Mars

Quatrième planète du système solaire, considérée comme étant la plus similaire à la Terre

Introduction

La planète Mars fascine les hommes depuis des siècles, tant dans le domaine de l'imaginaire que dans le domaine scientifique.

Elle doit son nom au dieu de la mythologie romaine de la guerre et son surnom de "planète rouge" à sa couleur, due à un fort pourcentage d'oxyde de fer à sa surface. En latin, "Mars" signifie “le brave”. Quatrième planète du système solaire de par sa proximité par rapport au soleil, elle est la deuxième plus petite planète tellurique après Mercure.

Elle comporte la plus haute montagne du système solaire, Mons Olympus (le « Mont Olympe », 27 km d'altitude), trois fois plus grand que le Mont Everest.

Deux satellites naturels gravitent autour d'elle, appelés respectivement “Phobos” (“la peur", le plus grand des deux satellites) et “Deimos” (“la terreur”).

Phobos (haut) et Deimos (bas), les deux satellites de Mars

Images : NASA

Mars en chiffres

Comparaison de Mars avec la Terre :

	Mars	Terre	Commentaires
Rayon	3400 km	6400 km	Moitié du rayon terrestre environ
Masse	6,4185×10²³ kg	5.9736×10²⁴ kg
Durée d'un jour	24,6229 heures	24 heures
Gravité	3,69 m/s²	9.78 m/s²	Un homme pesant 70 kilogrammes sur Terre en pèserait moins de 27 sur Mars*
Températures en surface	De +20°C à -140°C	De +60°C à -90°C
Température moyenne en surface	-63°C	14°C
Période de révolution	686,9601 jours	365.2564	Une année martienne dure 1 an, 320 jours et 18,2 heures
Composition de l'atmosphère**	95,3% CO₂ 2,7% N₂ 1,6% Ar	78,1% N₂ 20,9% O₂ 0,9% Ar	Composition similaire à l'atmosphère secondaire de la Terre
Distance au Soleil	De 207 à 249 millions de km	De 147 à 152 millions de km

^*Note : techniquement, la masse (en kilogramme) est indépendante de la force de gravité, c'est le poids (en Newton) qui varie d'une planète à l'autre. Cependant, par abus de langage, on exprime fréquemment le « poids » en kilogrammes.

^**Pourcentages en volume.

La distance séparant Mars de la Terre varie entre 56 et 400 millions de kilomètres, selon qu'elles soient en opposition périphélique ou aphélique.

Mars dans le domaine du paranormal

Parce qu'il s'agit d'une planète visible à l'oeil nu et relativement similaire à la Terre, l'hypothèse d'une vie présente ou passée sur Mars a fréquemment été envisagée.

Historique

Il est impossible de dater la première observation de Mars : visible à l'oeil nu par temps clair et distinguable grâce à sa couleur, son existence était déjà connue durant l'Antiquité.

Elle fut par la suite notamment étudiée par l'astronome Danois Tycho Brahe (1546- 1601), qui calcula son orbite précise. Ces calculs furent à sa mort poursuivis par l'un de ses anciens assistants, l'astronome allemand Johannes Kepler (1571 – 1630), qui découvrit entre autre que les orbites des planètes sont elliptiques et non circulaires.

Les calottes polaires martiennes furent observées dès la moitié du 17ème siècle et, vers la fin du 18ème siècle, l'astronome britannique William Herschel prouva que leur surface variait avec les saisons. Des similitudes supplémentaires entre Mars et la Terre furent progressivement découvertes, menant à des spéculations quant à la présence d'eau liquide sur Mars.

On envisagea par exemple la possibilité que les zones sombres à la surface de la planète soient des océans d'eau liquide

Images : NASA

Les spéculations quant à l'existence de vie sur Mars prirent de plus en plus d'ampleur à partir de la fin du 20ème siècle, notamment en raison de la découverte des « Canaux martiens ». En 1894, l'analyse de l'atmosphère martienne par spectroscopie révéla cependant l'absence de vapeur d'eau et d'oxygène.

Débuts de la conquête de Mars

En 1964, la sonde de la NASA Mariner 4 prit les premières photographies du sol martien, révélant une surface désertique dépourvue d'eau et de vie. Elle établit aussi l'absence de champ magnétique global protégeant la planète des rayonnements cosmiques mutagènes, mortels pour les formes de vie terrestre, et confirma l'impossibilité de la présence d'eau liquide en surface par le calcul de la pression atmosphérique (0.6 kPascals, contre 101.3 kPa sur Terre). L'existence d'une vie similaire à celle que nous connaissons sur Terre à la surface de Mars est donc impossible.

