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XVII - PLANÉTOLOGIE

Si l'astrophysique spatiale a connu des développements théoriques et technologiques importants, la planétologie est elle aussi une discipline en plein essor du fait de la conception et de la réalisation concrète de missions d'exploration du système solaire de plus en plus ambitieuses.

C'est pourquoi les TGE spatiaux de la planétologie connaissent, principalement, depuis 1998, une augmentation importante de leurs crédits.

1. Les équipements lourds de la planétologie

Le programme de planétologie prend depuis quelques années un essor remarquable, avec des missions toutes internationales qui témoignent d'une ambition considérable et représentent souvent un défi scientifique historique.

Le tableau ci-après résume brièvement le calendrier des programmes en cours ou déjà lancés.

Tableau 49 : Programmes de planétologie spatiale en cours

Sujets d'études

Missions

Interactions Terre-Soleil

CLUSTER 2 : 4 satellites lancés en 2000

Cartographie de Mars et recherche d'eau

MARS EXPRESS Orbiter

Etude de Saturne et de son satellite Titan

CASSINI-HUYGENS : lancement en 1997, arrivée en 2004

Etude de la comète Wirtanen

ROSETTA : lancement prévu en 2003

Le premier programme concerne les interactions entre le Soleil et la Terre. Les quatre satellites Cluster 2 ont été lancés à la mi-2000 dans le cadre d'une collaboration ESA-NASA. Leur objectif est d'étudier les interactions entre les vents solaires et la magnétosphère de la Terre, deux points qui pourraient jouer un rôle important dans la variabilité du climat.

MARS EXPRESS Orbiter, autre programme de l'ESA, devrait être lancé en 2003 par une fusée russe en vue de compléter la cartographie de Mars et de rechercher la présence d'eau sur cette planète.

En 2004, c'est Saturne et Titan, sa principale lune, qui seront atteints par la mission CASSINI-HUYGENS, lancée en 1997.

Enfin, en 2003 la mission ROSETTA partira pour un rendez-vous avec la comète Wirtanen en 2011, suivi d'une mise en orbite autour de la comète et du largage d'un atterrisseur.

2. Les TGE de la planétologie selon la nomenclature actuelle

La dépense cumulée pour le programme de l'ESA CLUSTER 2 atteint 216 millions de francs pour la période 1998-2000 9.

Tableau 50 : Evolution des dépenses annuelles relatives à CLUSTER 2 10

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CLUSTER 2

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

96

55

65

total

0

0

0

0

0

0

0

0

96

55

65

L'exploration de Mars est jugée comme prioritaire par l'ensemble de la communauté de la planétologie. Au vrai, la France a participé à de nombreux programmes, depuis le début des années 1990. La dépense cumulée, correspondant à MARS EXPRESS Orbiter et aux programmes d'exploration s'élève à 440 millions de francs sur la période 1990-2000.

Tableau 51 : Evolution des dépenses annuelles relatives à MARS Express Orbiter 11

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

MARS EXPRESS

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

64

total

0

0

0

0

0

0

0

0

0

24

64

Tableau 52 : Evolution des dépenses relatives à l'Exploration de MARS 12

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

EXPLORATION MARS

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

10

10

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

25

36

50

55

43

20

28

5

 

19

51

total

25

36

50

55

43

30

38

5

0

19

51

Les missions CASSINI-HUYGENS (Saturne) et ROSETTA (Comète Wirtanen) représentent quant à elles une dépense cumulée de 977 millions de francs sur la période 1990-2000.

Tableau 53 : Evolution des dépenses annuelles relatives à CASSINI-HUYGENS 13

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

CASSINI

(TGE scientifique)

personnel

 

1

4

6

4

6

4

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

25

52

90

93

59

49

29

8

9

4

total

0

26

56

96

97

65

53

29

8

9

4

Tableau 54 : Evolution des dépenses relatives à ROSETTA 14

millions de francs

dépenses

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ROSETTA

(TGE scientifique)

personnel

 

 

 

 

 

7

14

 

 

 

 

exploitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

construction

 

 

 

 

 

 

63

42

106

154

148

total

0

0

0

0

0

7

77

42

106

154

148

Au total, les dépenses relatives à la planétologie sont passées de 0,9 % du total des dépenses relatives aux TGE scientifiques et techniques en 1990, à 7,2 % en 2000.

Figure 30 : Evolution des dépenses annuelles relatives aux TGE de la planétologie

Figure 31 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de la Planétologie par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

Compte tenu des liens forts entre l'astrophysique et la planétologie, on peut être tenté de faire la somme des dépenses des TGE les concernant.

