Il est peu probable que les astronautes lors d’une prochaine mission en équipage sur la planète rouge trouvent de petits hommes verts, mais il existe des preuves irréfutables suggérant qu’ils pourraient trouver d’autres formes de vie. Si des organismes vivants existent sur Mars, la prévention de la contamination croisée des microbes est essentielle à la santé des deux biosphères.
“Envoyer une mission humaine sur Mars et ramener l’équipage en toute sécurité sur Terre est désormais un objectif national des États-Unis et pourrait avoir lieu dès 2035”, a déclaré Joel S. Levine, professeur de recherche en sciences appliquées chez William & Mary.
« Nous donnons aux étudiants de premier cycle de W&M une rare opportunité de faire des recherches pour la NASA dans le cadre de leur thèse de fin d’études. Ces étudiants travaillent activement sur des projets de la NASA et certains d’entre eux sont transférés dans le programme spatial.
Joel S.Levine
L’année dernière, Levine a fait partie d’un panel international de 39 scientifiques chargés de déterminer des méthodes efficaces de protection planétaire pour la prochaine mission sur Mars. De plus, trois étudiants de premier cycle de W&M ont effectué des recherches dans le cadre d’un atelier pluriannuel de la NASA sur la poussière atmosphérique qui a fourni des informations clés au panel pour son étude récemment publiée.
“Nous donnons aux étudiants de premier cycle de W&M une opportunité rare de faire des recherches pour la NASA dans le cadre de leur thèse de fin d’études”, a déclaré Levine.. “Ces étudiants travaillent activement sur des projets de la NASA et certains d’entre eux sont transférés dans le programme spatial.
Levine a pris sa retraite de son poste de chercheur scientifique principal et scientifique du programme Mars Scout à la NASA en 2011, mais continue de participer à la recherche de la NASA tout en enseignant au département des sciences appliquées de W&M.
Le 10 avril, Levine a été honoré lors de la célébration du livre de W&M pour ses deux travaux récents sur l’impact de la poussière atmosphérique sur l’exploration humaine de Mars et de la Lune, respectivement.
Pourquoi étudier Mars ?
La possibilité de trouver des signes de vie, passée ou présente, sur une autre planète a longtemps captivé l’imagination humaine. Levine a expliqué que pendant au moins 2 milliards d’années, Mars était semblable à la Terre. Il y avait des conditions favorables à la vie : une atmosphère très épaisse, des rivières coulantes et un océan couvrant la majeure partie de l’hémisphère nord et d’une profondeur de huit kilomètres.
Dans le cadre de la mission Viking de la NASA sur Mars en 1976, trois expériences ont été menées pour rechercher la vie. Deux des expériences ont produit une réponse négative, ce qui signifie qu’aucune vie n’a été détectée, mais une a donné un résultat fortement positif, indiquant la présence de vie.
Les chercheurs se demandaient quoi dire au public. Compte tenu des lectures contradictoires, ils ont décidé de signaler qu’aucune vie n’avait été détectée.
Les missions ultérieures ont cependant fourni davantage d’informations sur la surface chimiquement active de la planète rouge. Il s’avère que le peroxyde d’hydrogène présent dans la basse atmosphère de Mars réagit avec la surface pour créer un placage qui a probablement interféré avec les mesures Viking qui ont donné des résultats négatifs.
“Cela ne veut pas dire qu’il y a définitivement de la vie sur Mars”, a déclaré Levine. “Cela signifie que nous pouvons désormais expliquer pourquoi nous ne l’avons pas détecté.”
Si la prochaine mission découvre des signes de vie sur Mars, elle donnera aux biologistes l’occasion d’étudier la vie qui s’est formée et a évolué indépendamment de la vie sur Terre, ouvrant ainsi la voie à de nouveaux mondes dans ce domaine.
L’autre raison principale d’étudier Mars est le changement massif de son climat.
“Quelque chose s’est produit sur Mars qui a changé tout le climat”, a déclaré Levine. “Cela a provoqué la perte de la majeure partie de l’atmosphère et la disparition de toute l’eau liquide.”
Deux des principales hypothèses sont des processus naturels qui ont rendu l’atmosphère vulnérable au vent solaire ou à un événement catastrophique. Les chercheurs aimeraient rassembler davantage de preuves pour déterminer si la cause est quelque chose qui pourrait affecter la Terre à l’avenir.
