Où se posera la première colonie martienne ?

Personne n’a encore choisi l’emplacement. Mais la recherche s’est considérablement affinée : la NASA a recensé 47 zones candidates lors d’un atelier en 2015, et une étude de 2021 cosignée par des chercheurs de SpaceX et du JPL a retenu sept sites, dont cinq situés dans une région de plaines septentrionales appelée Arcadia Planitia, près de 39°N.

Tout projet de première colonie martienne se heurte au même obstacle avant même d’aborder les habitats, les serres ou les budgets énergétiques. Aucun endroit sur Mars ne satisfait simultanément à toutes les exigences.

La glace d’eau se trouve vers les pôles. L’ensoleillement et des températures viables se concentrent vers l’équateur, tandis que l’atmosphère suffisamment dense pour freiner un vaisseau en descente se situe à basse altitude. Un site d’atterrissage résulte d’un compromis entre ces contraintes, ce qui explique pourquoi les mêmes noms reviennent sans cesse.

Où la NASA préconise-t-elle l’atterrissage d’un premier équipage ?

Elle ne s’est pas prononcée. Ce que la NASA a fait, c’est solliciter des avis. Du 27 au 30 octobre 2015, l’agence a organisé son First Landing Site/Exploration Zone Workshop for Human Missions to the Surface of Mars à l’institut Lunar and Planetary Institute de Houston, et 47 propositions pour des Exploration Zones et Regions of Interest y ont été présentées et débattues.

L’atelier a introduit une unité de planification qui structure encore le débat. Une Exploration Zone est un ensemble de Regions of Interest regroupées dans un rayon d’environ 100 kilomètres autour d’un site d’atterrissage central. Ce rayon intègre une hypothèse sur la distance qu’un équipage peut parcourir et revenir en pratique. Choisir un point d’atterrissage, c’est en réalité choisir tout ce qui se trouve dans un rayon de 100 km : la science, la glace, les matériaux de construction.

Aucun site n’a été retenu à l’époque, et aucun ne l’a été depuis. Ces 47 propositions constituaient un appel à idées plutôt qu’un concours avec un gagnant.

Pourquoi ne pas atterrir simplement à l’équateur ?

Parce que deux des trois contraintes y poussent, mais pas la plus cruciale.

Commençons par la descente. Mars possède environ un pour cent de la pression atmosphérique de surface de la Terre, donc chaque kilomètre d’altitude abandonné offre davantage d’atmosphère pour le freinage. Cette contrainte s’applique aux missions réelles : InSight exigeait un site situé à 2,5 km ou moins sous le niveau de référence, selon le compte rendu publié de la sélection de son site d’atterrissage. Mars 2020 pouvait accepter un terrain jusqu’à 0,5 km sous le datum, car un déclencheur de portée et une navigation relative au terrain avaient amélioré sa précision.

Ensuite, l’énergie et la chaleur. Les Mars Exploration Rovers étaient cantonnés à une bande entre 10°N et 15°S pour l’ensoleillement ; InSight était limité entre 3°N et 5°N. Il s’agit là de contraintes robotiques liées à l’énergie solaire, mais la physique sous-jacente ne change pas pour les humains. L’ingénierie de surface ajoute ses propres limites : des pentes inférieures à 15° aux échelles de 2 mètres et 84 mètres, et une couverture rocheuse inférieure à 10 % pour éviter qu’un atterrisseur ne bascule.

Un chiffre mérite d’être retenu. L’entrée balistique d’InSight a donné une ellipse d’atterrissage de 130 sur 27 kilomètres. On ne choisit pas un point sur Mars. On choisit une zone, et il faut être prêt à vivre n’importe où à l’intérieur.

Ainsi, l'équateur l'emporte en termes d'ensoleillement, de chaleur et, dans les bassins peu élevés, d'atmosphère. Mais il perd sur la ressource qui détermine si une base peut se développer : l'eau accessible.

Où la glace est-elle suffisamment proche de la surface pour être exploitable ?

C'est la question à laquelle une décennie de travaux orbitaux a répondu. Le projet Subsurface Water Ice Mapping (SWIM), mené par le Planetary Science Institute pour le Mars Exploration Program de la NASA, combine des données orbitales pour établir des cartes de la consistance de la glace avec une résolution d'environ 3 km par pixel, réparties en trois bandes de profondeur : 0 à 1 mètre, 1 à 5 mètres, et au-delà de 5 mètres.

