Dragonfly (« libellule » en anglais) est une mission de la NASA dont le but est d’envoyer un drone explorer Titan, le principal satellite du Saturne. « Ce sera le premier drone instrumenté envoyé sur un autre corps céleste », souligne Gabriel Pont, chef de projet Dragonfly au CNES. Autrement dit, le premier drone transportant des instruments à des fins scientifiques, puisque le petit drone Ingenuity a déjà volé au-dessus de Mars. Mais les dimensions de Dragonfly n’ont rien de commun avec son prédécesseur martien : avec ses 4,50 x 4,50 x 1,80 m pour presque 900 kg, il faut imaginer un monospace volant… qui aurait à peu près le poids d’une Twingo.
Pourquoi Titan ? Et pourquoi un drone ?
Deuxième plus grosse lune du Système solaire (elle est à peine plus petite que la planète Mars !), Titan intéresse les scientifiques à plusieurs titres. Grâce aux caractéristiques de son atmosphère, Titan est notamment un candidat privilégié à l’apparition de la vie. « Cette mission d’exobiologie vise à répondre à la question : la vie existe-t-elle ailleurs, ou des conditions propices à son développement y ont-elles existé ? » résume Gabriel Pont, chef de mission Dragonfly au CNES.
De plus, une sonde – Huygens – s’est déjà posée à sa surface et a d’ores et déjà fourni des analyses de l’atmosphère sur Titan, limitant l’incertitude si la mission se pose à la même saison.
Enfin, sur Titan, la pression est 1,5 fois supérieure à celle de la Terre et la gravité plus faible (équivalente à celle de Lune), des conditions idéales pour faire voler un drone, ce qui permettra des déplacements sans aucune mesure avec, par exemple, ceux effectués par les rovers martiens.
Pour analyser l’atmosphère et le sol de Titan et en recueillir des échantillons, le drone emportera une instrumentation très fournie : un spectromètre gamma, plusieurs caméras, un ensemble d’instruments météo et géophysiques, ainsi que deux instruments qui fonctionnent de concert :
- DrACO, une foreuse destinée à forer le sol de Titan et à prélever des échantillons,
- DraMS, son réceptacle, un spectromètre de masse, dont la mission consiste à analyser la composition chimique des éléments présents dans le sol.
Et c’est là que la France intervient ! Le CNES, agence spatiale française, a en effet la charge de deux sous-systèmes-clés de DraMS : les réservoirs d’hélium et DraMS-GC, son chromatographe en phase gazeuse. Chromato… quoi ? Derrière ce nom un peu barbare se cache un module essentiel pour identifier les molécules qui composent le sol de Titan. « Son but est de séparer les différentes molécules d’un mélange pour qu’elles puissent être identifiées », précise Charlotte Corbel, ingénieure de recherche au LATMOS (lire encadré).
« L’échantillon de sol prélevé va être chauffé puis l’échantillon gazeux obtenu analysé », poursuit-elle. « L’hélium, gaz neutre contenu dans les réservoirs, va permettre aux molécules de circuler à travers le chromatographe jusqu’à ce que l’on appelle une colonne chromatographique, un petit capillaire très fin, mais très long. À sa traversée, les molécules de l’échantillon vont se séparer et sortir de la colonne à des instants différents. Les plus légères sortent en premier. En fonction du temps de rétention, on pourra déterminer de quelle molécule il s’agit. »
Agence spatiale française et laboratoires, un travail d’équipe
Maître d’ouvrage en tant qu’agence spatiale française, le CNES est responsable de la fourniture de la participation française à la NASA. Il finance le projet, en garantit la qualité et supervise la fourniture de certains systèmes. Il met également son expertise à disposition du projet dans tous les corps de métiers qui le nécessitent.
DraMS-GC a été développé sous maîtrise d’œuvre du Laboratoire atmosphères, milieux et observations spatiales (LATMOS, CNRS/Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Paris Saclay/Sorbonne Université), un laboratoire de recherche public qui a une grande partie d’activités dans le domaine spatial. Le LATMOS construit des instruments pour des missions spatiales, aéroportées et au sol, et l’une de ses spécificités est de comporter une importante équipe technique.
Sont également impliqués le Laboratoire d'Instrumentation et de Recherche en Astrophysique (LIRA, CNRS/Observatoire de Paris-PSL/SU/Université de Paris), ainsi que le Laboratoire Génie des Procédés et Matériaux (LGPM, CentraleSupélec).
Les équipes françaises et américaines responsables des instruments de DraMS ont déjà travaillé sur deux instruments similaires : SAM, actuellement embarqué sur le rover martien Curiosity, et MOMA, prévu pour la mission ExoMars.
DraMS-GC a été livré début mai 2026 au centre spatial Goddard de la NASA, à Greenbelt (Maryland, États-Unis), et sera intégré à l’instrument DraMS dans les prochaines semaines. Il y subira des tests dans les conditions spatiales (vibrations, vide thermique). DraMS sera à son tour livré au drone en janvier 2027, pour un décollage prévu l’année suivante.
