La mission Mars 2020 prévoit un retour d'échantillons. Ils devraient s'ajouter aux autres prélèvements réalisés dans l'espace et stockés sur Terre. Comment sont préservés ces échantillons ?

Le rover Perseverance est en route vers Mars. Lorsqu’il se sera posé à la surface de la planète, en février 2021 si tout se passe comme prévu, il entamera sa mission : prélever des échantillons à la surface de Mars. Ils devraient être ensuite ramenés sur Terre, lors d’une mission dont la Nasa et l’ESA commencent à livrer des détails. Le retour de ces prélèvements va poser de nombreuses questions, dont celle de leur conservation.

Comment protège-t-on les échantillons qui ont déjà été rapportés de l’espace ? Il faut faire la distinction entre ces prélèvements et les échantillons qui ont une origine naturelle, c’est-à-dire les météorites. Ce sont en quelque sorte des échantillons gratuits de notre Système solaire. « Une fois que la météorite arrive sur Terre, elle est déjà exposée à l’atmosphère de notre planète, ainsi qu’à ses micro-organismes capables d’utiliser des roches pour les consommer », explique à Numerama Adrienne Kish, responsable du service de bactériologie au Museum National d’Histoire Naturelle, spécialisée en exobiologie.

Quels sont les échantillons qui ont été rapportés de l’espace ?

« Les seuls échantillons extraterrestres que l’on ait rapportés sont les échantillons lunaires, rapportés par la Nasa dans les années 1970. Ils sont conservés aux États-Unis, en particulier à Houston. Il y a aussi les échantillons lunaires rapportés par les sondes automatisées soviétiques Luna dans les années 1970, conservés en Russie », énumère Mathieu Gounelle, professeur au Museum National d’Histoire Naturelle et spécialiste des météorites. À ces échantillons lunaires, s’ajoutent des prélèvements réalisés sur une comète et un astéroïde. En 2006, des échantillons de la comète Wild 2 sont revenus sur Terre dans le cadre de la mission Stardust de la Nasa. En 2010, la Jaxa (agence spatiale japonaise) a également ramené des échantillons d’un astéroïde, Itokawa. « Ce sont les seuls échantillons solides rapportés que l’on ait du Système solaire », résume Mathieu Gounelle.

Échantillons lunaires à Houston. // Source : Wikimedia/CC/Stuart Seeger (photo recadrée)

La perspective de rapporter des échantillons de Mars serait très intéressante pour mieux comprendre ceux dont nous disposons déjà, à savoir des météorites martiennes tombées naturellement sur Terre. « On sait qu’elles proviennent de Mars, mais on ignore par exemple de quel endroit de Mars ces météorites proviennent », explique Mathieu Gounelle. Récolter des échantillons sur la planète, en sachant exactement d’où ils proviennent, serait utile pour tenter de cerner d’où sont issues ces météorites.

Le risque principal : l’oxydation

La conservation des échantillons rapportés de l’espace est réalisée dans des lieux sécurisés et à l’intérieur d’atmosphères contrôlées. Pour la plupart d’entre eux, le spécialiste précise que les quantités sont extrêmement petites, inférieures au gramme (notamment pour Stardust et Hayabusa). « Pour ce qui est des échantillons d’Apollo, ils sont conservés pour l’essentiel à Houston, dans des armoires ventilées avec un gaz inerte comme l’azote. Pour sécuriser les échantillons en cas de problème, ils sont répartis sur plusieurs sites », précise le scientifique.

Les prélèvements sont logés dans des salles blanches, sans poussières, dans des atmosphères dites inertes. Il faut imaginer des sortes d’armoires, « dans lesquelles on injecte en permanence de l’azote, décrit Mathieu Gounelle. C’est une atmosphère plus riche en azote que l’atmosphère normale. L’azote est un gaz inerte, contrairement à l’oxygène qui est un gaz très réactif, ce qui n’est pas bon pour l’échantillon. »

Car le principal risque pour cet échantillon au contact de l’oxygène n’est pas tant sa destruction, mais son oxydation. Autrement dit, qu’il rouille. « L’oxygène est un oxydant : quand il réagit avec la matière environnante, ça a tendance à l’oxyder, d’autant plus que ces échantillons extraterrestres proviennent de corps qui sont bien moins riches en oxygène que la Terre. Ils sont donc très susceptibles d’être attaqués par l’oxygène terrestre », résume le scientifique. Le phénomène de rouille risquerait d’altérer les propriétés de l’échantillon au fil du temps.

Une quarantaine pour les échantillons revenus de Mars ?

Il est encore tôt pour que tout soit déjà prêt pour accueillir ces futurs échantillons, mais on peut déjà envisager que leur conservation demandera des précautions supplémentaires. « Il y aura peut-être pour Mars des notions de quarantaine. Les échantillons de Stardust étaient conservés dans un endroit puis distribués aux scientifiques. On peut tout à fait imaginer une politique différente, car les échantillons seront peut-être plus précieux et l’on craindra peut-être plus de contaminations. On pourrait construire une suite où les échantillons seraient à la fois étudiés et conservés », selon Mathieu Gounelle.

Pour la première fois, avec Mars 2020 il y a une dimension microbiologique dans une mission de retour d’échantillons. Si cette nouveauté nécessite effectivement de protéger davantage ces échantillons que ceux que l’on possède déjà, il faudra probablement prévoir de nouveaux laboratoires pour pouvoir les analyser correctement.

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