l'essentiel Pour la première fois dans l'histoire de l'exploration du système solaire, un tremblement martien a été enregistré. Il proviendrait de l'intérieur de la planète rouge et a été détecté par l'instrument principal de la mission InSight, le sismomètre SEIS conçu par le CNES à Toulouse.

Mars bouge. De l’intérieur. Pour la première fois dans l’histoire de l’exploration spatiale, un signal sismique faible mais distinct a été détecté sur la planète Mars. La mesure a été enregistrée le 6 avril 2019, lors du 128e Sol (nom d’une journée sur Mars qui dure 24 heures et 39 minutes) de la mission InSight menée par la NASA, l’agence spatiale américaine. Le signal provient de l’instrument principal, le sismomètre SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), conçu à Toulouse sous maîtrise d’ouvrage du CNES.

Même si les scientifiques ne sont pas encore complètement sûrs de l’origine de ce mouvement détecté, l’événement marque un tournant dans l’histoire de la mission et dans l’étude de Mars. InSight a pour ambition d’écouter battre le cœur de la planète et de fournir des données indispensables à sa compréhension.

Une première depuis 1972

Si les experts ont déjà connaissance de la présence d’avalanches, de chutes de météorites ou de séismes, ils ignorent cependant à quel rythme et comment tremble le sol de Mars. "Nous avons attendu notre premier séisme martien pendant des mois. C’est formidable d’avoir enfin le signe qu’il existe encore une activité sismique sur Mars", déclare Philippe Lognonné, géophysicien à l’IPGP (Institut de physique du globe de Paris), responsable scientifique de SEIS en association avec des équipes du CNRS.

C’est une première mondiale : le sismomètre \ud83c\uddeb\ud83c\uddf7 SEIS a détecté un tremblement martien ! Chaussez vos casques et déroulez \ud83c\udfa7

c/ @NASAJPL @NASAInSight @InSight_IPGP @CNRS pic.twitter.com/tL99pzTDN3 — CNES (@CNES) April 23, 2019

La dernière fois qu’un sismomètre a fonctionné ailleurs que sur la Terre, c’était en 1972 lors de la mission Apollo XVII sur la Lune. "C'est une super mesure, même si nous ne comprenons pas encore tout. Elle ressemble grandement aux séismes enregistrés sur la Lune, ce qui signifie que l'atténuation des ondes n'est pas forte et qu'on pourra entendre les mouvements de loin. Cette première confirmation d'un mouvement du sol nous laisse espérer que prochainement, Mars sera aussi transparente pour nous que la Lune avec des données sur l'épaisseur de la croûte ou la taille du noyau", s'enthousiasme Raphaël Garcia, géophysicien sismologue, professeur à l'ISAE-SupAéro, co-investigateur pour la partie scientifique de la mission.

1 gigabit de données reçues tous les jours au Centre spatial de Toulouse

Au centre spatial de Toulouse, où les équipes du CNES sont rentrées depuis un mois de Californie (elles travaillaient depuis l’atterrissage au JPL, le laboratoire de la Nasa dédié aux missions d’exploration du système solaire), le premier tremblement martien s’est d’abord manifesté par un arrivage de données. Le SISMOC, centre de contrôle de la mission InSight, en reçoit l’équivalent de 1 gigabit par jour.

"Nous réalisons une première sélection de ces données reçues en basse résolution et nous les transmettons aux scientifiques. S’ils suspectent un événement sismique, ils nous demandent les données en haute résolution sans lesquelles il est impossible de décrire le mouvement. Mais nous devons aller vite, les données ne sont disponibles que 37 jours à bord de l’atterrisseur. Nous sommes l’intermédiaire entre la planète Mars et les équipes scientifiques de Paris, mais aussi du Japon et des États-Unis. Les scientifiques ont toujours des demandes et quand il y a suspicion d’événements sismiques, les priorités sont maximales", explique Charles Yana, responsable des opérations de l’instrument SEIS, nouveau chef de projet exploitation au CNES.

Cet événement est le premier tremblement martien dont l’origine proviendrait de l’intérieur de la planète – par opposition à un mouvement causé par le vent. Pour vous donner un aperçu, voici quelques sons reconstitués à partir des données collectées par #SEIS sur #Mars \ud83d\udc47 pic.twitter.com/IiiuyvxmSu — CNES (@CNES) April 23, 2019

Au centre spatial de Toulouse, le SISMOC est le centre de contrôle de la mission InSight. - © CNES/TRONQUART Nicolas, 2018

Pour le premier tremblement martien, Charles Yana se souvient avoir vu arriver un nombre massif de requêtes. "Nos données basse résolution ne donnaient rien de flagrant, mais au bout de deux jours, nous avons senti monter la pression, la réunion scientifique hebdomadaire a duré quatre heures au lieu d’une habituellement, il y a eu un pic dans les demandes de données haute résolution et d’images en provenance des orbiteurs", raconte l’ingénieur.