En définitive, l'astrophysique spatiale et la planétologie spatiale rassemblées enregistrent une augmentation d'un facteur 2,2 de 1990 à 2000.

Figure 32 : Evolution des dépenses annuelles pour l'astrophysique spatiale et la planétologie

Le total des dépenses correspondantes s'élève à 563 millions de francs en 1999, soit 12,3 % des dépenses totales relatives aux TGE.

Figure 33 : Evolution des dépenses relatives aux TGE de l'astrophysique et de la planétologie par rapport aux dépenses totales des TGE scientifiques et techniques

3. Les besoins prévisibles en TGE de la planétologie

Parmi les objectifs à 10 ans de la planétologie, il semble que le programme d'exploration de Mars soit le principal.

Le programme du CNES d'exploration de Mars, programme intitulé PREMIER, tel qu'il a été présenté à vos Rapporteurs, comprend trois volets.

Au demeurant, ce programme correspond à la recommandation des scientifiques français spécialisés en planétologie. Il faut à cet égard noter l'effet fédératif de ce projet pour les sciences du vivant et les sciences de la Terre.

Le premier volet est la mission MARS EXPRESS Orbiter de l'ESA, prévu pour 2003, focalisée sur la cartographie et la recherche d'eau de la planète Mars. La contribution française sera de quelques dizaines de millions de francs, s'ajoutant à sa participation à ce programme obligatoire de l'ESA. Le coût réduit de cette mission s'explique par le fait qu'elle recourt à des instruments déjà développés pour la mission Mars 96.

Le deuxième volet est le programme multilatéral NETLANDER, regroupant 11 pays européens avec une participation américaine de faible ampleur, dont l'objectif est de déployer 4 atterrisseurs Netlanders sur Mars pour installer un réseau de mesures géophysiques. Le coût de ce programme est de 600 millions de francs, que la France prend à sa charge à hauteur des 2/3.

Le troisième volet est le retour d'échantillons, dans le cadre d'une coopération NASA-CNES.

Sur la période 2001-2012, les Etats-Unis allouent un budget annuel de 450 millions de dollars à ce programme. Le coût de la participation française avait été estimé au départ à 2,7 milliards de francs. On estime aujourd'hui qu'il atteindra 3 milliards de francs pour la période 2000-2012, avec un échéancier au demeurant encore très imprécis.

En définitive, le programme PREMIER devra tenir compte de la réévaluation faite par les Etats-Unis de leur propre programme.

La méthode retenue par la NASA est en effet de procéder par étape afin de valider chacune des opérations nécessaires au retour d'échantillons. Des missions auront lieu en conséquence en 2005, 2007 et 2009, avant la mission retour d'échantillon proprement dite, repoussée à 2011.

L'ordre de grandeur de la dépense cumulée pour une participation au programme d'exploration de la planète Mars sur la période 2000-2012 pourrait atteindre 4 milliards de francs dans la configuration actuelle, soit une charge annuelle supplémentaire d'environ 334 millions de francs pour le budget de la recherche.

On trouvera par ailleurs dans le tableau ci-après, une présentation résumée des autres programmes à 10 ans de l'ESA dont les coûts estimatifs ne semblent pas encore publiés.

Tableau 55 : Programme Horizons 2000 pour l'exploration du système solaire

Exploration du système solaire

Etude du Soleil et des relations Soleil-Terre

2001 : SMART-1 - propulsion ionique et science de la Lune

? : SOLAR ORBITER - observation à très haute résolution de la surface du Soleil et de l'héliosphère proche

2007-2009 : BEPICOLOMBO - exploration de Mercure

 

En cas de participation de la France à ces programmes, une dépense supplémentaire serait à ajouter aux montants précédents.

En tout état de cause, les estimations tant de coûts que de calendrier sont sujettes à des aléas importants, tant les défis technologiques à relever sont importants. Toutefois, s'il est vraisemblable que l'échéancier pourrait être décalé vers un horizon plus lointain, il est peu probable que les coûts soient révisés à la baisse.

Cette forte augmentation explique qu'un débat puisse exister entre d'une part les partisans d'une recherche fondamentale accélérant son rythme de progression dès lors que des opportunités techniques nouvelles existent et, d'autre part, les partisans d'une priorité à donner aux très grands équipements ayant une utilité immédiate. La question de " l'Espace utile " renvoie en tout état de cause à des arbitrages à rendre dans la plus grande transparence.

1 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

2 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

3 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

4 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

5 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

6 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

7 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

8 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

9 Cette présentation ne prend pas en compte le financement des satellites perdus lors du premier lancement d'Ariane 5.

10 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

11 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

12 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

13 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000

14 Source : direction de la recherche, ministère de la recherche, juin 2000