur idée et éclaboussent enfin le

laboratoire. « Nous savons main tenant contrôler quand une cap sule enfermant du liquide peut éclater ou non à l’impact, souli gne PierreThomas Brun. Cela donne des idées d’applications ». Et de rêver d’envoyer des boulets d’eau pour éteindre les incen dies, plutôt que des largages en altitude comme aujourd’hui. Ou bien des bombes à eau plus sim ples à manipuler que des extinc teurs. Ou encore de limiter les ef fets des projectiles, comme ceux des lanceurs de balles de défense (LBD), en faisant en sorte qu’ils éclatent à vitesse plus faible, pour limiter les chocs. « C’est l’esprit de notre labora toire : étudier des curiosités anodi nes par un travail sérieux et qui peuvent avoir des débouchés », résume le chercheur, qui est en train de déposer un brevet sur d’autres applications. david larousserie

P H Y S I Q U E Des feuilles artificielles qui ne givrent pas Lutter contre le givre est parfois vital, comme en aéronautique où les surfaces glacées peuvent modifier les écoulements d’air et perturber les trajectoires. Une équipe de l’université Northwestern (Illinois, EtatsUnis) a testé avec succès un nouveau type de surface réduisant la condensation en glace de près de 50 %. L’idée s’inspire des feuilles des plantes sur lesquelles le givre n’est pas réparti uniformément. Les parties convexes, comme les nervures, sont plus gelées que les parties creuses. Les chercheurs ont donc hérissé leur surface d’aluminium de dents plus ou moins pointues de 5 mm de haut et constaté que la glace ne se loge pas au fond des creux. > Y. Yao et al., « PNAS », 10 mars.

A S T R O N O M I E Une surface cométaire salée Bien que mise à l’arrêt depuis 2016, la sonde Rosetta, qui a observé pendant deux ans la comète TchourioumovGuérassimenko, continue de faire parler d’elle. Un de ses instruments a repéré des sels d’ammonium, constitués d’azote, à la surface de l’astre. Jus qu’à présent, cette molécule avait seulement été détectée dans une poussière éjectée de la

comète par un autre instrument de Rosetta. Pour être convaincus de la présence de ce sel, les chercheurs ont dû reproduire sur Terre plusieurs mélanges analogues à la sur face de Tchouri. Cette découverte explique rait pourquoi l’azote n’avait jusqu’alors pas été repéré autour des comètes, car sous la forme de sels la détection est plus difficile. Les chercheurs estiment que c’est sous cette apparence que l’azote serait majoritaire ment présent sur les comètes ou astéroïdes. (PHOTO : DLR, CC-BY 3.0) > O. Poch et al., « Science », 13 mars.

T E C H N O L O G I E Un nez artificiel intelligent L’entreprise Intel, associée à l’université Cornell (EtatsUnis), a mis au point un algo rithme d’identification d’odorants qui sur passe nettement ses concurrents. Sur dix molécules odorantes (ammoniac, acétone, méthane...) présentées aléatoirement cent fois, le système a atteint 92 % de réussite, contre moins de 50 % pour d’autres techni ques. En outre, les échantillons présentés contenaient des odeurs parasites pour compliquer la tâche. L’algorithme s’inspire du bulbe olfactif qui répond à des bouffées de molécules et repose sur de l’apprentissage statistique en multipliant les exemples. Enfin, il a été installé sur un processeur d’Intel, Loihi, dont l’architecture est adaptée à ce genre de modélisation neuronale. > N. Iman et al., « Nature Machine Intelligence », 16 mars.

1 300 C’est, en années, la durée possible de persis- tance de briques de Lego dans la mer, selon une estimation de chercheurs de l’université de Plymouth parue dans Environmental Pollu- tion le 16 mars. Ces scientifiques ont analysé 50 pièces du célèbre jeu de construction récu- pérées sur des plages par les bénévoles. Puis ils les ont comparées, notamment grâce à leur composition chimique, à des briques de collec- tion, non érodées par l’eau salée. Les différen- ces en masse (de 3 % à 40 %) de perte, ainsi que la dégradation des couleurs, l’apparition de fractures ou de trous microscopiques font penser que ces plastiques pourraient persister dans l’environnement de 100 à 1 300 ans. Les chercheurs se demandent aussi comment ces Lego ont pu se retrouver dans les mers (cargai- son échouée, chute dans les toilettes puis éva- cuation dans les eaux usées ?), puis sur les plages, alors qu’ils sont plus lourds que l’eau.

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