Stephanie
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[EN VIDÉO] Vie sur Mars : retour sur les grandes étapes de l’exploration martienne La quête de la vie sur Mars est une histoire fascinante et pleine de rebondissements, témoignant de l’attrait inéluctable que nous possédons pour cette planète aux mille visages. Retour sur quelques grandes étapes de l’exploration martienne.
La Nasa a mis en ligne un nouveau projet sur le portail de science citoyenne Zooniverse, extension du projet original Galaxy Zoo qui invitait les internautes à classer les galaxies. Futura a déjà consacré plusieurs articles à ce portail qui donne à tout un chacun l’occasion de se mettre dans la peau d’un chercheur sur le front de la recherche de pointe en devenant par exemple :
Tout dernièrement, nous vous avions invité à aider les planétologues à percer les secrets de l’atmosphère de Jupiter et aujourd’hui, c’est le tour des secrets de l’atmosphère de la Planète rouge avec le projet Cloudspotting on Mars.
On étudie Mars pour plusieurs raisons et sous plusieurs angles ; d’abord, sans doute, pour savoir à quel point elle a été habitable et peut-être même habitée il y a plus de 3 milliards d’années. Mais, comme elle ne l’est plus aujourd’hui, excepté peut-être pour des formes de vie microscopique dans des poches d’eau maintenues liquides au voisinage de ses volcans, il se pose aussi la question de savoir pourquoi et comment cette habitabilité a cessé.
Une connaissance approfondie de l’atmosphère de Mars est nécessaire pour comprendre cette perte qui a été accompagnée d’une perte massive d’eau et de son atmosphère initiale.
Plus généralement, en appliquant les modèles d’atmosphère et de climat de la Terre à Mars, nous pouvons simultanément tester ces modèles pour mieux comprendre le futur de notre Planète bleue avec son changement climatique en cours et mieux comprendre Mars.
La météorologie sur Mars vue par les sondes et rovers de la Nasa. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa/JPL-Caltech/University of Arizona/ASU/MSSS
L’atmosphère martienne est conditionnée par ses nuages
Une des clés du climat dans les deux cas est la présence et les caractéristiques de couches nuageuses. Selon leurs propriétés, altitudes, conten en cristaux de glaces etc., des nuages peuvent refroidir le climat ou le réchauffer en modifiant ce que l’on appelle les transferts radiatifs dans une atmosphère.
Nous savons depuis des décennies qu’il y a des nuages sur Mars et nous savons que certains contiennent des cristaux d’eau et d’autres des cristaux de glace sèche, c’est-à-dire de dioxyde de carbone — rappelons que l’atmosphère ténue de Mars est composée à 95 % de gaz carbonique.
Les planétologues ont besoin de données sur les nuages comme les géophysiciens externes s’occupant de la météorologie et de la climatologie sur Terre. Heureusement, la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la Nasa leur fournit ces données depuis l’année 2006, date de sa mise en orbite autour de Mars, via l’instrument Mars Climate Sounder (MCS).
Il scrute l’horizon de la planète dans l’infrarouge et le visible pour mesurer la température, la glace d’eau et la teneur en poussières de l’atmosphère sur Mars en complément de données météorologique que les rovers peuvent aussi enregistrer sur le sol martien.
Les chercheurs ont spécifiquement besoin des données de MCSQ permettant d’identifier la présence de nuages mésosphériques, c’est-à-dire des nuages qui se forment dans la couche de l’atmosphère de Mars qui est la cousine de celle que nous appelons sur Terre la mésosphère.
Dans le cas de notre Planète bleue, cette couche de l’atmosphère terrestre est comprise entre la stratosphère (au-dessous) et la thermosphère (au-dessus). Sa limite inférieure, la stratopause, se situe à une altitude d’environ 50 km et sa limite supérieure, la mésopause, vers 80 km. Dans le cas de Mars, les chiffres sont comparables, respectivement 45 et 115 km.
Les chercheurs veulent en particulier réponde aux questions suivantes concernant les nuages mésosphériques :
- Qu’est-ce qui fait que l’atmosphère devient suffisamment froide pour que le dioxyde de carbone gèle ?
- Comment les nuages changent-ils du jour à la nuit, ou au cours des différentes saisons, ou certaines années plus que d’autres ?
- De quoi sont faits les nuages ? glace d’eau ou glace sèche ?