Six opérateurs, assistés de 6 ingénieurs "sol" en charge des liaisons, assurent les commandes au SISMOC, en heure californienne, soit de 17 heures à 2 heures du matin. Ils s’assurent aussi du bon fonctionnement de l’instrument. "SEIS va bien, il fonctionne vraiment sans problème", confirme Agnès Jullien, un des six opérateurs du SISMOC. "Nous avions des attentes théoriques, mais nous n’avions jamais testé SEIS en condition de terrain, sur un sol stable et en situation de gravité martienne. La mission est bien partie pour les deux ans prévus avec, certainement, une prolongation de deux ans supplémentaires", complète Charles Yana.

La mission InSight a été marquée par plusieurs exploits technologiques et techniques, dont un atterrissage sur Mars le 26 novembre 2018, le déploiement d'un instrument à distance par un bras robotique et la mise en service du sismomètre le plus précis jamais conçu. Ce dernier, quelques jours après son positionnement sur le sol martien, a pu enregistrer en infrasons le vent martien.

Depuis février, le sismomètre SEIS est protégé d'un bouclier. - © NASA/JPL Caltech/, 2019

Histoire d'une chronologie martienne

Mai 2011. Les équipes du CNES commencent à travailler sur le projet d’atterrisseur InSight de la NASA. Trois projets sont en compétition.

Les équipes du CNES commencent à travailler sur le projet d’atterrisseur InSight de la NASA. Trois projets sont en compétition. Août 2012 . Le CNES est retenu par la NASA pour l’instrument principal de la mission InSight, le sismomètre SEIS.

. Le CNES est retenu par la NASA pour l’instrument principal de la mission InSight, le sismomètre SEIS. Février 2014 . L’accord de coopération entre le CNES et la NASA est formalisé : le CNES est en charge de la maîtrise d’ouvrage sur le sismomètre SEIS conçu avec l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) et l’industriel Sodern. Il livrera l’instrument à la NASA et associe l’ISAE SupAéro pour la quantification des sources de bruit venant de l’instrument ou de l’atmosphère et pour la mise au point du logiciel de bord. Décollage prévu en mars 2016.

. L’accord de coopération entre le CNES et la NASA est formalisé : le CNES est en charge de la maîtrise d’ouvrage sur le sismomètre SEIS conçu avec l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) et l’industriel Sodern. Il livrera l’instrument à la NASA et associe l’ISAE SupAéro pour la quantification des sources de bruit venant de l’instrument ou de l’atmosphère et pour la mise au point du logiciel de bord. Décollage prévu en mars 2016. Mars 2015 . Le CNES livre le modèle de qualification. Le modèle de vol est en cours d’assemblage.

. Le CNES livre le modèle de qualification. Le modèle de vol est en cours d’assemblage. Décembre 2015. Une fuite est détectée sur le sismomètre. La NASA annule le lancement. Le CNES propose un nouveau plan de travail.

Une fuite est détectée sur le sismomètre. La NASA annule le lancement. Le CNES propose un nouveau plan de travail. Mars 2016. La NASA annonce un nouveau lancement pour mai 2018.

La NASA annonce un nouveau lancement pour mai 2018. 18 juillet 2017. Le CNES livre le modèle de vol à Denver (Colorado, Etats-Unis) au constructeur américain Lockheed Martin.

Le CNES livre le modèle de vol à Denver (Colorado, Etats-Unis) au constructeur américain Lockheed Martin. 5 mai 2018. Décollage de la base de Vandenberg en Californie.

Décollage de la base de Vandenberg en Californie. 26 novembre 2018. Atterrissage sur Mars de la sonde InSight.

Atterrissage sur Mars de la sonde InSight. 30 novembre 2018. L’instrument SEIS, encore solidement arrimé sur le pont de l’atterrisseur, réussit son test de bonne santé.

L’instrument SEIS, encore solidement arrimé sur le pont de l’atterrisseur, réussit son test de bonne santé. 1er décembre 2018. Des capteurs du sismomètre SEIS enregistrent les premiers sons jamais captés sur la planète rouge. Pour la première fois, on entend le bruit du vent martien.

Des capteurs du sismomètre SEIS enregistrent les premiers sons jamais captés sur la planète rouge. Pour la première fois, on entend le bruit du vent martien. 19 décembre 2018. Deuxième « atterrissage » pour le sismomètre : le bras robotique de l’atterrisseur InSight dépose SEIS sur le sol de la planète Mars. L’opération dure une dizaine de minutes, mais a nécessité 7jours de préparation. C’est la première fois qu’un instrument est déposé de manière automatique sur le sol d’une autre planète.

Deuxième « atterrissage » pour le sismomètre : le bras robotique de l’atterrisseur InSight dépose SEIS sur le sol de la planète Mars. L’opération dure une dizaine de minutes, mais a nécessité 7jours de préparation. C’est la première fois qu’un instrument est déposé de manière automatique sur le sol d’une autre planète. 2 février 2019. SEIS est recouvert de son bouclier de protection par le bras robotique de l’atterrisseur. Les ingénieurs commencent les réglages plus fins du sismomètre.

SEIS est recouvert de son bouclier de protection par le bras robotique de l’atterrisseur. Les ingénieurs commencent les réglages plus fins du sismomètre. 5 avril 2019. Fin de la période de mise en service du sismomètre. La campagne scientifique peut officiellement démarrer.

Fin de la période de mise en service du sismomètre. La campagne scientifique peut officiellement démarrer. 6 avril 2019. SEIS détecte un signal sismique, premier «tremblement» martien.