Life on Mars

La vie sur Mars

En reproduisant l'environnement martien sur Terre, des chercheurs de l'Université de Winnipeg espèrent trouver réponse à une question brûlante : y a-t-il de la vie sur la planète rouge?
1 mai 2005
Il y a quelqu’un?
 

Voilà la question que se pose Edward Cloutis quand il se livre à ses travaux de simulation de l’environnement de la planète Mars à l’unité de spectrométrie planétaire de l’Université de Winnipeg.

L’installation se compose de deux petits caissons reproduisant les conditions à la surface de Mars ainsi que de spectromètres capables d’identifier les minéraux sur Mars en détectant les longueurs d’ondes infrarouges. Edward Cloutis estime que si des minéraux révélant une activité biologique pouvaient y exister, on pourrait alors conclure à la présence d’organismes vivants sur Mars.

« En mesurant les propriétés réfléchissantes des minéraux vraisemblablement présents sur Mars dans des conditions identiques à celles observées dans l’environnement martien, nous pouvons déterminer quels types de minéraux peuvent s’y trouver », explique Edward Cloutis, professeur au département de géographie de l’Université de Winnipeg. « Il existe deux façons d’identifier les minéraux présents sur Mars : la méthode économique — à partir de la Terre, à l’aide de télescopes — et la méthode plus coûteuse, qui consiste à envoyer là-bas un engin spatial pour prélever des échantillons et les ramener sur Terre. Nous avons retenu la première méthode. »

Les deux caissons martiens ont été affectueusement baptisés d’après les personnages du film Austin Powers. Le premier caisson, nommé ME, mesure 3 pi X 2 pi X 2 pi — à peu près les dimensions du four d’une cuisinière. Le deuxième caisson, Mini ME, beaucoup plus petit, est de la taille d’un pot d’arachides. Chaque caisson est muni de fenêtres permettant aux chercheurs d’observer les minéraux dans leur environnement martien, un milieu considérablement plus hostile que celui de la Terre.

La mince atmosphère de Mars est composée de dioxyde de carbone. La température peut y descendre à -100 degrés Celsius la nuit et atteindre plus de 15 degrés le jour. Étant donné l’absence de couche d’ozone et l’intensité du rayonnement ultraviolet que cela implique, de nombreux minéraux s’y décomposent plus rapidement.

Parce qu’elle contient de l’eau, essentielle au maintien de la vie, l’argile fait partie des premiers minéraux testés par Edward Cloutis et son équipe de chercheurs dans leurs caissons martiens. « Nous voulons savoir si cette eau va rester présente dans l’argile quand elle sera soumise au rayonnement ultraviolet et à la basse pression atmosphérique », indique le chercheur. D’autres minéraux sont également vitaux, comme les sulfates de fer et les carbonates.

Actuellement, les recherches menées par les engins spatiaux sur Mars sont limitées. Il est possible d’identifier la présence de minéraux sur la planète rouge, mais pas d’établir avec certitude leur nature. C’est là qu’entre en scène le spectromètre. Deux minéraux peuvent sembler identiques, mais les spectromètres, qui fonctionnent à la lumière infrarouge, imperceptible à l’œil humain, peuvent révéler des différences. Une fois que les chercheurs ont déterminé en laboratoire la longueur d’onde lumineuse appropriée pour identifier un minéral, ils peuvent utiliser la même fréquence sur la surface martienne. Autrement dit, ils peuvent alors rechercher la preuve de l’existence de minéraux vitaux — ou peut-être même des signes de vie.

« Les spectres (longueurs d’onde lumineuse) sont essentiellement des empreintes minérales », explique Michael Craig, un étudiant adjoint à la recherche qui collabore avec Edward Cloutis depuis 2000. Il ajoute que, à l’image des humains, les minéraux possèdent des empreintes uniques. Toutefois, celles-ci sont relativement fragiles dans certaines conditions, comme celles qui existent sur Mars. « Ce que nous tentons de faire, c’est de recréer l’environnement martien en laboratoire afin d’obtenir des empreintes plus exactes qu’on pourra comparer aux spectres obtenus grâce aux télescopes ou aux engins spatiaux. »

Retombées

L’unité de spectrométrie de l’Université de Winnipeg pourrait certes percer les secrets de la planète rouge, mais elle peut aussi nous aider à mieux connaître notre propre planète.

Même si Mars est plus petite que la Terre, elle est faite de constituants similaires. C’est que l’évolution des deux planètes s’est faite à peu près à la même période. « On pourrait dire que Mars est le petit frère de la Terre, un frère qui a vécu à plein régime et qui est mort jeune, ajoute Michael Craig. En étudiant ce qui est arrivé sur Mars, on découvre finalement ce qui se passera lorsque le noyau interne de la Terre finira par manquer de chaleur. »

Jusqu’à ce jour, les Canadiens ont joué un rôle mineur dans la recherche spatiale. L’unité de spectrométrie aidera l’Agence spatiale canadienne à se mettre en contact avec les missions planétaires internationales. Actuellement, aucun centre ou groupe de recherche canadien ne se consacre à l’étude des matières présentes dans les surfaces planétaires.

Les travaux de l’unité permettront de combler le fossé entre l’information recueillie par les missions spatiales sur place et les recherches en laboratoire. « La seule façon de déterminer si certains minéraux pourraient survivre à la surface de Mars, sans avoir à s’y rendre pour prélever des échantillons, est de les exposer aux conditions de la planète et d’observer leur réaction », fait valoir Edward Cloutis. La recherche bénéficie aux missions spatiales internationales — comme la mission Mars Express de l’Agence spatiale européenne et même les missions Mars Landers, Spirit et Opportunity.

En reproduisant les conditions à la surface de Mars sur Terre, les chercheurs contribuent à la conception et à l’essai d’instruments qui seront utilisés sur Mars, dans des conditions réelles.

Les spectromètres de l’unité peuvent également permettre la mise au point d’applications médicales et environnementales, telles que de nouveaux instruments économiques pour tester la qualité de l’eau et le monitorage non invasif en soins de santé. « Comme la lumière infrarouge peut pénétrer dans la peau, il est possible de voir la circulation sanguine et de mesurer d’autres propriétés sous-cutanées », explique Edward Cloutis.

Partenaires

L’unité de spectrométrie planétaire de l’Université de Winnipeg peut participer à divers types de recherches scientifiques outre celles sur Mars. Cette polyvalence lui a valu l’intérêt de divers partenaires — comme MD Robotics, EMS Technologies et MPB Communications — qui envisagent d’utiliser les caissons pour concevoir et tester des instruments qu’ils espèrent voir à bord des prochaines navettes en direction de Mars. 

  • On doit à MD Robotics plusieurs applications robotiques, y compris les véhicules lunaires et les robots spatiaux.
     
  • EMS Technologies, à Montréal, conçoit des composantes spatiales, comme des antennes, et est en train de mettre au point une gamme d’instruments destinés aux futures missions sur Mars.
     
  • MPB Communications utilise la technologie de la fibre optique dans des applications destinées à des interventions chirurgicales non invasives et est en train de mettre au point des spectromètres compacts pour les futures missions sur Mars.