Le 5 novembre 2013, une fusée s’est lancée vers Mars. C’était la première mission interplanétaire de l’Inde, Mangalyaan, et un pari formidable. Seulement 40 % des missions envoyées vers Mars par les grandes organisations spatiales – la NASA, la Russie, le Japon ou la Chine – avaient été un succès. Aucune organisation spatiale n’avait réussi dès sa première tentative. De plus, l’ISRO, l’organisation spatiale indienne, disposait de très peu de fonds : alors que la sonde martienne Maven de la NASA a coûté 651 millions de dollars, le budget de cette mission était de 74 millions de dollars. En comparaison, le budget du film « The Martian » était de 108 millions de dollars. Oh, et l’ISRO a envoyé sa fusée 18 mois seulement après le début des travaux. Quelques mois et plusieurs millions de kilomètres plus tard, l’orbiteur s’est préparé à entrer dans la gravité de Mars. C’était un moment critique. Si l’orbiteur entrait dans la gravité de Mars avec un mauvais angle, décalé d’un seul degré, il s’écraserait sur la surface de Mars ou passerait juste à côté, perdu dans le vide de l’espace.
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De retour sur Terre, son équipe de scientifiques et d’ingénieurs attendait un signal de l’orbiteur. Le concepteur de la mission, Ritu Karidhal, avait travaillé 48 heures d’affilée, nourri par l’anticipation. Enfant, Minal Rohit avait regardé les missions spatiales à la télévision. Maintenant, Minal attendait des nouvelles de l’orbiteur qu’elle et sa collègue, Moumita Dutta, avaient aidé à concevoir.
Lorsque le signal est enfin arrivé, la salle de contrôle de la mission a éclaté en acclamations. Si vous travaillez dans une telle salle, dit la directrice adjointe des opérations, Nandini Harinath, « vous n’avez plus besoin de regarder un film à suspense pour ressentir le frisson de la vie. Vous le ressentez dans votre travail quotidien. »
Ce n’était pas le seul succès de la mission. Une image des scientifiques célébrant dans la salle de contrôle de la mission est devenue virale. Les filles en Inde et au-delà ont gagné de nouvelles héroïnes : celles qui portent des sarees et attachent des fleurs dans leurs cheveux, et qui envoient des fusées dans l’espace.
La fusée va partir. Elle ne va attendre personne.
Lorsque Moumita Dutta était en troisième, elle a étudié la lumière et l’a trouvée fascinante. Cette obsession l’a conduite à étudier l’ingénierie. En 2006, elle se trouvait dans la ville orientale de Kolkata, en Inde, lorsqu’elle a lu dans le journal que l’Inde se préparait à lancer sa première mission lunaire. C’était l’occasion de rattraper une opportunité nationale que l’Inde avait manquée un demi-siècle plus tôt. L’ISRO a été créée à la fin des années 60, en pleine course à la lune. Mais en tant qu’organisation spatiale d’un pays nouvellement indépendant aux ressources extrêmement limitées, l’agence n’y a jamais participé. La mission de l’Inde sur la Lune en 2008 a été longuement préparée, aussi historique que révolutionnaire. « Je pensais que les gens qui y travaillaient avaient beaucoup de chance ». Moumita a laissé l’offre d’un doctorat à l’étranger et a déménagé à l’autre bout du pays pour rejoindre l’ISRO dans sa mission sur la Lune.
Lorsque l’ISRO a annoncé la mission sur Mars en 2012, son objectif principal était de construire une capacité à entrer dans la gravité de Mars, et une fois sur place, de mener des expériences scientifiques. La mission, surtout si l’on considère les ressources limitées du pays, devait être réalisée en un temps record. La fusée devait être lancée au moment où la distance entre la Terre et Mars était la plus courte, à la mi-2013 : 18 mois seulement pour planifier, construire et tester tout ce qui se trouvait à bord. L’orbiteur devait entrer dans une orbite elliptique autour de Mars en passant derrière la planète, coupant toute communication avec la Terre au moment le plus crucial de la mission. Cela nécessitait le développement d’une capacité autonome complète pour le faire fonctionner. L’orbiteur pourrait emporter 5 capteurs pour réaliser des expériences scientifiques. La mise en garde : ils devraient peser moins de 15 kilogrammes, ou 33 livres, mis ensemble.