Les gaz piégés dans les bulles des calottes glaciaires polaires martiennes peuvent fournir des preuves de changements dans la composition atmosphérique de la planète au fil du temps. Levine a déclaré que la technologie robotique n’est pas à la hauteur de la tâche de forage, d’extraction et de stockage de carottes de glace à des fins d’étude et qu’elle n’est pas non plus capable de plusieurs méthodes de recherche de fossiles et d’autres signes de vie. Il a expliqué qu’une présence humaine est nécessaire pour accomplir adéquatement ces tâches. Ainsi, la NASA se prépare à lancer une mission avec équipage vers Mars.
Éviter la souche Andromède
Envoyer des humains sur Mars ajoute des complications. L’une des questions les plus urgentes est la nécessité de prévenir la contamination croisée des micro-organismes entre les deux planètes. Si la vie existe sur Mars, les organismes de la Terre pourraient l’affecter, l’altérer ou lui nuire. Les microbes martiens, à leur tour, pourraient faire des ravages sur Terre.
La poussière atmosphérique a le potentiel de contribuer à la fois à la contamination directe, le transport de micro-organismes terrestres vers Mars, et à la contamination rétrospective, le transfert des microbes de Mars vers la Terre.
Levine a utilisé un exemple terrestre pour illustrer ce point. Il a expliqué que la poussière du désert du Sahara peut parcourir des milliers de kilomètres et transporter des micro-organismes vivants qui deviennent viables et se multiplient lorsqu’ils s’installent sur de nouveaux sites.
Les tempêtes de poussière sont extrêmement fréquentes sur Mars, atteignant parfois un niveau mondial, et peuvent potentiellement contribuer de manière significative à la contamination microbienne.
Levine a expliqué que la stérilisation des équipements robotiques est assez simple et peut être réalisée avec une chaleur extrême et une lumière ultraviolette. Cependant, les humains transportent des micro-organismes partout où ils vont sous la forme du microbiome, essentiel à la survie humaine. Les quarantaines sont une mesure supplémentaire qui peut être efficace pour les missions avec équipage, et les équipes de recherche travaillent activement pour trouver d’autres solutions.
Étudiants à la NASA
Les étudiants de premier cycle Jason D. Nykorczuk ’18, Bjorn Shockey ’23 et Maximilian S. Weinhold ’21 ont participé à l’atelier pluriannuel de la NASA étudiant l’impact de la poussière atmosphérique sur la surface de Mars. Une journée typique de leurs recherches consistait à assister à des réunions de la NASA, à interagir avec des scientifiques et à recueillir et résumer des informations.
Nykorczuk travaille actuellement comme analyste géospatial, mais maintient son intérêt pour la planète rouge.
« Dr. Levine apporte une passion contagieuse à l’étude de l’espace, en particulier de Mars », a déclaré Nykorczuk. “Il est remarquable de voir combien de personnes j’ai rencontrées – à la fois lors de conférences professionnelles lorsque je fréquentais William & Mary et professionnellement grâce à mon travail avec la NASA et la FEMA – qui connaissent le Dr Levine et ont de merveilleuses histoires à raconter sur son acharnement à travailler pour un mission humaine sur Mars.
Shockey, quant à lui, est passé de l’étude des complications liées à la poussière sur Mars à l’impact potentiel de l’homme sur la Lune lors des prochaines missions lunaires à long terme dans le cadre du nouveau programme Artemis de la NASA. Pour sa thèse de fin d’études à W&M, il a reçu une allocation de recherche de 10 000 $ de la NASA par l’intermédiaire du Virginia Space Grant Consortium.
“Il est très rare que la NASA accorde une subvention à un étudiant de premier cycle”, a déclaré Levine, “surtout lorsqu’il s’agit d’une thèse de fin d’études ou d’une condition d’obtention d’un diplôme.”
Shockey a expliqué que son projet est né de « la préoccupation pour la sécurité des astronautes en raison de la prévalence de la poussière spatiale et des dommages irréversibles potentiels à l’atmosphère lunaire causés par la présence humaine ».
Il a été accepté dans un programme de doctorat en biologie synthétique et physique des systèmes à l’Université Rice et débutera à l’automne 2024. L’Université Rice se trouve à proximité du centre spatial Lyndon B. Johnson de la NASA, qui abrite les missions spatiales habitées de la NASA.
“Même si mes études personnelles ont évolué, je continuerai à être fortement impliqué dans la recherche applicable à l’espace à Houston au Johnson Space Center et, bien sûr, je resterai en bon contact avec le Dr Levine”, a déclaré Shockey. “Il a été un mentor fantastique et a motivé ma poursuite d’études supérieures et mon intérêt continu pour les sciences planétaires et l’exploration spatiale.”
Laura Grove, Rédacteur de recherche
