Un projet éducatif pour sensibiliser les élèves à l'exploration martienne

L’objectif de ce projet éducatif appelé Proximars est de sensibiliser les élèves aux enjeux techniques et humains de l’exploration martienne. Il s’inspire de l’un des événements spatiaux qui ont marqué l’année 2021 : l’atterrissage du rover Perseverance sur la planète Mars !

En phase de test pendant l’année scolaire 2021-2022, ce projet a permis à 10 classes engagées dans le projet d’imaginer et de concevoir les modules d’une base martienne. Cette dernière a été imprimée en 3D et assemblée sur le nouveau terrain martien de la Cité de l’espace en juin 2022. Chaque classe sera parrainée par un expert chargé de l'accompagner dans son projet grâce à la mise en place d’expériences scientifiques sur la propagation du son sur Mars par exemple, et d’ateliers sur l’analyse géologique d’images ou encore la composition des roches par analyse spectrale. 

Les établissements scolaires impliqués

Les établissements scolaires impliqués dans ce projet étaient issus des académies de Toulouse, de Paris, de Créteil, de Versailles et de Normandie :

• Collège André-Malraux, Ramonville-Saint-Agne (31), académie de Toulouse ;
• Collège Condorcet, Nailloux (31), académie de Toulouse ;
• Lycée Bellevue, Toulouse (31), académie de Toulouse ;
• École Maxime-Marchand, Vernon (27), académie de Normandie ;
• École Pierre-Bonnard, Vernon (27), académie de Normandie ;
• Collège les Pyramides, Evry (91), académie de Versailles ;
• Collège Albert Camus, Ris-Orangis (91), académie de Versailles ;
• École Charles Beuvin, Créteil (94), académie de Créteil ;
• École Elémentaire Voltaire, Paris (75), académie de Paris.

Le vendredi 26 novembre 2021, le CNES a organisé le lancement de Proximars, l’occasion pour les élèves de dialoguer avec des experts du CNES, de l’Irap, du Medes et de la NASA qui leur ont apporté des éléments de réponses sur les défis du voyage vers Mars, puis sur l’adaptation de la vie humaine à l’environnement extrême de la planète rouge.

En multiplex et en direct du CNES à Toulouse et de son siège social à Paris, mais également du Kennedy Space Center (NASA) en Floride, les défis techniques, calendaires, physiologiques, psychologiques, alimentaires, juridiques et éthiques ont ainsi été abordés par différents experts de ces domaines.

Une initiative inspirée par la mission Mars 2020 et la collaboration franco-américaine

Ce projet s’inscrit dans un contexte historique. La mission Mars 2020 qui a déployé le rover Perseverance sur le sol martien pour en étudier la surface, dans l’objectif de l’installation future d’une base. Bien que le rover soit américain, un de ses instruments, la Supercam a été conçue et réalisée conjointement par les équipes toulousaines du CNES, du CNRS et de leurs partenaires américains. La Supercam utilise un laser et trois spectromètres pour analyser à distance la composition chimique des roches martienne. Le CNES a été maître d’œuvre pour la partie optique ainsi que le laser.

Le lancement du programme Proximars II est prévu le 12 décembre 2022 avec une conférence organisée au CNES à Toulouse en présence du sous-directeur « exploration spatiale et vols habités », Sébastien Barde. Les établissements distants pourront y assister par visioconférence.

Les mallettes pédagogiques martiennes créées en partenariat avec l’Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace (Isae-Supaéro) et le ministère de l’Éducation nationale, serviront de support aux enseignants, accompagnés par des enseignants et des étudiants de l’Isae-Supaéro.

Un kit d'expérimentation MarsEdu (« Découverte de Mars ») sera déployé, permettant ainsi à Planète sciences de proposer trois expériences à faire en classes de manière autonome :

• Pour les primaires : Le Chant de Mars, une expérience à faire autour du son et d'un enregistrement de Mars ;
• Pour les collégiens : Le Paysage de Mars, à partir d'une photo de Perseverance : faire une expérience de lecture de paysage et identifier d'un point de vue géologique quel devrait être la cible de la Supercam et ensuite comparer avec le choix des scientifiques ;

Pour les lycéens : La Raie de Mars, proposer aux jeunes d'étudier une raie spectrale obtenue par Perseverance par Supercam pour identifier les composés trouvés sur une roche et les confronter avec ceux que l'équipe du rover ont trouvé.

Conception de maquettes de bases martiennes

Le CNES et Planète sciences proposent de concevoir un modèle réduit de base martienne qui permettrait d’accueillir des humains. Cette animation a le triple objectif de :

• Faire acquérir aux jeunes des notions liées à la planète Mars et à son éventuelle colonisation par l'Homme ;
• Aborder les sujets éthiques, sociaux, politiques, psychologiques associés à l'arrivée de l'Hommes sur Mars ;
• Diffuser auprès du plus grand nombre les méthodes de conception et de fabrication numérique.

Modélisation 3D 

Les jeunes vont devoir appréhender la vie sur Mars avec l’aide d’un scientifique, puis le fonctionnement de la base martienne, ils devront ensuite concevoir chacun un bâtiment avec un logiciel de modélisation 3D puis l’imprimer.

En mai 2023, une journée de restitution sur le terrain martien de la Cité de l’espace à Toulouse (31) permettra d’exposer les productions des classes, qui présenteront leurs projets aux autres classes.

Les objectifs pédagogiques sont conformes au programme du ministère de l’Éducation nationale.

Sur les connaissances :

• Former à des compétences numériques comme comprendre le principe et le fonctionnement de l'impression 3D, découvrir et utiliser des sites de fichiers open source ;
• Former à des savoirs des programmes d'enseignements comme comprendre les conditions de vie de l'Homme et le fonctionnement d'un base permettant de vivre sur Mars. Les moyens de transport entre les différents éléments de la base comme étant un élément clé de la réussite.

Sur les compétences :

• Savoir travailler en équipe avec une démarche de projet ;
• Travailler en collaboration avec des scientifiques et des professionnels ;
• Exposer l'avancée de ses travaux à un public plus jeune : lycéens vers les primaires ou plus âgé : primaires vers les lycéens ;
• Permettre à des étudiants de l'Isae-Supaéro, qui travaillent en collaboration avec des enseignants, d'accompagner les élèves ;
• Les collégiens et lycéens peuvent aller plus loin dans l'expérimentation en se positionnant dans une démarche professionnalisante. Le programme Proximars peut aussi être l'occasion pour les lycéens de préparer un exposé pour le « grand oral » en fin de classe de terminale.