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ARTEMIS-9 est le programme le plus ambitieux jamais conduit par l'IFRAS. Il vise à envoyer six astronautes-chercheurs sur la surface martienne pour un séjour scientifique de dix-huit mois, dans une base pressurisée entièrement autonome en énergie, en eau et en nourriture. Le programme constitue une rupture fondamentale avec les approches précédentes : pour la première fois, les équipages ne seront pas des explorateurs mais des scientifiques résidents, dont la mission principale est de produire des données irréproductibles sur site.

La base ARTEMIS, actuellement en assemblage final en orbite basse, repose sur une architecture modulaire en carbone pressé renforcé de Zylon — un matériau développé conjointement par le DSMR et un partenaire industriel — capable de résister aux tempêtes de poussière martiennes et aux fluctuations thermiques de ±120 °C de la surface. La production d'oxygène s'appuie sur un électrolyseur alimenté par une centrale nucléaire de petite taille à réacteur de sel fondu, une première pour une mission habitée.

Sur le plan médical, le programme développe un protocole sans précédent de surveillance biologique continue des équipages, incluant séquençage ADN embarqué, biomarqueurs immunologiques et IRM portable — des technologies portées par le DSVT qui constitueront autant d'innovations médicales directement transférables à la médecine terrestre en milieu isolé.

ORION-3 est le programme de l'IFRAS consacré à la recherche de la vie au-delà du système solaire. Son approche repose sur la spectroscopie de transmission à très haute résolution : lors de chaque transit d'une exoplanète devant son étoile, une fraction infime du rayonnement stellaire filtre à travers l'atmosphère planétaire et y laisse des empreintes spectrales caractéristiques des molécules présentes. Ces empreintes, séparées de la signature stellaire par des méthodes d'analyse en composantes indépendantes développées au DSTI, constituent les "biosignatures" dont la détection ferait l'effet d'une bombe dans la communauté scientifique mondiale.

Pour atteindre la résolution nécessaire à cette analyse, ORION-3 combine les observations de trois grands télescopes — l'IFRAS-Obs en altitude, le VLT de l'ESO au Chili et le télescope spatial Euclid en orbite — dans un protocole d'observation synchronisée élaboré par le DAI. Les molécules prioritairement recherchées sont l'oxygène moléculaire (O₂), le méthane (CH₄), la vapeur d'eau (H₂O) et la phosphine (PH₃), dont la présence simultanée constituerait une signature quasi-certaine d'activité métabolique.

En janvier 2026, l'équipe ORION-3 a publié une détection candidate d'oxygène moléculaire dans l'atmosphère de Kepler-442b, exoplanète rocheuse en zone habitable à 1 206 années-lumière. Le résultat, à 4,2 sigma de significativité, est considéré comme prometteur mais pas encore conclusif — une campagne d'observations de confirmation est en cours avec le James Webb Space Telescope.

Le programme PROMETHEUS repose sur un pari technologique audacieux : utiliser un plasma d'hélium ionisé à basse température (environ 800 K, contre 15 000 K pour les propulseurs à effet Hall actuels) pour générer une poussée d'une efficacité sans précédent. Cette approche, théorisée dans les années 2000 mais jamais mise en œuvre à l'échelle d'un propulseur de vol, est rendue possible par les avancées du DPET en physique des plasmas froids et par les nouveaux matériaux céramiques ultra-résistants du DSMR.

Le principe fondamental est celui de l'accélération électrostatique d'ions issus d'un plasma dit "négatif" — une configuration où les électrons sont majoritaires — ce qui permet d'extraire des ions lourds avec une énergie d'ionisation bien inférieure aux procédés classiques. Le résultat expérimental clé du programme : une impulsion spécifique de 6 800 secondes mesurée sur le banc PROMETHEUS-II du DPET, record mondial toutes filières confondues.

La miniaturisation de ce propulseur pour le vol spatial représente le défi majeur de la phase actuelle. Les équipes travaillent sur une version qualifiée de 500 W propulsant un satellite de 200 kg avec une poussée de 80 mN — suffisante pour les missions de maintien à poste en GEO et les transferts orbitaux de petits engins dans le système solaire interne. La mise en orbite de qualification est prévue pour 2028.