Moumita connaissait les capteurs. Maintenant, elle a été chargée de construire et de tester un instrument scientifique unique en son genre pour détecter le méthane sur Mars.
ISRO
Il s’avère que le capteur sur lequel Moumita a travaillé n’aurait pas pu être plus opportun. En 2014, le rover martien de la NASA, Curiosity, a détecté un pic de méthane dans son environnement immédiat. La présence de méthane pouvant indiquer que la vie ou l’eau étaient autrefois présentes sur Mars, cette découverte était passionnante. Mais pour tirer des conclusions significatives, il faut un instrument scientifique capable de détecter les plus petites quantités de méthane sur toute la surface de Mars, et ce en toute saison, pendant des mois et des années. Chercher dans les données collectées serait « comme chercher dieu », comme le dit Moumita, « bien sûr, dieu, dans ce cas, est notre objectif scientifique. »
L’exigeante sensibilité de cette quête a façonné la conception du capteur de méthane ISRO pour Mars. Moumita avait travaillé sur 12 à 14 charges utiles avant cette mission, mais c’était une bête différente. « Nous construisions quelque chose qui n’avait jamais été construit auparavant, donc chaque jour était un nouveau défi », dit-elle.
Moumita et ses collègues ont conclu que leur meilleure chance d’enregistrer ces mesures fines résidait dans le choix d’un filtre optique qui n’avait jamais volé dans des missions interplanétaires : l’étalon. Ce filtre n’a pas été testé, mais il est suffisamment sensible pour détecter les plus petites quantités de méthane et permet de réduire le poids du capteur à moins de 3 kg ou 6,5 lb. Moumita a conceptualisé, développé et exécuté les tests de l’étalon. Il était si crucial de réussir cette expérience que le président et les directeurs de l’ISRO étaient présents pour les tests.
Sous les yeux de ses patrons, c’est un Moumita nerveux qui a commencé les essais. « J’ai mis l’étalon dans le montage d’essai, tellement impatiente de voir s’il allait me donner les performances que nous recherchions », raconte-t-elle. Puis elle a inséré une minuscule cellule de méthane entre l’étalon et les faisceaux lumineux parallèles du montage. Le signal de l’étalon a chuté. « Quand j’ai vu cela, j’ai pensé « whoa ! ». Je suis devenu émotif. Ce que nous avions construit pouvait réellement détecter le méthane. Nous savions que cela fonctionnerait ! »
Le capteur s’envolerait vers Mars, et il aurait la touche de Moumita. Il ne restait plus que des mois de journées de 18 heures pour s’assurer que la mission soit lancée dans les délais absurdement optimistes prévus. Pour Moumita, la pression du temps n’était pas un problème.
« Il y a de longues heures », dit-elle. « Mais chaque fois que je pense que le capteur sur lequel je travaille profitera à mes compatriotes, cela en vaut la peine. »
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« Quand la fiction deviendra réalité, vous ne le saurez pas. »
L’Inde est un pays de contradictions. Il y a l’Inde qui fait croître son économie, puis il y a l’Inde avec une extrême inégalité des revenus. Une Inde montre à ses filles qu’elles peuvent devenir des spécialistes des fusées, l’autre ne lui garantit pas que les droits à l’éducation et à la sécurité sont acquis. Alors qu’une Inde suit la trajectoire la plus courte vers Mars, l’autre Inde reste inaccessible par la route.
En grandissant dans les années 80 dans la petite ville de Rajkot, en Inde, Minal Rohit regardait le lancement d’un satellite à la télévision. C’était si excitant qu’elle s’est dit : » kaam karna hai toh aisa karna hai. «
Si vous devez travailler, faites un tel travail.
Pour les filles et les femmes animées par une mission, la culture en Inde peut parfois être claustrophobe et une carrière peut sembler être un acte de rébellion. Les parents de Minal n’ont jamais laissé cette culture imprégner leur foyer. Lorsqu’on lui a suggéré de ne pas poursuivre ses études – « Comment trouverait-elle un bon parti pour se marier ? » – son père n’en a pas voulu. « Mon père était catégorique », dit-elle. Il a dit : « Si elle ne trouve pas de partenaire, elle en trouvera un elle-même, mais ma fille étudiera. » Malgré tout, l’ingénierie était un choix de carrière inhabituel à Rajkot à l’époque, en particulier pour les femmes, et Minal a décidé que la médecine serait peut-être plus appropriée. Les parents de Minal l’ont transférée d’une école du Gujarati à une école anglophone. Lorsqu’elle n’a pas réussi les examens d’entrée en médecine, ils l’ont encouragée à s’essayer plutôt à l’ingénierie.
