Programme Viking (NASA) : Viking 1 & 2, mission Mars 1975–1982

Objectifs et contexte

Les objectifs principaux du programme étaient :

• réaliser les premiers atterrissages en douceur sur Mars et obtenir des données directes depuis la surface ;
• étudier la géologie, le climat et la composition chimique du sol et de l'atmosphère ;
• fournir des images détaillées pour choisir des sites d'atterrissage et pour la planification de futures missions.

Lancements et arrivée autour de Mars

Les deux engins Viking ont été lancés en 1975 : Viking 1 le 20 août 1975 et Viking 2 le 9 septembre 1975. Les orbiteurs sont arrivés à Mars en 1976 (Viking 1 orbiter en juin 1976, Viking 2 orbiter en août 1976). Après une phase d'observation depuis l'orbite pour repérer et analyser des zones d'atterrissage sûres, les atterrisseurs ont été largués et ont réalisé des descentes contrôlées jusqu'à la surface.

Atterrissages

Les atterrisseurs ont touché la surface peu après l'insertion orbitale :

• Viking 1 Lander a atterri dans la région de Chryse Planitia le 20 juillet 1976 ;
• Viking 2 Lander a atterri dans la région de Utopia Planitia le 3 septembre 1976.

Les deux atterrissages furent des réussites majeures pour l'époque : les engins ont utilisé bouclier thermique, parachute et rétrofusées pour assurer des descentes en douceur.

Instruments et opérations scientifiques

Chaque orbiteur était équipé d'appareils de télédétection (caméras haute résolution, instruments thermiques et spectromètres) destinés à cartographier la surface, étudier la composition minérale et surveiller l'atmosphère. Les orbiteurs ont aussi servi de relais de données entre les atterrisseurs et la Terre.

Les atterrisseurs embarquaient un ensemble d'instruments pour l'étude in situ :

• caméras stéréoscopiques pour prendre des images de la surface et du ciel ;
• un bras manipulateur et des outils pour prélever des échantillons de sol ;
• instruments d'analyse chimique et minéralogique (notamment un chromatographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse) ;
• expériences biologiques (trois tests conçus pour détecter une activité métabolique microbienne) ;
• capteurs météorologiques pour mesurer pression, température, vitesse et direction du vent ;
• un sismomètre (installé mais d'utilisation limitée sur certaines missions) et d'autres capteurs géophysiques.

Principaux résultats

• les images détaillées ont révélé une planète géologiquement diverse : plaines, cratères, anciens canaux et formations indiquant l'action passée de l'eau à grande échelle ;
• la composition du sol s'est révélée dominée par des matériaux basaltiques et des oxydes ferreux, expliquant la couleur rougeâtre de la planète ;
• l'atmosphère a été mesurée comme étant très mince, principalement composée de dioxyde de carbone, avec des températures et pressions incompatibles avec la présence d'eau liquide stable à la surface aujourd'hui ;
• les expériences biologiques menées par les landers ont donné des résultats controversés : certains tests ont montré des réactions chimiques dans le sol qui furent d'abord interprétées comme possibles signes de vie, mais l'interprétation dominante aujourd'hui est que ces réactions s'expliquent par des processus chimiques abiotiques et par la présence d'oxydants dans le sol ;
• les orbiteurs ont permis de cartographier de larges régions de Mars et d'établir une base de données photographique et topographique utilisée par plusieurs décennies de recherches et missions ultérieures.

Durée de vie, fin des opérations et coût

Les engins Viking ont tous fonctionné bien au-delà de leur durée de vie prévue, fournissant des données précieuses pendant plusieurs années. Conformément aux relevés historiques :

• Viking 2 Orbiter a cessé de fonctionner en 1978 ;
• Viking 1 Orbiter et Viking 2 Lander ont cessé leurs opérations en 1980 ;
• Viking 1 Lander a émis son dernier signal en 1982.

Le programme Viking a été l'une des missions martiennes les plus coûteuses à son époque, avec un coût total d'environ 1 milliard de dollars US (valeur des années 1970). Malgré ce coût, le programme est considéré comme un grand succès scientifique et technologique.

Héritage

Viking a posé des jalons importants : premiers atterrissages en douceur et opérations prolongées en surface, séries d'expériences biologiques qui ont stimulé des décennies de débats et de recherches, et une imagerie qui a transformé notre compréhension de Mars. Les données Viking ont servi de référence pour la planification de missions ultérieures (rovers, orbiters et atterrisseurs) et ont profondément influencé la stratégie d'exploration martienne jusqu'à la fin du XXe siècle et au-delà.