« Nous avons maintenant plus de 16 ans de données à exploiter, ce qui est très précieux — cela nous permet de voir comment les températures et les nuages changent au fil des saisons et d’année en année. Mais c’est beaucoup de données à parcourir pour une petite équipe », a déclaré Armin Kleinboehl, chercheur principal adjoint de l’équipe utilisant le Mars Climate Sounder au Jet Propulsion Laboratory ; d’où l’idée d’aller sur Zooniverse pour faire de la science participative. Les nuages identifiés par les internautes serviront aussi à entrainer un réseau de neurones pour faire de l’apprentissage machine et ainsi permettre d’automatiser un jour complètement cette stratégie d’exploration de Mars.
Curiosity observe une météorite sur Mars Sol 640 (25 mai 2014). Curiosity rencontre sur son chemin une météorite vraisemblablement ferreuse. Mesurant environ 2 mètres, elle a été baptisée « Lebanon ». © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Zoom sur la base du mont Sharp Reliefs à la base du mont Sharp photographiés avec la caméra du mât de Curiosity le 23 août 2012. Le cône visible au centre est haut d’une centaine de mètres et large de 300 mètres. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Traces sédimentaires d’une ancienne rivière martienne 27e jour sur Mars (Sol 27). Le 2 septembre 2012, Curiosity photographiait un conglomérat de graviers arrondis par des écoulements d’eau baptisés Link. Le rover explorait le lit d’une ancienne rivière. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Panorama du mont Sharp 45e jour martien (Sol 45). Image composite du mont Sharp alias Aeolis Mons, situé au centre du cratère Gale. La scène a été retravaillée de façon à apparaître sous un éclairage terrestre. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Autoportrait de Curiosity à Rocknest 84e jour sur Mars (Sol 84). Le 31 octobre 2012, la Nasa composait le premier autoportrait de Curiosity à partir des 55 images prises avec la caméra Malhi installée sur son bras articulé. Le rover pose sur le site baptisé Rocknest où il a prélevé ses premiers échantillons du sol. Il y a séjourné entre le Sol 55 et le Sol 100. Derrière lui, à droite, on aperçoit la base du mont Sharp. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Panorama à Rocknest Panorama réalisé depuis le site de Rocknest où Curiosity a travaillé entre le Sol 55 et le Sol 100 (octobre et novembre 2012). Au centre, on aperçoit Point Lake, une de ses prochaines destinations. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Premier panorama 360° de Mars en couleur Cette image est le premier panorama de Mars en vraies couleurs. Elle a été prise depuis le site d’atterrissage de Curiosity (le cratère Gale), lors de son troisième jour sur Mars (Sol 3, le 6 août 2012). Ce panorama a été réalisé avec 130 images prises par les caméras du rover. Celles-ci ont été assemblées pour créer ce premier panorama de la mission. On aperçoit, au premier plan, les traces au sol du souffle des rétrofusées avant qu’il ne fût déposé. Au centre, à l’horizon, la base du mont Sharp. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity observe un coucher du Soleil sur Mars Sol 956 (15 avril 2015). Premier coucher du Soleil en couleur observé par Curiosity. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Autoportrait à John Klein 177e jour martien (Sol 177). Autoportrait de Curiosity composé à partir des images prises avec la caméra Malhi le 3 février 2013. À côté du rover, on peut voir les forages réalisés dans l’affleurement rocheux baptisé John Klein. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Gros plan sur « Point Lake » Sol 193 (20 février 2013). Détail de l’affleurement rocheux baptisé « Point Lake », situé à l’est du site d’atterrissage de Curiosity. Vu sous cet angle, sa largeur est d’environ 2 mètres et sa hauteur, 50 centimètres. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Vue sur la baie de Yellowknife Sol 137 (24 décembre 2012). Vue partielle d’un panorama composé de 111 images montrant ici les dépôts lacustres de la formation de la baie de Yellowknife. L’affleurement le plus sombre au fond, devant les collines, est « Point Lake ». Curiosity a foré plusieurs roches au premier plan : « John Klein » et « Cumberland ». © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity constate l’érosion dans la baie de Yellowknife Sol 188 (14 février 2013). L’érosion éolienne a mis à jour il y a environ 80 millions d’années ces dépôts lacustres étudiés par Curiosity dans la baie de Yellowknife. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity dans les buttes de Murray Sol 1.454 (8 septembre 2016). Troisième des cinq images de « Murray Buttes » prises par Curiosity. On distingue avec détails les couches de sables déposés par le vent. L’érosion éolienne les a dégagés et façonnés. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Vue sur les premiers contreforts du mont Sharp Sol 387 (7 septembre 2013). Les images assemblées dans cette composition ont été prises avec la MastCam de Curiosity près du site nommé « Darwin », sur sa route entre la baie de Yellowknife et l’entrée vers la montagne. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Autoportrait de Curiosity à Kimberley Sol 613 (27 avril 2014). Nouvel autoportrait de Curiosity, composé d’images prises avec Mahli. Le rover pose près de la roche forée baptisée « Windjana » sur le site de Kimberley où affleurent différentes couches de grès. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Selfie de Curiosity sur le site de Mojave Sol 868 (14 janvier 2015). Autoportrait près des collines Pahrump sur les premiers contreforts du mont Sharp (celui-ci est visible à l’arrière-plan à gauche). Le rover pose devant la roche forée baptisée Mojave. Au fond à droite, on aperçoit les bords du cratère Gale. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Selfie de Curiosity à « Buckskin » Sol 1.065 (5 août 2015). Curiosity cet autoportrait à l’occasion du troisième anniversaire (en année terrestre) de son arrivée sur Mars, dans le cratère Gale. La roche qu’il a foré et devant laquelle il pose est nommée « Buckskin ». Depuis plusieurs mois, le rover d’une tonne arpente les reliefs à la base du mont Sharp. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity à « Kimberley » Sol 580. La formation nommée « Kimberley » photographiée avec la caméra du mât de Curiosity. Les strates témoignent d’un écoulement de l’eau en direction du Mont Sharp — on l’aperçoit sa base à l’arrière-plan — à une période où il n’existait pas encore. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Un objet brillant dans le sol martien En octobre 2012, la pelle de Curiosity a révélé un objet brillant dans le sol martien. Il sera étudié par (Sample analysis at Mars, analyseur d’échantillon martien). © Nasa/JPL-Caltech/MSSS
Autoportrait de Curiosity devant « la dune de Namib » Sol 1.228 (19 janvier 2016). Curiosity pose devant la dune de Namib (appartenant à l’ensemble des dunes de Bagnold sur le flanc nord-ouest du mont Sharp) où il a passé plusieurs semaines à enquêter dessus. 57 images prises avec Malhi composent cet autoportrait. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Mât de Curiosity Vue de la tête du mât de Curiosity, sur lequel on peut voir les différentes caméras (7 sont sur le mât, sur 17 en tout). © Nasa/JPL-Caltech/MSSS
La dune « Dingo Gap » franchie par Curiosity Sol 538 (9 février 2014). Afin d’éviter d’endommager davantage ses roues, Curiosity a emprunté un chemin moins périlleux en direction du mont Sharp. Image prise avec la MastCam trois jours après avoir franchi la dune « Dingo Gap ». © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Selfie de Curiosity à « Okoruso » Sol 1.338 (11 mai 2016). Curiosity devant le forage « Okoruso » dans la zone nommée « Naukluft Plateau » sur les premiers contreforts du mont Sharp. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity à l’entrée de « Murray Buttes » Sol 1.421 (5 août 2016). Quatrième anniversaire de l’arrivée de Curiosity sur Mars. Panorama composé de 130 images prises par la caméra du mât. Le rover se tient à l’entrée de la zone baptisée « Murray Buttes ». La mesa visible à gauche mesure environ 60 mètres de long et 15 mètres de hauteur. Le sommet du mont Sharp apparait à gauche. À l’arrière-plan, au centre et à droite, on distingue les remparts du cratère Gale. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Les paysages martiens vus par Curiosity Sol 1.454 (8 septembre 2016). Première des cinq images spectaculaires du paysage de Far West que Curiosity arpente depuis août 2016. Des mille-feuilles de grès sont visibles de part et d’autre de cette zone appelée « Murray Butes » située à la base du mont Sharp. Constituées par le vent il y a plusieurs milliards d’années, elles ont été mises à jour par l’érosion éolienne. À l’arrière-plan, on aperçoit au loin malgré la brume orangée, les remparts du cratère Gale. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Le cratère Gale D’un diamètre de 154 km, ce cratère a été évalué comme favorable à la présence de traces de molécules organiques. Il a été choisi parmi une centaine de sites proposés dès 2006. Parmi les critères de choix : intérêt scientifique bien sûr mais aussi conditions d’atterrissage (altitude, présence ou non de pentes…). © Nasa/JPL-Caltech/Esa/DLR/FU Berlin/MSSS