Bien sûr, c’était ce à quoi elle rêvait autrefois lorsqu’elle était enfant.
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Minal a commencé sa carrière à l’ISRO en fournissant un accès à la médecine et à l’éducation dans les zones rurales de l’Inde grâce aux satellites de communication de l’agence, où ces services changent la vie de milliers de personnes. Elle a eu la chance d’avoir le soutien de ses parents, ainsi que de son mari. Mais sa motivation n’était pas assouvie. « La vie est confortable, alors je dois trouver des moyens de sortir de ma zone de confort encore et encore dans mon travail », dit-elle. Sinon, « quand la fiction se transforme en réalité, vous ne le saurez pas. »
La mission sur Mars était aussi loin de la zone de confort qu’une mission peut l’être.
Le calendrier impossible a forcé l’innovation. Une mission ordinaire est comme une course de relais. Les équipes de sous-systèmes, comme l’équipe d’optique de Moumita, construisent leurs appareils et les remettent à l’équipe d’intégration des systèmes. Celle-ci s’assure que tous les sous-systèmes – optique, électronique, mécanique – fonctionnent harmonieusement ensemble et répondent aux critères de performance. Ensuite, le système est transmis pour être intégré sur un modèle de l’orbiteur, le modèle de qualification, qui subit des tests rigoureux. L’orbiteur qui vole enfin, enfin, est une réplique de ce modèle.
« Pensez-y comme le fils aîné et le fils cadet », dit Minal. « Le fils cadet reçoit toute l’attention alors que le fils aîné doit subir toutes les épreuves. Donc, si le fils aîné réussit des tests rigoureux, cela signifie que le plus jeune réussira certainement aussi. En général, ce n’est qu’une fois le modèle de qualification terminé que l’on pense au modèle de vol. »
Mais ce n’était pas le cas de la mission Mars, qui n’a pas eu le luxe du temps pour mener une course de relais. Il s’agissait plutôt d’un exercice de jonglage. « Le modèle de qualification et le modèle de vol étaient construits en parallèle », explique Minal.
Son rôle était d’aider à intégrer les composants du capteur de méthane dans un instrument scientifique finement réglé. Normalement, tout son travail aurait été effectué dans le modèle de qualification, avec une marge d’erreur qui aurait pu être corrigée dans le modèle de vol final. Mais comme tout s’est chevauché pour respecter les délais, cette marge n’existait pas.
« Dans l’espace, aucune erreur n’est acceptable », dit-elle. « Nous appelons cela le zéro défaut ». Ainsi, lorsque tous les instruments sont arrivés pour être testés sur les modèles de qualification et de vol à la dernière étape, Minal se souvient, « il y avait beaucoup de pression. Aucune erreur n’était acceptable, pas même la moindre connexion de fil. Je dirais que même la patience que je ne garde pas avec mon propre fils a été mise à l’épreuve dans cette mission. »
Minal a méticuleusement élaboré les plans et les procédures d’intégration des sous-systèmes du capteur de méthane. Habituellement, lorsque les sous-systèmes arrivent sur le bureau de Minal pour être intégrés, ils ont été entièrement testés et certifiés par les ingénieurs des sous-systèmes. Dans cette mission, raconte Minal, « ils étaient encore testés par les équipes des sous-systèmes. Nous avons donc dû faire confiance oralement, sans documents ni certificats, simplement parce que l’ingénieur nous a dit : « OK, je l’ai testé à ma façon, maintenant prenez-le ». C’est tout ! » Elle ajoute en riant : « Je priais Dieu pour que, lorsque j’appuie sur le bouton de mise en marche, il s’allume, et qu’il n’y ait pas d’explosion ! »
Il n’y a pas eu d’explosion. L’orbiteur a pu être préparé pour celle qui comptait : le décollage dans l’espace.
« Je regardais l’obscurité et me demandais ce qu’il y avait au-delà. »
La distance moyenne entre la Terre et Mars est de 225 millions de kilomètres. Cela signifie qu’un signal de l’orbiteur martien met 12 minutes à arriver au contrôle terrestre. Douze minutes atroces avant que vous ne sachiez potentiellement que quelque chose ne va pas, et encore 12 minutes interminables avant que votre commande pour corriger le problème n’atteigne l’orbiteur. Si votre orbiteur est au bord de la catastrophe, ce délai de 24 minutes sera probablement fatal.
