Le Japon à l'assaut des lunes de Mars, avec l'espoir de ramener des échantillons de Phobos

Ce 19 octobre 2026 s'ouvre une fenêtre de tir en vue du possible lancement de la mission MMX, destinée à explorer Phobos, mais aussi Deimos, les deux étranges petites lunes de Mars. L'objectif est de rapporter sur Terre des échantillons du plus gros des deux satellites de la « planète rouge ». La France et l'Allemagne sont partenaires de ce projet.

Le moment est important pour la Jaxa, l'agence spatiale japonaise. L'heure de son opération « Martian Moons eXploration » est peut-être arrivée. Cette équipée robotique doit s'élancer depuis le centre spatial de l'île de Tanegashima. La fenêtre de tir pour la fusée H3 s'ouvre ce 19 octobre. Elle ne dure que 19 jours et la prochaine ne surviendra qu'à la fin de l'année 2028.

Cette ambitieuse sonde, dotée de son propre système de propulsion, part en effet vers la planète Mars, située, selon la position des deux planètes sur leurs orbites respectives, entre 55 et 400 millions de kilomètres de la planète Terre. L'objectif est de s'insérer en orbite martienne en août 2027, non loin de Phobos, puis d'évoluer à proximité pendant plusieurs années.

Sorte de « patate » de l'espace, d'un diamètre maximal de 27 kilomètres, la principale petite lune de la « planète rouge » se trouve à moins de 6 000 kilomètres du sol. L'objectif est de mieux comprendre son origine et l'histoire de leur système. On suppose que ce satellite, tout comme Deimos, gravitant à plus de 20 000 km d'altitude, est, soit un astéroïde capturé, soit les débris issus d'un impact survenu sur la planète.

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Plusieurs tentatives par le passé

Ce n'est pas la première fois qu'une agence tente de s'approcher de Phobos. En 1988, à quelques jours d'intervalle, les Soviétiques avaient lancé deux sondes dont l'objectif était d'orbiter autour de Mars et d'envoyer du matériel sur le sol de sa lune. L'une d'elles avait atteint le système en janvier 1989, photographiant 37 fois le satellite. Mais la phase d'approche et le largage avaient échoué.

Les Russes avaient retenté le coup en 2011, avec Phobos-Grunt, qui transportait du matériel chinois, première tentative mondiale de retour d'échantillons depuis la surface de cette lune. L'échec avait été encore plus cruel. En orbite terrestre basse, les moteurs de la sonde avaient refusé de s'allumer pour la propulsion dans l'espace profond. La sonde avait fini par se désintégrer dans le Pacifique.

De manière indirecte, depuis le début des années 1970, dans leurs quêtes martiennes, les Américains, les Européens et même les Émirats arabes unis, ont pu s'approcher de Phobos et Deimos. Mais personne à ce jour n'y a fait atterrir quoi que ce soit, et encore moins n'a ramené quoi que ce soit dans un laboratoire.

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Le Japon, un leader en retour d'échantillons

Par l'intermédiaire de leur agence, la Jaxa, et en partenariat scientifique avec leurs alliés, États-Unis en tête, les Japonais sont justement devenus, au cours des dernières décennies, de grands spécialistes mondiaux en matière de retours d'échantillons venant de sols extraterrestres, une discipline qui intéresse les géologues mais pas que.

Dans les années 1980, ils ont d'abord tenté de s'approcher de la célèbre comète de Halley, puis de Mars, déjà, avant d'étonner le monde, à partir des années 2000, avec les deux missions Hayabusa, et particulièrement la deuxième.

La première de ces missions, lancée en 2003, parvient en 2010 – très difficilement – à ramener un tout petit brin de matière issue d'un astéroïde nommé Itokawa. Et en 2014, Hayabusa-2 part en direction de l'astéroïde Ryugu, revenant fièrement sur Terre en 2020, avec ses échantillons à bord. C'est un succès retentissant.

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Ramener un morceau d'une lune de Mars

Avec MMX, les Japonais veulent franchir un cap. Sur le plan technique, au passage, il ne s'agit plus de faire rebondir à la surface, comme par le passé, leur matériel de prélèvement, mais cette fois-ci de le faire atterrir pleinement sur Phobos.

La petite lune sera tout d'abord scrutée depuis l'orbite, notamment grâce au spectromètre infrarouge français Mirs, chargé de faire de la minéralogie mais également d'aider au choix des futurs sites d'atterrissage.

Pis un petit rover franco-allemand, nommé Idefix, sera largué pour une répétition générale, en éclaireur. Il tentera de se poser doucement sur Phobos, rebondissant plusieurs fois avant de se stabiliser dans une position aléatoire et de se remettre par lui-même sur ses quatre roues. Et s'il y parvient, il roulera ensuite en microgravité à la surface, à tout petit rythme pour ne pas atteindre la vitesse dite « de libération », qui le ferait décoller.

La gravité sur place est environ 1 700 ou 1 800 fois inférieure à la nôtre. On espère que le rover pourra parcourir une centaine de mètres – au plus – pendant une centaine de jours.

Après analyse des données d'Idefix, la sonde principale effectuera sa propre descente pour venir se poser et récolter des échantillons physiques du sol de Phobos à deux reprises : une première fois au point le plus rapproché de Mars, et une seconde fois sur la face opposée à la « planète rouge » dans l'espoir de peut-être trancher entre les deux hypothèses sur les origines de la lune. Chaque phase d'atterrissage est prévue pour durer environ deux heures et demie.

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Retour prévu pour les échantillons en 2031

La mission MMX doit rester trois ans dans le système martien. Elle profitera de la fin de son séjour pour survoler « l'autre lune » de Mars, Deimos.

Après avoir largué son matériel dédié à l'atterrissage sur Phobos en orbite martienne, en août 2030, le module de retour, avec à son bord la capsule d'échantillons, devra encore allumer ses moteurs, s'arracher à la gravité et repartir pour un an supplémentaire de voyage vers la Terre.

En juillet 2031, la capsule d'échantillons se séparera à son tour du module de retour, avant d'entrer dans l'atmosphère terrestre, protégée par un bouclier thermique. Elle doit se poser en Australie.

À sa réception par la Jaxa, les scientifiques espèrent analyser les gaz piégés dans le conteneur. Quant à la dizaine de grammes de régolithe visée, une partie sera mise de côté pour les décennies à venir, et le reste sera analysé au plus vite.

La communauté scientifique française recevra sa propre part. Un centre de conservation et d'analyse sera développé au Muséum national d'histoire naturelle à Paris, précise le Cnes.

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Un enjeu industriel pour la Jaxa et Mitsubishi

Pour propulser cette mission particulièrement ambitieuse hors de l'atmosphère terrestre, le Japon s'appuie sur son nouveau lanceur modulable H3, conçu par la Jaxa avec son partenaire historique, Mitsubishi Heavy Industries. Et plus précisément sur la version « H3-24L ». Celle-ci est dotée à sa base de deux moteurs LE-9 et non trois, mélangeant hydrogène liquide et oxygène liquide, ainsi que de quatre boosters d'appoint à poudre.

La mécanique orbitale étant ce qu'elle est, le Japon n'a pas véritablement le choix. À moins de reporter la mission MMX de 26 mois, la Jaxa doit utiliser cette fenêtre de tir. « Martian Moons eXploration » constitue la vitrine des activités du programme spatial de la seconde puissance économique d'Asie.

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