MARS, planète

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Mars Global Surveyor

Lancée le 7 novembre 1996, la sonde américaine Mars Global Surveyor (M.G.S.) est, le 8 mars 1999, après maintes péripéties, placée sur son orbite martienne définitive, qui va lui permettre d'étudier en détail la planète rouge et, en particulier, de la cartographier avec une précision jamais atteinte. Mars Global Surveyor constituait la réponse à l'échec de la sonde Mars Observer, qui n'avait pu se mettre en orbite autour de Mars le 21 août 1993. Elle emportait cinq des sept expériences de cette dernière. Sa mission s'est achevée le 2 novembre 2006.

Des débuts mouvementés

Plusieurs étapes ont marqué le début de la mission Mars Global Surveyor, placée avec succès, le 11 septembre 1997, sur une orbite martienne très elliptique (apogée : 54 000 km, périgée : 262 km).

Le 17 septembre 1997 marque le début de la phase dite de circularisation, délicate manœuvre destinée à rendre l'orbite moins elliptique et plus circulaire, le but étant d'atteindre une altitude constante de 450 kilomètres. Cette circularisation s'effectue à l'aide d'une technique novatrice de freinage (dite d'aérofreinage) dans les hautes couches atmosphériques, en utilisant les panneaux solaires comme « voile ». Mais, le 6 octobre 1997, lors d'un passage au plus près de la planète rouge, le freinage est beaucoup plus intense que prévu, car l'atmosphère est devenue plus dense de 133 p. 100 à haute altitude du fait d'une malencontreuse tempête de poussière. Un des panneaux solaires résiste mal à la pression qui s'exerce sur lui et se plie trop vers l'arrière. La N.A.S.A. est contrainte d'interrompre ces opérations de circularisation pendant plusieurs semaines pour analyser le problème.

La phase d'aérofreinage est suspendue le 11 octobre 1997. Une manœuvre est effectuée pour relever quelque peu le périgée de l'orbite, afin d'éviter que l'incident ne se reproduise. Les scientifiques en profitent pour acquérir quelques données.

Le 7 novembre 1997 commence la deuxième phase d'aérofreinage. Le périgée est abaissé et les ingénieurs prennent la décision de « frôler » plus doucement les hautes couches atmosphériques (à 120 km d'altitude au lieu des 110 km prévus initialement), afin de ménager la structure abîmée des panneaux solaires. Cette opération est un succès, car la pression de l'air s'avère être plus faible de 66 p. 100. La période orbitale de la sonde autour de Mars est ainsi réduite à 11,6 heures. Cette période de freinage s'achève le 27 mars 1998.

Mars Global Surveyor commence alors véritablement ses observations de Mars. Des images à haute résolution de la planète sont acquises.

Le 25 septembre 1998 débute la troisième phase d'aérofreinage : le périgée de l'orbite est ramené à 116 kilomètres. Les observations continuent néanmoins, mais à un rythme moins soutenu.

Enfin, le 4 février 1999, les ingénieurs arrêtent l'aérofreinage, car la sonde est alors sur son orbite polaire définitive, franchissant l'équateur, en remontant du sud vers le nord, à 14 heures locale à chaque orbite, d'une période de deux heures et croisant à une altitude constante de 380 kilomètres au-dessus de la surface martienne. L'illumination solaire à la surface sera ainsi constante durant toute la durée de la mission, ce qui permettra aux instruments d'acquérir des données homogènes pour l'ensemble de la planète. La cartographie à haute résolution de Mars commence.

Les acquis

La sonde a tout d'abord mis en évidence l'existence, insoupçonnée jusqu'alors, d'un très faible champ magnétique martien.

Les données recueillies grâce à l'altimètre laser M.O.L.A. (Mars Orbiter Laser Altimeter) ont montré que la planète est incroyablement « plate » au-delà de 400 de latitude nord. On pensait que ces régions étaient formées principalement de terrains gelés : on en est maintenant certain. L'eau qui a coulé autrefois sur Mars est très probablement stockée massivement dans les pergélisols (ou permafrosts) des terres boréales. On sait aussi désormais que la calotte polaire nord, d'un diamètre de 1 200 kilomètres, a une épaisseur maximale de 3 kilomètres et est incisée par des canyons dont certains ont 1 kilomètre de profondeur ! Mais la glace présente parfois un relief peu accentué sur de grandes distances. La glace contenue dans cette calotte aurait ainsi un volume de 1,2 million de kilomètres cubes, pour une épaisseur moyenne de 1,03 kilomètre (soit moins de la moitié de la glace présente au Groenland et 4 [...]

Mars : topographie de la calotte polaire nord

Photographie : Mars : topographie de la calotte polaire nord

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Crédits : Courtesy NASA / Jet Propulsion Laboratory

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L'homme sur Mars, Francis Rocard

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Terre et Mars : caractéristiques physiques et orbitales

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Écrit par :

  • : docteur en physique, directeur adjoint du service d'aéronomie du C.N.R.S., Verrières-le-Buisson, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : secrétaire de la Commission de l'exploration spatiale, Société astronomique de France
  • : doyen de l'U.F.R. sciences, université de Paris-XI-Sud
  • : docteur ès sciences, responsable des programmes d'exploration du système solaire au Centre national d'études spatiales

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Pour citer l’article

Éric CHASSEFIÈRE, Olivier de GOURSAC, Philippe MASSON, Francis ROCARD, « MARS, planète », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/mars-planete/