MCUBE — Déchiffrer les Mystères Majeurs de l'atmosphère de Mars (MCUBE)

L'exploration de Mars est entrée dans son âge d'or à la fin des années 90 avec les missions Mars Pathfinder et Mars Global Surveyor de la NASA, 12 ans après la dernière mission martienne réussie : la courte mission Phobos envoyée par les Soviétiques au milieu des années 80 et la mission Viking au seuil des 80. Depuis, NASA et ESA n'ont cessé d'envoyer des sondes à la surface et autour de Mars, faisant de Mars le corps extraterrestre le plus visité du système solaire. Depuis, Mars a progressivement arboré un nouveau visage grâce aux preuves recueillies d'une réelle activité comme la présence de changements rapides dans le paysage martien, l'apparition de tempêtes de poussière enveloppant toute la planète, ou encore la détection de gaz atmosphériques dont l'origine reste inconnue. Malgré cette exploration intense de Mars, son atmosphère est restée un domaine de recherche où restent beaucoup d'inconnues. Il est largement admis que l'atmosphère martienne ténue d'aujourd'hui n'est qu'un vestige d'une atmosphère auparavant plus dense et probablement plus chaude qui a pu permettre la formation de vastes étendues d'eau liquide pérenne. Cependant, recouvrer l'état de l'atmosphère martienne aux temps primitifs, c'est-à-dire il y a 3 à 4 milliards d'années, qui correspondent aux traces les plus anciennes d'eau liquide à la surface, nécessite une caractérisation et une compréhension complètes des processus qui contrôlent le climat actuel de Mars. Sans cette étape essentielle, toute extrapolation temporelle ne restera qu’un exercice académique laissant derrière lui plus de questions ouvertes que de mystères résolus. Le projet MCUBE est porté par la volonté de promouvoir l'un des partenariats les plus productifs de la communauté de l'exploration martienne et animé par deux laboratoires en France (LATMOS) et en Russie (IKI). Ces deux laboratoires sont engagés ensemble dans l'exploration spatiale par le biais d'ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) et Mars Express (MEX), les deux missions martiennes dirigées parl'ESA et Roscosmos qui orbitent et fonctionnent actuellement autour de Mars pour examiner la composition et les phénomènes présents dans l'atmosphère et en surface sur Mars. Les 2 laboratoires partagent la responsabilité scientifique d'un spectromètre infrarouge sur chaque mission : Le leader français de M3 est l'investigateur principal (PI) de SPICAM sur MEX, tandis que le leader russe est PI d'ACS sur TGO. Tous deux sont engagés dans un partenariat étroit pour déchiffrer les principales énigmes de l'atmosphère martienne et tenter de répondre aux questions suivantes : 1.Mars est-elle toujours "vivante" ? Y a-t-il des indices avérés d'émissions de gaz d'origine géophysique ou biogénique dans la composition de l'atmosphère, comme le méthane ? 2. Qu'est-ce qui régit le cycle actuel de l'eau sur Mars et celui de HDO, son isotope principal ? 3. Comment les aérosols interagissent-ils et contrôlent-ils le climat de Mars ? Répondre à ces questions fondamentales est le moteur même du partenariat mis en place au sein de notre consortium et ces réponses, MCUBE y a accès grâce aux instruments (MEX/SPICAM et TGO/ACS) développés et exploités respectivement par le leader français de MCUBE et de son partenaire russe. L'effort scientifique de MCUBE sera partagé par une équipe de chercheurs et d'ingénieurs très expérimentés ainsi que par du personnel non permanent qualifié. La nature même de la coopération existante entre les partenaires français et russes du MCUBE implique une répartition équilibrée et harmonieuse de la charge de travail et de la contribution scientifique et technique. La coopération historique entre le LATMOS et l’IKI donne la garantie que le projet MCUBE permettra de maximiser les bénéfices que la France peut retirer de sa contribution à l'exploration de Mars et à la rendre aussi visible et bénéfique pour la communauté scientifique que possible