Mars

La planète rouge

Mars est la quatrième planète à partir du Soleil et la plus éloignée des planètes rocheuses. Elle est environ deux fois moins large que la Terre, et sa gravité de surface vaut un peu plus du tiers de la nôtre.

Sa couleur rouille vient des minéraux de fer de la poussière et des roches, qui se sont oxydés : la même chimie qui fait rougir le vieux fer. Une fine poussière portée par le vent répand cette couleur sur presque tout et teinte même le ciel d'un caramel pâle.

Mars a des saisons comme la Terre, car son axe est incliné d'environ 25 degrés, proche de nos 23,4. Chaque saison dure environ deux fois plus longtemps, puisqu'une année martienne équivaut presque à deux années terrestres.

Des volcans géants et un immense canyon

Olympus Mons est le plus haut volcan connu du Système solaire. Il s'élève à environ 25 km au-dessus des plaines environnantes, près de trois fois la hauteur de l'Everest, et sa base couvrirait un territoire de la taille de l'Arizona.

Il a pu devenir si grand parce que Mars n'a pas de plaques tectoniques en mouvement. Un point chaud est resté très longtemps sous la même portion de croûte, empilant la lave toujours plus haut.

Valles Marineris est un réseau de canyons d'environ 4 000 km de long et de 5 à 10 km de profondeur. Il s'est formé surtout par étirement et fracturation de la croûte, et non par l'érosion d'une rivière. Sur Terre, il traverserait l'Amérique du Nord d'une côte à l'autre.

Une planète autrefois humide

Orbiteurs et rovers ont découvert des lits de rivières asséchés, des deltas et des minéraux qui ne se forment que dans l'eau. Il y a des milliards d'années, Mars avait sans doute des lacs et peut-être une mer peu profonde dans ses plaines du nord.

Aujourd'hui, l'eau liquide ne peut pas durer longtemps en surface, car l'air est trop ténu et trop froid. L'eau existe encore sous forme de glace dans les calottes polaires et enfouie juste sous le sol sur de vastes régions. Savoir si la vie a existé quand Mars était humide est l'un des grands objectifs de son exploration.

Mars a probablement perdu son atmosphère primitive plus épaisse parce que son champ magnétique s'est éteint il y a longtemps. Privée de ce bouclier, elle a vu le vent solaire arracher lentement son gaz vers l'espace, un processus que l'orbiteur MAVEN de la NASA a mesuré directement.

Un air ténu et des tempêtes de poussière

L'atmosphère martienne est composée d'environ 95 % de dioxyde de carbone. Elle est aussi très ténue : la pression au sol est inférieure à 1 % de celle que nous avons au niveau de la mer sur Terre.

Un air aussi léger retient peu la chaleur, d'où de grands écarts de température. Un après-midi d'été près de l'équateur peut atteindre environ 27 °C, tandis que les nuits polaires descendent à environ −128 °C.

Le vent soulève la fine poussière en tempêtes. La plupart sont locales, mais tous les quelques ans une tempête peut grandir jusqu'à couvrir toute la planète pendant des semaines. Une tempête globale en 2018 a tellement masqué le Soleil que le rover Opportunity, alimenté par énergie solaire, a manqué d'énergie et s'est tu.

Les calottes polaires changent avec les saisons. Pendant l'hiver de chaque hémisphère, une partie du dioxyde de carbone de l'air gèle sur la calotte sous forme de glace carbonique, puis redevient gazeuse au printemps. Cela fait varier sensiblement la pression atmosphérique de la planète au cours de l'année.

En moyenne sur toute la planète, la surface est proche de −63 °C. Les vents habituels sont modérés, mais les rafales peuvent dépasser environ 100 km/h. Comme l'air est très ténu, même une forte rafale ne ferait l'effet que d'une légère brise à une personne debout sur place.

Phobos et Déimos

Mars a deux petites lunes irrégulières. Phobos mesure environ 22 km de diamètre et Déimos environ 13 km. Ce sont peut-être des astéroïdes capturés, ou des fragments projetés par un grand impact sur Mars il y a longtemps.

Phobos orbite si près qu'elle fait le tour de Mars trois fois par jour. Elle se rapproche lentement en spirale et, dans quelques dizaines de millions d'années, elle s'écrasera sur Mars ou se brisera en un anneau.

Vue depuis la surface martienne, Phobos se lève à l'ouest et se couche à l'est, car elle orbite plus vite que Mars ne tourne. Déimos, plus éloignée, traverse lentement le ciel en plus de deux jours.

L'exploration de Mars

Mars est la planète la plus visitée après la Terre. Le premier rover de la NASA, Sojourner, s'y est posé en 1997. Les rovers jumeaux Spirit et Opportunity ont suivi en 2004, et Opportunity a continué à rouler pendant environ 14 ans.

Curiosity, un rover de la taille d'une voiture, s'est posé dans le cratère Gale en 2012 et étudie toujours des roches stratifiées qui gardent la trace du passé humide de la planète. Perseverance s'est posé dans le cratère Jezero, un ancien lit de lac, en 2021. Il recueille des échantillons de roches qu'une future mission pourrait rapporter sur Terre.

Perseverance transportait Ingenuity, un petit hélicoptère qui a réalisé le premier vol motorisé sur une autre planète en avril 2021. Prévu pour cinq vols, il en a effectué 72 avant qu'un rotor endommagé ne mette fin à sa mission en janvier 2024. Le rover chinois Zhurong s'est aussi posé en 2021, et de nombreux orbiteurs de plusieurs pays cartographient la planète depuis l'espace.

Se poser est difficile. L'air ténu suffit à échauffer une sonde pendant la descente, mais pas à la freiner avec des parachutes seuls : les missions utilisent donc aussi des rétrofusées, des airbags ou, pour Curiosity et Perseverance, une grue volante qui a déposé le rover au bout de câbles.

Comment voir Mars vous-même

Mars se repère facilement à l'œil nu grâce à sa couleur orange rougeâtre et fixe. Elle est au mieux autour de l'opposition, quand la Terre passe entre Mars et le Soleil. Cela arrive environ tous les 26 mois ; Mars se lève alors au coucher du Soleil et reste visible toute la nuit.

Comme l'orbite de Mars est nettement ovale, certaines oppositions la rapprochent beaucoup plus que d'autres : son éclat et sa taille apparente varient donc d'une fois à l'autre.

Dans un petit télescope près de l'opposition, Mars montre un minuscule disque. Par nuit stable, on distingue souvent une calotte polaire d'un blanc éclatant et des taches gris foncé, des zones de roche nue moins recouvertes de poussière claire. Un grossissement plus fort et de la patience aident, car notre propre atmosphère fait trembler l'image.

Entre deux oppositions, Mars pâlit et rapetisse à mesure que la Terre la distance sur son orbite plus rapide. Pendant quelques mois autour de l'opposition, elle semble aussi reculer un temps devant les étoiles, un effet appelé mouvement rétrograde, dû au dépassement de Mars par la Terre.