C’est pourquoi un orbiteur martien doit pouvoir fonctionner de manière totalement autonome. À chaque mission spatiale, l’équipe de scientifiques de l’ISRO renforce ses capacités. La mission 2007 sur la Lune a renforcé leur capacité à quitter la gravité terrestre. La mission sur Mars devrait ajouter à cela un système logiciel autonome, suffisamment avancé pour diagnostiquer et autocorriger tout problème que l’espace pourrait rencontrer.
Le concepteur de la mission, Ritu Karidhal, a dirigé la conception et le développement de ce système. « C’est comme le cerveau humain. Il reçoit des signaux de capteurs comme vos yeux, vos oreilles, vos terminaisons nerveuses. S’il y a un problème n’importe où dans votre corps, votre cerveau réagit immédiatement. C’est ce que nous avons dû construire pour l’orbiteur en dix mois, en partant de zéro. Nous avons dû prendre chaque élément – capteurs, activateurs, moteurs – et comprendre comment il peut se comporter ou mal se comporter. »
Lorsque Ritu a commencé à s’intéresser à l’espace, elle n’a pas tout à fait réalisé que ce serait aussi technique. Mais là encore, elle n’avait que trois ans. « J’avais l’habitude de demander pourquoi la lune devenait de plus en plus grande et petite. Je regardais l’obscurité et me demandais ce qui se trouvait au-delà », se souvient Ritu. « Je pensais que les sciences spatiales se résumaient à l’astronomie, à l’observation des étoiles. En réalité, c’est un travail très technique. »
Il y a dix-neuf ans, Ritu a quitté sa ville natale de Lucknow, en Inde, et a traversé le pays pour devenir scientifique. « Ce n’était pas une décision facile à prendre, mais mes parents m’ont toujours soutenue », dit-elle.
Le jour du lancement en novembre 2013, ces rêves ont rencontré la réalité alors que Ritu fixait les écrans de la salle de contrôle de la mission. Son système autonome était destiné au test ultime.
Dans la pièce se trouvait également Nandini Harinath, directrice adjointe des opérations pour la mission.
Il n’y a pas eu de moment particulier qui a déclenché l’intérêt de Nandini pour les sciences. « Ma mère était professeur de mathématiques, mon père est un grand amateur de physique. Je pense que pour moi, la science a juste toujours été là », dit Nandini. Les mathématiques étaient un sujet de conversation si fréquent à la maison que Nandini estime s’être familiarisée avec elles avant même d’avoir appris à parler. Avec son père, elle se souvient avoir étudié les constellations jusqu’à ce qu’elle puisse reconnaître les différentes étoiles dans le ciel nocturne de Bangalore. « Bien sûr, je ne pensais pas que je rejoindrais un jour l’ISRO, mais il y a 21 ans, c’est arrivé comme ça. »
Pour Mangalyaan, Nandini a fait les calculs pour déterminer la trajectoire qui devrait l’emmener vers Mars.
Lors des décollages, Nandini dit : « J’ai toujours des papillons dans l’estomac. » Une fois l’orbiteur lancé, l’équipe a dû effectuer des opérations critiques pour qu’il quitte la gravité terrestre pour Mars. Comme le décrit Nandini, il s’agissait « d’une opération unique. Vous le faites bien, ou vous ne le faites pas. » L’orbiteur a suivi une trajectoire prédéterminée, semblable à celle d’un lance-pierre, tournant autour de la Terre six à sept fois, en allumant les moteurs à chaque révolution, jusqu’à ce qu’il gagne finalement assez de vitesse pour quitter la sphère d’influence de la Terre en se dirigeant précisément vers la planète rouge. La première phase de la mission était terminée.
Neuf mois plus tard, l’orbiteur serait prêt à entrer dans un nouveau monde : Mars.
En attendant, Nandini travaillait au contrôle de mission pour s’assurer que la sonde martienne suivait la trajectoire qu’elle avait aidé à calculer et à concevoir. Si la capsule s’écartait un tant soit peu de la trajectoire prévue, son équipe avait les moyens de l’y ramener. Pendant que Nandini était testée pour la mission sur Mars, sa fille passait ses derniers examens de fin d’études secondaires. Nandini revenait de la salle de contrôle de la mission à minuit, se réveillant à 4 heures du matin pour étudier avec sa fille.