HERMES s'attaque à l'un des problèmes les plus fondamentaux de l'exploration spatiale profonde : la communication. Lorsqu'une mission habitée s'éloigne vers Mars ou au-delà, le délai de propagation des signaux radio peut atteindre 24 minutes, rendant impossible tout échange en temps réel et toute assistance à distance. HERMES explore la possibilité de dépasser cette limitation grâce à deux approches complémentaires : les communications optiques à très haut débit (FSO) et les protocoles cryptographiques quantiques (QKD) à longue portée.

La première partie du programme, développée par le DOL, porte sur les liaisons optiques inter-satellites à 100 Gbps — des "lasers de communication" permettant de transmettre en quelques secondes des volumes de données qui exigeraient des heures via les antennes radio actuelles. Ces liaisons ne réduisent pas le délai de propagation physique, mais elles permettent de compresser les créneaux de communication et d'augmenter massivement la quantité d'information échangée pendant ces fenêtres.

La seconde partie, plus fondamentale, est portée par le DPM (optique quantique). Elle explore la distribution de clés cryptographiques quantiques (QKD) via satellite, rendant les communications Terre-sonde impossible à intercepter sans détection immédiate. Un démonstrateur en orbite basse est en cours d'intégration et devrait produire ses premiers résultats fin 2026.

ATLAS est une infrastructure de simulation unique en Europe. Son cœur est une chambre à environnement contrôlé de 120 m³ — la plus grande d'Europe occidentale — capable de reproduire simultanément la pression atmosphérique, la composition chimique, le régime thermique, l'irradiation UV et le champ gravitationnel apparent de trois environnements extraterrestres : la surface de Mars, la glace de surface d'Europa et les nuages de Titan.

L'intérêt de disposer d'une telle infrastructure est double. D'abord, elle permet de tester matériaux, équipements, combinaisons spatiales et systèmes robotiques dans des conditions d'une fidélité bien supérieure à ce que permettent les bancs spécialisés existants. La résine époxy modifiée du bouclier thermique d'ARTEMIS-9 a ainsi été validée après 14 cycles jour-nuit martiens complets dans la chambre ATLAS, révélant une fragilisation insoupçonnée à −120 °C qui a conduit à reformuler le matériau.

Ensuite, ATLAS permet de tester la survie et l'activité métabolique d'organismes candidats à la vie dans ces environnements. Des dizaines d'espèces d'extremophiles terrestres ont été exposées aux conditions martiennes simulées, produisant des données cruciales pour évaluer si une contamination biologique accidentelle d'une mission pourrait effectivement proliférer sur Mars — une question centrale pour la politique de protection planétaire internationale.

La promesse du programme LYNX est de concevoir des robots capables de faire ce que les humains ne peuvent pas ou ne devraient pas faire dans l'espace : arriver en premier, préparer l'environnement, survivre aux pannes et s'auto-réparer. L'ambition n'est pas de faire des robots qui reproduisent les gestes humains, mais des machines qui prennent des décisions adaptées à des situations qui n'ont pas été anticipées lors de leur programmation.

Le robot LYNX-3, la troisième génération du programme, est une plateforme hexapode de 12 kg équipée de 6 jambes articulées à 3 degrés de liberté chacune, capable de traverser des terrains accidentés sans tomber même si deux jambes sont défaillantes. Son système de navigation est fondé sur des réseaux de neurones de type Transformer entraînés sur les données du terrain martien simulé dans la chambre ATLAS, lui permettant d'anticiper sa trajectoire sur des horizons de 4 secondes — suffisant pour éviter les obstacles imprévus à vitesse de marche.

Les huit robots de la flotte ARTEMIS-9 seront envoyés 18 mois avant l'équipage humain pour construire l'ossature de la base pressurisée, creuser les tranchées d'accès aux couches protectrices du sol martien et tester les systèmes de production d'oxygène et d'eau. Leur travail autonome, guidé uniquement par les instructions générales transmises depuis la Terre, sera la première démonstration grandeur nature de la robotique spatiale autonome à longue durée.