Curiosity observe l’œuvre de l’érosion martienne Sol 1.454 (8 septembre 2016). Seconde des cinq images spectaculaires de « Murray Buttes » prises par Curiosity. Les mesas et buttes qui composent ce paysage sont l’œuvre du vent. Le sable durci en grès a ensuite été érodé par les mêmes forces. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity se promène dans le paysage des buttes de Murray 4 Sol 1.454 (8 septembre 2016). Quatrième des cinq images de « Murray Buttes » prises par Curiosity. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Curiosity se promène dans le paysage des buttes de Murray Sol 1.454 (8 septembre 2016). Cinquième des cinq images de « Murray Buttes » prises par Curiosity. Le rover a quitté cet environnement façonné par le vent pour enfin commencer son ascension du mont Sharp. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Autoportrait de Curiosity à « Murray Buttes » Sol 1463 (17 septembre 2016). Curiosity qui vient de traverser la zone des buttes Murray pose devant le mont Sharp pour un nouveau selfie. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS, Sean Doran
Curiosity : emplacement des caméras Emplacement des caméras sur le rover. Sept caméras se trouvent sur le mât de Curiosity : 4 caméras en noir et blanc, 2 en couleurs (Mastcam) et RMI (Remote Micro Imager). À l’extrémité du bras robotisé se trouve Mahli (Mars Hand Lens Imager) qui doit réaliser des clichés du sol martien. D’autres caméras (Hazcams : Hazards-Avoidance Cameras) sont destinées à l’évitement des dangers. À l’arrière du rover : Mardi (Mars Descent Imager). © Nasa/JPL-Caltech
Le parachute de Curiosity photographié par MRO Spectaculaire photographie faite par l’orbiteur MRO montrant la descente de Curiosity sous son parachute. La résolution de cette image est de 33,6 cm par pixel, ce qui permet de discerner facilement les détails du parachute comme l’intervalle entre les différentes bandes ou le trou central. © MRO/Nasa
Le bouclier thermique de Curiosity photographié par Mardi Le bouclier thermique du rover Curiosity, qui vient d’être largué, 2,5 minutes avant l’atterrissage. Image obtenue par l’instrument Mardi (Mars Descent Imager) lors de la descente du rover sur Mars. © Nasa/JPL-Caltech/MSSS
Une des premières vues de Mars par Curiosity Une des premières images prises par l’une des hazcams (Hazard-Avaoidance Cameras) de Curiosity, montrant l’ombre du rover). Ces caméras fonctionnent en noir et blanc et utilisent un objectif fish-eye (très grand angle). Pour des raisons techniques, ce sont elles qui ont transmis les premières images. Les caméras couleurs ont ensuite pris le relais. © Nasa/JPL-Caltech
Mars : premier panorama à 360 ° de Curiosity Cette image réalisée par une Navcam de Curiosity est le premier panorama à 360° du paysage martien, dans le cratère Gale. © Nasa JPL-Caltech
Première image couleur du paysage martien Image prise l’après-midi du 1er jour après l’atterrissage (6 août 2012), par l’instrument Mahli (Mars Hand Lens Imager). On peut voir le bord du cratère Gale, malgré un peu de flou sur l’objectif de la caméra (dû à la poussière lors de la descente terminale du rover). Le but de Mahli est d’obtenir des images à haute résolution de roches et du sol du cratère Gale. © Nasa/JPL-Caltech/Malin Space Science Systems
MSL et Orion, deux capsules pour l’exploration de Mars Image d’artiste montrant (à gauche) la capsule de la mission MSL et à droite la capsule Orion. Le rover Curiosity a été placé à l’intérieur de la capsule MSL, comme seraient installés de futurs astronautes envoyés vers Mars avec Orion. © Nasa/JPL-Caltech/JSC
Le mont Sharp, cible scientifique du rover Curiosity Ombre du rover sur le sol martien, avec en fond une des cibles scientifiques principales : le mont Sharp. Curiosity devra y monter pour étudier les couches inférieures de cette montagne martienne, car les scientifiques pensent qu’elles détiennent des indices des changements environnementaux passés. © Nasa/JPL-Caltech
Le sol martien en couleur Ce détail d’un panorama de Mars montre les traces des moteurs fusées du rover lors de sa descente. © Nasa/JPL-Caltech/MSSS
Traces de roues de Curiosity Le rover a fait ses premiers “pas” sur la planète Mars ! © Nasa, JPL
Vue aérienne des essais : les traces de roues de Curiosity Vue aérienne des premiers essais réussis avec les roues de Curiosity. Le rover a fait ses « premiers pas » sur Mars le 22 août 2012. © Nasa/JPL-Caltech
Selfie de Curiosity à « Big Sky » Sol 1.126 (6 octobre 2015). Ce nouveau selfie se compose à l’instar des précédents, de dizaines de photos prises avec la caméra Malhi. Une fois encore, Curiosity pose devant une roche forée à dessein d’analyser sa composition. Celle-ci est nommée « Big Sky ». © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Les 3 premières traces de pelle de Curiosity sur le sol martien La caméra du rover a immortalisé trois marques du bras robotique de Curiosity faites dans le sol martien le 15 octobre 2012. Chaque marque fait environ 5 cm de large. © Nasa/JPL-Caltech
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