La recherche de vie martienne devint donc la recherche d'éventuels organismes similaires aux bactéries terriennes plutôt que d'organismes multicellulaires, incapables de survivre dans de telles conditions.

En 1971, les sondes soviétiques Mars 2 et Mars 3 furent les premiers objets créés par l'homme à atteindre la surface de Mars, mais le contact avec elles fut perdu quelques secondes après leur atterrissage.
En 1975, les sondes américains Viking 1 et 2 atterrirent à leur tour à la surface. Elles prirent de nombreux clichés en couleur de la surface de la planète et menèrent des expériences sur des échantillons de sol martien afin d'y détecter d'éventuels traces de présence de micro-organismes. Les conclusions à tirer des résultats de ces expériences sont toutefois encore débattues.

Photographie prise par une des sondes Viking à la surface de Mars

Images : NASA

De nombreuses autres missions vers Mars ont été organisées par l'Union Soviétique, les États-Unis, la Russie moderne, l'Europe et le Japon, avec des succès variés :

Parmi les 42 missions effectuées jusqu'ici, 19 se sont soldées par un échec, soit près de la moitié d'entre elles. Si la possibilité de missions habitées vers Mars est aujourd'hui envisagée, les coûts et les enjeux qu'une telle entreprise impliquent qu'elle sera vraisemblablement le résultat d'une collaboration entre plusieurs pays.

L'exploration martienne de ces dernières années

Notre connaissance de Mars s'est considérablement améliorée lors de ces dix dernières années, notamment grâce aux succès répétés des missions de la NASA.

La mission « Pathfinder », lancée en 1996, fut la première d'une série de missions consistant à envoyer un rover (véhicule d'exploration robotique piloté depuis la Terre) sur la planète rouge.
En 1996, la mission américaine « Mars Global Surveyor », visant à cartographier la planète, fut un grand succès et mena à la prise de milliers de clichés de la planète étalée sur une dizaine d'années.

Ces succès furent toutefois suivis de trois échecs :

En 1996 toujours, le Japon lança sa première mission d’exploration, initialement nommée « PLANET-B » puis rebaptisée « Nozomi » (« espoir »), dont l'objectif était d'étudier la structure atmosphérique martienne et de prendre des photographies de Mars et de ses deux satellites. Malheureusement, suite à divers problèmes et une accumulation de retards, la sonde ne put accomplir sa mission : elle rata son objectif martien en décembre 2003 et finit en orbite autour du Soleil.

Vision d'artiste de Nozomi en orbite autour de Mars

Images : NASA

En 1998, le satellite « Mars Climate Orbiter » de la NASA, conçu pour étudier le climat martien, fut détruit par une entrée accidentelle dans l'atmosphère lors de sa mise en orbite.
La même année, le « Mars Polar Lander » issu du même projet et prévu étudier l'histoire du climat martien, fut la victime d'un défaut informatique qui lui fit rétracter ses « pieds » à 40 mètres d'altitude lors de son atterrisage.
En 2001 fut lancée la mission « Mars Odyssey », satellite conçu pour la recherche d’activité volcanique et d’éventuelles traces d’écoulement d’eau passé à la surface de Mars, mais aussi pour servir de de relais au émissions des robots d’exploration M.E.R lancés en 2003. Mars Odyssey permit également de sélectionner les sites d’atterrissage de la sonde « Phoenix ».
En 2003, la sonde de l'ESA « Mars Express - Beagle 2 », prévue pour l'étude bactériologique du sol Martien, n'émit jamais le signal annonçant que son atterrissage s'était bien passé. L'échec de la mission fut déclaré le 27 décembre 2003.
Les deux sondes « MER-A » et « MER-B » furent lancées en 2003 et 2004, avec pour objectif de détecter d’éventuelles anciennes traces d'eau. Initialement prévue pour une durée de 90 jours, la mission s'est prolongée bien au-delà et plus de 50 000 clichés ont été pris. Les résultats tendent à étayer l'hypothèse de la présence passée d'eau liquide à la surface de Mars :
- de l'hématite, considérée comme un indice de la présence passée de l’eau, aurait été découvert sur le site d'atterrissage de la sonde.
- des roches présentant des structures polygonale et montrant des réseaux de fissures ont été découvertes, qui évoquent des traces de boue séchée

Carte géologique de Mars établie par spectroscopie infrarouge, montrant une zone de forte concentration en hématite (en rouge)

D'autres éléments tendent à confirmer l'existence d'eau liquide sur Mars par le passé, telle que la découverte de microcavités dans des rochers qui auraient jadis été composés d'une argile imbibé d'eau.