Deux résultats de ces travaux sont cruciaux pour une colonie. La sélection des sites d'atterrissage humains devrait se concentrer en dessous de 50° de latitude, où l'ensoleillement est suffisant pour soutenir des opérations de surface prolongées et éviter le gel des équipements. Et la glace souterraine la plus proche de la surface s'étend étonnamment loin vers l'équateur, avec des incursions en dessous de 30° nord et sud. L'article de 2020 de Nature Astronomy sur les ressources en glace des latitudes moyennes nord a mis en avant Deuteronilus Mensae et Arcadia Planitia comme terrains prometteurs.

Les déductions orbitales sont une chose. L'échantillonnage direct en est une autre, et Phoenix reste la seule mission à avoir excavé de la glace d'eau près de la surface et à l'avoir confirmée sur place. Elle s'est posée à 68,22°N et a confirmé la présence de glace d'eau le 31 juillet 2008, après que son bras ait atteint de la glace à environ 5 centimètres de profondeur. Dans la tranchée surnommée Dodo-Goldilocks, un matériau brillant s'est sublimé en l'espace de quatre jours, entre le sol 20 et le sol 24, ce qui a permis de déterminer qu'il s'agissait d'eau et non de sel.

Disparition du matériau brillant dans la tranchée Dodo-Goldilocks sur quatre sols : sublimation, et donc glace d'eau plutôt que sel. Crédit : NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University. Source : Image NASA PIA10906

Phoenix a prouvé l'existence de la glace, mais s'est posée trop près du pôle pour être un candidat à l'installation d'une colonie. Son énergie solaire a diminué avec l'hiver boréal et la mission a pris fin. Le terrain utile se situe plus au sud, et de nouveaux impacts ont discrètement cartographié cette zone : en deux décennies, les caméras HiRISE et Context de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter ont répertorié des centaines de nouveaux cratères, et certains, aux latitudes moyennes à élevées, ont directement percuté de la glace enfouie. Un cratère de 13 mètres dans Arcadia Planitia a exposé de la glace à la fois dans sa cavité et dans ses éjectas, avec une zone d'impact sombre s'étendant sur près de 850 mètres depuis le centre. Ce cratère est l'image en haut de cet article.

Les travaux orbitaux ultérieurs ont continué à pointer dans la même direction. Les différentes phases de cartographie SWIM ont persisté à soutenir la présence d'une vaste couche de glace souterraine peu profonde dans Arcadia, sans remettre en cause cette interprétation.

Qu'a étudié publiquement SpaceX ?

Une liste d'études, pas une destination. Lors de la conférence Lunar and Planetary Science de 2021, un article intitulé SpaceX Starship Landing Sites on Mars présentait sept sites sélectionnés pour une étude plus approfondie. Les affiliations à l'origine de ce travail sont intéressantes : le JPL et SpaceX apparaissent côte à côte, aux côtés de l'University of Arizona, du Planetary Science Institute, de Purdue, de Brown et de NASA Ames. Une entreprise et un centre de la NASA travaillaient ensemble sur la problématique de la localisation, dans la littérature ouverte.

Cinq des sept sites se trouvent dans Arcadia Planitia. Les autres sont situés dans Phlegra Montes et Erebus Montes, des zones plus accidentées des mêmes plaines septentrionales. La région coche toutes les cases requises par le secteur : faible altitude pour la descente, terrain lisse et pauvre en roches pour l'atterrissage, et preuves de la présence de glace peu profonde pour tout le reste.

Les sites candidats ont été imagés en détail depuis l'orbite. La trame HiRISE ESP_060416_2195, l'une des images de sites candidats publiées par l'Université de l'Arizona, est centrée à 39,083°N, 189,793°E. Cette latitude résume à elle seule tout l'enjeu : assez au nord pour atteindre la glace, assez au sud pour conserver un ensoleillement utile.

Arcadia Planitia occidentale près de 39°N, 179°E. Les couches concentriques et les matériaux affaissés à l'intérieur de ce cratère sont le type de caractéristique indiquant la présence de glace en surface ou sous la surface. Crédit : NASA/JPL/Arizona State University/Cornell University. Source : Image NASA PIA04263

Deux mises en garde. Un candidat n'est pas un choix, et la liste de 2021 est issue d'une collaboration de recherche plutôt que d'une annonce d'entreprise. En juillet 2026, ni la NASA ni SpaceX n'ont publié de nouvelle shortlist remplaçant ces sept sites candidats, aussi faut-il considérer tout chiffre plus élevé cité comme non vérifié.