Mais le 24 septembre 2014, il n’y aurait aucune possibilité d’ajustement : il était temps pour Mangalyaan de voler lui-même, en utilisant le système que Ritu a aidé à concevoir. À 7 heures ce matin-là, l’orbiteur a envoyé un signal confirmant que le séquenceur du système d’autonomie embarqué avait commencé à se déclencher. Il est prêt à entrer dans la gravité de Mars. L’orbiteur s’est orienté à l’aide d’activateurs et de roues jusqu’à ce qu’il soit à un angle d’insertion avec une marge d’erreur d’un degré.
Vingt-et-une minutes plus tard, comme prévu, le moteur a commencé à s’allumer. Quatre minutes après, le signal s’est arrêté. L’orbiteur était passé derrière Mars. S’il entrait dans la gravité de Mars à l’angle correct, il enverrait un signal vers la Terre. Dans le cas contraire, on n’entendrait plus jamais parler de Mangalyaan.
« Chaque minute, se souvient Ritu, nous suivions les données pour essayer de calculer si une anomalie se produisait. » Mais bien sûr, il n’y avait aucun moyen de modifier la mission elle-même. Pendant les 26 minutes suivantes, les équipes de Ritu et Nandini ont attendu dans le silence complet de la salle de contrôle de la mission.
Alors, à 8 heures du matin, un signal est arrivé sur Terre. Et le monde a vu la célébration, non seulement de la science indienne, mais aussi des femmes étonnantes en son centre.
« Dans le monde, la moitié des cerveaux sont chez les femmes. »
L’astrophysicienne Vera Rubin, qui a découvert la matière noire, a écrit de façon célèbre qu’elle avait trois hypothèses de base concernant les femmes dans les sciences :
« Il n’y a aucun problème en science qui peut être résolu par un homme qui ne peut pas être résolu par une femme. Dans le monde entier, la moitié des cerveaux sont chez les femmes. Nous avons tous besoin de la permission de faire de la science, mais, pour des raisons profondément ancrées dans l’histoire, cette permission est plus souvent donnée aux hommes qu’aux femmes. »
Nandini convient tristement que c’est encore le cas pour la plupart des femmes de son pays. « C’est peut-être dû à notre culture », dit-elle. « Elle met tellement de pression sur la femme que même si elle est ambitieuse et a le talent pour aller loin, elle ne peut pas à moins d’avoir un soutien total à la maison. »
Pourtant, les femmes de l’ISRO peuvent avoir un impact sur cela. Ces héroïnes doivent leurs chances à la permission et au soutien, silencieux ou non, de leurs parents. Les rôles de l’agence spatiale indienne indiquent que d’autres suivent. Aujourd’hui, dit Moumita, « le nombre de femmes travaillant dans le domaine des sciences spatiales à l’ISRO est monté en flèche au cours des dernières années. Cela montre qu’il y a plus de soutien pour les femmes qui rejoignent ce type de travail. »
En effet, près d’un quart du personnel technique de l’ISRO est aujourd’hui composé de femmes. Le chemin à parcourir est encore long, mais les missions spatiales sont si délicates que toutes les mains – tous les cerveaux – doivent être sur le pont. Si vous voulez atteindre les étoiles, vous ne pouvez pas construire un plafond de verre entre la Terre et l’espace.
C’est ce qui propulse les orbiteurs dans l’espace et les scientifiques sous les feux de la rampe. Et le cycle peut alors se poursuivre – une course de relais dont l’heure est venue – alors que les filles voient les sarees dans le contrôle de mission et réalisent qu’elles peuvent le faire, elles aussi.
« Si vous avez un vrai souhait, vous y arriverez, de cette façon ou de cette autre », dit Minal Rohit, dont le capteur continue de mesurer le méthane sur Mars. « Je dis toujours, gardez des objectifs à court terme afin de trouver la motivation pour les atteindre. Ensuite, gardez un objectif final quelque part dans votre cerveau, une déclaration claire de ce que vous voulez dans la vie. One big dream, many small dreams. »
« Helping the common man is my big dream, » she says, « Mars was a small dream. Now I think: what next? »
The sky is not the limit.