En 2005, la sonde orbitale « Mars Reconnaissance Orbiter » (MRO) a été lancée avec pour objectif de nous donner une meilleure compréhension de la surface de Mars et de sélectionner les sites d'atterrissage des missions à venir, mais aussi de servir de relais entre les sondes martiennes et la Terre.
Lancée le 4 Août 2007, la mission « Phoenix Mars Lander » fait de la découverte de l'eau une priorité. Le 31 juillet 2008, après analyse d'un échantillon de sol, la présence d'eau gelée dans le sol Martien a pu être établie de manière définitive. La mission a également permis une étude des processus atmosphériques qui ont lieu dans les vingt premiers kilomètres au-dessus de la surface de la planète.

De nombreuses autres missions inhabitées vers Mars et ses satellites se déroulent en ce moment même ou sont prévues pour un futur proche.

Vers une mission habitée sur la planète rouge ?

Image : Voyage to Planets, BBC

Résumé sur la possibilité de vie sur Mars

Le consensus au sein de la communauté scientifique à l'heure actuelle est que :

les conditions actuelles à la surface de Mars sont trop hostiles pour que des formes de vie multicellulaires telles que celles qui existent sur Terre puissent y exister
la pression et la température en surface sont trop basses pour que de l'eau liquide puisse y exister longtemps : elle y gèle rapidement puis se sublime en vapeur
de l'eau sous forme de glace existe toutefois dans les sous-sols de la planète (l'astrobiologie ? présuppose en effet que l'existence d'eau liquide est nécessaire à l'apparition de la vie)

L'existence d'activité microbienne sur la surface de Mars est encore débattue, de même que celle de traces d'organismes unicellulaires sur des météorites martiennes ?. La nouvelle question sur laquelle la communauté scientifique se concentre actuellement est De l'eau liquide a-t-elle coulé à la surface de Mars par le passé ? et des indices en faveur d'une réponse positive ont été découverts.

Mars au cinéma

Plus d'un siècle après sa première apparition au cinéma, Mars continue à inspirer les réalisateurs et à faire rêver le grand public.

Liste non exhaustive de films consacrés à Mars ou aux Martiens :

1903 A Trip to Mars , Lubin Films, [noir et blanc - muet]
1934 Buck Rogers in the 25th Century, Dr. Harlan Tarbell, USA [court métrage de 10 mn - nr. et bl.]]
1938 Flash Gordon’s Trip to Mars, Ford L. Beebe & Robert Hill, USA
1952 Red Planet Mars, Harry Horner, USA [87 mn - nr. et bl.]
1953 Invaders from Mars [Les envahisseurs de la planète rouge], William Cameron Menzies, USA [78 mn - Coul.]
1953 War of the worlds [La guerre des mondes, Byron Haskin, USA
1961 Un Martien à Paris, Jean-Daniel Daninos, France [87 mn - nr. et bl.]
1980 The Martian Chronicles [Les chroniques martiennes], Michael Anderson, USA [mini série de 360 mn – coul.]
1990 Spaced Invaders, [Les Martiens !], Patrick Read Johnson, USA
1990 Total recall , Paul Verhoeven, USA
1996 Mars attacks, Tim Burton, USA
2000 Mission to Mars, Brian De Palma, USA
2000 Red planète [Planète rouge], Antony Hoffman, USA-Australie
2001 Ghosts of Mars, John Carpenter, USA [98 mn - coul.]

La littérature n'est pas non plus en reste, on peut notamment citer :

La guerre des mondes, de H. G. Wells
Les Chroniques martiennes de Ray Bradbury
La trilogie de Mars : Mars la rouge, Mars la verte, ars la bleue, par Kim Stanley Robinson
Voyage, par Stephen Baxter
Mars et retour sur Mars, par Ben Bova