Comment se compare la shortlist ?

Les noms qui reviennent, et ce que chacun offre réellement :

• Arcadia Planitia, près de 39°N. Cinq des sept sites d'étude pour Starship. Faible altitude, terrain lisse, glace peu profonde détectée depuis l'orbite et confirmée par endroits grâce à des cratères récents. La région candidate la plus fréquemment évoquée dans la littérature actuelle sur les sites d'atterrissage, bien qu'aucun document officiel ne la classe en première position.

• Phlegra Montes et Erebus Montes. Les deux autres sites d'étude. Terrain lié à la glace avec un relief plus marqué, ce qui offre une diversité géologique mais réduit la marge d'atterrissage.

• Deuteronilus Mensae. L'autre point fort septentrional du projet SWIM, avec des formations semblables à des glaciers. Très riche en glace, mais moins étudié en tant que défi d'atterrissage.

• Cratère Jezero, 18,44°N, 77,45°E, fond situé à environ 2.600 mètres sous le niveau de référence. Où opère Perseverance. Science exceptionnelle, ancien delta fluvial, mais aucune prétention particulière à une glace accessible.

• Oxia Planum, 18,28°N, 335,37°E, son unité argileuse s'étendant d'environ 2.600 à 3.100 mètres sous le niveau de référence. Cible du rover Rosalind Franklin de l'ESA, choisie pour ses argiles anciennes plutôt que pour ses ressources.

• Utopia Planitia, 47,97°N. Où Viking 2 s'est posé en 1976, et reste la deuxième latitude la plus élevée atteinte intacte par un engin spatial sur Mars.

En parcourant cette liste, la différence saute aux yeux : les cibles scientifiques se situent près de 18°N, tandis que les cibles ressources se trouvent à 39°N et au-delà. Une première colonie devra choisir quel type d'endroit elle souhaite être.

Que nous apprennent les atterrissages robotisés déjà réalisés ?

Nous conservons les coordonnées de chaque site d'atterrissage martien identifié dans un jeu de données associé à notre carte interactive de Mars, ce qui permet de vérifier la question de la latitude plutôt que de la débattre. Douze sites localisés y sont représentés. Les compter donne un résultat sans équivoque.

Seuls deux se situent au-dessus de 30°N : Viking 2 à 47,97°N et Phoenix à 68,22°N. Tous les rovers ayant jamais roulé sur Mars se sont posés à moins de 25° de l'équateur, d'Opportunity à 1,95°S à Zhurong à 25,07°N. Le seul site très au sud est Mars 3 à 45°S, qui a cessé d'émettre après environ 20 secondes en 1971.

Autrement dit, la bande où se trouve la glace n'a presque jamais été visitée, et jamais par un engin mobile. Deux sites de notre jeu de données sont délibérément absents pour la même raison qui nous fait faire confiance aux autres : Mars 2 et Mars Polar Lander se sont écrasés et leurs points d'impact n'ont jamais été localisés, les représenter reviendrait donc à inventer des coordonnées. Beagle 2 figure sur la carte car des images orbitales ont repéré son épave en 2015.

L'historique des missions correspondant à ces points est détaillé dans notre chronologie des missions martiennes, et ce qu'une base devrait construire une fois sur place est expliqué dans notre guide sur la colonisation de Mars.

Ce que nous ignorons encore

Les lacunes avérées, car elles sont plus vastes que les connaissances établies :

• Aucune agence ni entreprise n'a sélectionné de site d'atterrissage pour une première mission habitée, et encore moins pour une base permanente.

• La profondeur et la pureté de la glace sur chaque site candidat sont déduites d'observations orbitales. La seule vérité terrain concernant la glace martienne provient de Phoenix, situé à 29 degrés de latitude au nord des sites candidats d'Arcadia Planitia.

• Le compromis entre accès à la glace et énergie solaire ne fait l'objet d'aucun consensus. Le projet SWIM propose une zone optimale à la lisière sud de la ceinture de glace, mais il s'agit d'une hypothèse de recherche, pas d'une décision.

• Aucune liste révisée n'a été publiée depuis celle de l'étude de 2021, donc tout élément plus récent reste non vérifié plutôt que secret.

Ce qui trancherait la question, ce serait une vérité terrain : une mission précurseur qui se poserait dans la bande candidate et mesurerait la profondeur réelle de la glace, sa pureté et la difficulté à l'extraire. En attendant, la liste restreinte reste une liste restreinte. Les questions connexes trouvent leurs réponses sur ce site, notamment la durée du voyage, son coût et la survie aux radiations.

Questions fréquentes

Un site d'atterrissage pour la première colonie martienne a-t-il été choisi ?

Non. En 2015, la NASA a recueilli 47 propositions de *Exploration Zones* et n'en a retenu aucune. L'article de 2021 cosigné par SpaceX et le JPL a réduit la sélection à sept sites pour des études approfondies, ce qui constitue une liste de recherche, pas un engagement.

Pourquoi Arcadia Planitia revient-elle si souvent ?

Elle franchit trois obstacles d'un coup : une faible altitude pour le freinage, un sol lisse et pauvre en roches pour l'atterrissage, et de la glace souterraine peu profonde vers 39°N, assez proche de l'équateur pour que l'énergie solaire reste exploitable.

Une colonie pourrait-elle se poser aux pôles, où la glace est plus abondante ?

La glace y est plus accessible, mais tout le reste devient plus difficile. L'ensoleillement faiblit, les températures chutent, et les calottes sont composées de dioxyde de carbone saisonnier surplombant de la glace d'eau. *Phoenix* a atteint 68,22°N en 2008 et a perdu toute alimentation électrique dès l'arrivée de l'hiver boréal.

Quelle superficie couvre réellement un site d'atterrissage sur Mars ?

Plus vaste que ce que la plupart imaginent. Une *Exploration Zone* s'étend sur environ 100 kilomètres autour de son point central, et l'entrée balistique d'*InSight* a dessiné une ellipse de 130 sur 27 kilomètres. Toute l'ellipse doit être viable, pas seulement son centre.

À quelle profondeur se trouve la glace sur ces sites ?

Les cartes du projet SWIM distinguent trois bandes : 0 à 1 mètre, 1 à 5 mètres, et plus de 5 mètres. De récents cratères dans Arcadia ont mis au jour de la glace près de la limite supérieure de cette fourchette. *Phoenix*, bien plus au nord, a rencontré de la glace à environ 5 centimètres de profondeur. Personne n'a encore creusé dans la ceinture candidate elle-même.

Le cratère Jezero est-il un candidat pour une colonie ?

Non, pas sur le plan des ressources. Jezero a été choisi pour Perseverance car un ancien delta fluvial est un endroit prometteur pour rechercher des traces de vie passée. À 18,44°N, il est bien situé pour l'énergie solaire mais mal placé pour accéder à de la glace exploitable.

Qu'est-ce qui ferait passer un site du statut de candidat à celui de site sélectionné ?

La vérité terrain. Il faut qu'un engin se pose dans la zone candidate et mesure la profondeur, la pureté de la glace et la difficulté à creuser, puis qu'il confirme les pentes et la couverture rocheuse à l'échelle d'un véhicule. Les données orbitales ont poussé cette question aussi loin qu'elles le pouvaient.

Sources

• Atelier First Landing Site/Exploration Zone pour les missions habitées à la surface de Mars, Lunar and Planetary Institute, Houston, du 27 au 30 octobre 2015.

• Golombek et al., Selection of the InSight Landing Site, Space Science Reviews, sur les contraintes d'altitude, de latitude, de pente et d'abondance rocheuse.

• Projet Subsurface Water Ice Mapping (SWIM), Planetary Science Institute, pour le Mars Exploration Program de la NASA.

• Morgan et al., Availability of subsurface water-ice resources in the northern mid-latitudes of Mars, Nature Astronomy, 2020.

• Putzig, Morgan et al., Ice Resource Mapping on Mars, chapitre dans Handbook for Space Resources, Springer, 2023 — la revue par le projet SWIM de l'évolution de sa cartographie des ressources en glace.

• Golombek, Williams, Wooster, McEwen et al., SpaceX Starship Landing Sites on Mars, 52nd Lunar and Planetary Science Conference, 2021.

• L'atterrisseur martien Phoenix de la NASA confirme la présence de glace, NASA Jet Propulsion Laboratory, 31 juillet 2008.

• Site d'atterrissage candidat pour le Starship de SpaceX dans la région d'Arcadia, ESP_060416_2195, HiRISE, Université de l'Arizona

Les coordonnées des sites d'atterrissage mentionnées dans cet article sont celles que nous reportons sur notre carte interactive de Mars, recoupées avec les archives des missions dont elles proviennent. Dernière vérification le 31 juillet 2026.