MARS (PLANÈTE): CARACTÉRISTIQUES, COMPOSITION, ORBITE, MOUVEMENT - ARTE - 2024

Mars est la quatrième planète la plus éloignée du Soleil et la dernière des planètes rocheuses internes du système solaire, avec Mercure, Vénus et la Terre. Facilement visible, Mars a toujours fasciné les observateurs depuis la préhistoire avec sa couleur rougeâtre et pour cette raison, elle a été nommée d'après le dieu romain de la guerre.

D'autres civilisations anciennes associaient également cette planète à leurs dieux respectifs de la guerre ou à des événements fatidiques. Par exemple, les anciens Sumériens l'appelaient Nergal, et il est également mentionné dans les textes mésopotamiens comme l'étoile du jugement des morts. De même, les astronomes babyloniens, égyptiens et chinois ont laissé des enregistrements méticuleux des mouvements de Mars.

Figure 1. Gros plan sur Mars. Source: Pixabay.

De leur côté, les astronomes mayas s'y sont intéressés, calculant sa période synodique (le temps qu'il lui faut pour revenir au même point du ciel par rapport au Soleil) avec une grande précision et mettant en évidence la période rétrograde de la planète.

En 1610, Galilée fut le premier à observer Mars à travers un télescope. Les améliorations apportées aux instruments optiques sont venues des découvertes, facilitées par le fait que, contrairement à Vénus, il n'y a pas de couche épaisse de nuages ​​qui gêne la visibilité.

C'est ainsi qu'ils ont découvert le point noir de Syrtis Major, un point caractéristique à la surface, les couches polaires blanches, les fameux canaux de Mars et quelques changements périodiques dans la coloration de la planète, qui ont fait beaucoup réfléchir à l'existence possible de la vie sur la planète. rouge, au moins de la végétation.

Cependant, les informations des sondes montrent que la planète est désertique et a une atmosphère mince. Jusqu'à présent, il n'y a aucune preuve de vie sur Mars.

Caractéristiques générales

Mars est petit, juste un dixième de la masse de la Terre et environ la moitié du diamètre.

Son axe de rotation est actuellement incliné d'environ 25 ° (celui de la Terre est à 23,6 °). C'est pourquoi il a des saisons, mais de durée différente de celle de la Terre, car sa période orbitale est de 1,88 an. Ainsi, les saisons martiennes durent plus ou moins deux fois plus longtemps que les saisons terrestres.

Cette inclinaison n'était pas toujours la même. Certains modèles mathématiques de l'orbite suggèrent que dans le passé, elle peut avoir varié de manière significative, entre 11 ° et 49 °, entraînant des changements notables du climat.

Quant aux températures, elles varient entre -140 ° C et 21 ° C. C'est quelque peu extrême, et la faible atmosphère y contribue.

Les calottes polaires frappantes sur Mars sont du CO ₂, tout comme le contenu de l'atmosphère. La pression atmosphérique est assez basse, environ un centième de celle de la Terre.

Figure 2. Image de Mars à travers le télescope spatial Hubble montrant l'une des calottes polaires. Source: NASA / ESA, J. Bell (Cornell U.) et M. Wolff (Space Science Inst.) / Domaine public, via Wikimedia Commons.

Malgré la forte teneur en CO ₂, l'effet de serre sur Mars est beaucoup moins marqué que sur Vénus.

Étant désert de la surface, les tempêtes de sable sont fréquentes sur Mars. Un voyageur n'y trouverait ni eau liquide ni végétation, seulement des rochers et du sable.

La couleur rougeâtre distinctive est due à l'abondance des oxydes de fer et bien qu'il y ait de l'eau sur Mars, elle se trouve sous terre, sous les calottes polaires.

Fait intéressant, malgré l'abondance de fer à la surface, les scientifiques disent qu'il est rare à l'intérieur, car la densité moyenne de Mars est la plus faible parmi les planètes rocheuses: seulement 3900 kg / m ³.

Le fer étant l'élément lourd le plus abondant de l'univers, une faible densité signifie une pénurie de fer, compte tenu notamment de l'absence de son propre champ magnétique.

Résumé des principales caractéristiques physiques de la planète

-Masse: 6,39 x 10 ²³ kg

-Rayon équatorial: 3,4 x 10 ³ km

-Forme: légèrement aplatie.

-Distance moyenne au Soleil: 228 millions de km.

- Inclinaison de l'orbite: 1,85º par rapport au plan de l'écliptique.

-Température: -63 ºC, moyenne en surface.

-Gravité: 3,7 m / s ²

-Champ magnétique propre: Non.

-Ambiance: mince, principalement du CO ₂.

-Densité: 3940 kg / m ³

-Satellites: 2

-Anneaux: n'a pas.

Comparaison de la taille de Mars-Afrique

Les lunes de Mars

Les satellites naturels ne sont pas abondants sur les soi-disant planètes intérieures, contrairement aux planètes extérieures, qui les numérotent par douzaine. La planète rouge a deux petites lunes appelées Phobos et Deimos, découvertes par Asaph Hall en 1877.

Les noms des satellites martiens proviennent de la mythologie grecque: Phobos - la peur - était le fils d'Arès et d'Aphrodite, tandis que Deimos - la terreur - était son frère jumeau et ensemble ils ont accompagné leur père à la guerre.

Figure 3. Deimos, le petit satellite irrégulier de Mars. Les zones blanchâtres sont des couches de régolithe, une poussière minérale similaire à celle qui recouvre la surface lunaire. Source: Wikimedia Commons. NASA / JPL-caltech / Université d'Arizona / Domaine public.

Les lunes de Mars sont très petites, beaucoup plus petites que notre majestueuse Lune. Leur forme irrégulière fait suspecter qu'il s'agit d'astéroïdes capturés par la gravité de la planète, d'autant plus si l'on considère que Mars est très proche de la ceinture d'astéroïdes.

Le diamètre moyen de Phobos n'est que de 28 km, tandis que celui de Deimos est encore plus petit: 12 km.

Les deux sont en rotation synchrone avec Mars, ce qui signifie que la période de rotation autour de la planète est égale à la période de rotation autour de son propre axe. C'est pourquoi ils montrent toujours le même visage sur Mars.

De plus, Phobos est très rapide, à tel point qu'il monte et descend plusieurs fois pendant la journée martienne, qui dure presque autant que la journée de la Terre.

Les orbites des deux satellites sont très proches de Mars et également instables. Pour cette raison, on pense qu'à un moment donné, ils pourraient s'écraser contre la surface, en particulier le rapide Phobos, à seulement 9377 km.

Figure 4. Animation avec les orbites de Phobos et Deimos autour de Mars. Source: Giphy.

Mouvement de traduction

Mars orbite autour du Soleil le long d'une trajectoire elliptique dont la période équivaut à environ 1,9 année terrestre, soit 687 jours. Toutes les orbites des planètes suivent les lois de Kepler et sont donc de forme elliptique, bien que certaines soient plus circulaires que d'autres.

Ce n'est pas le cas de Mars, car l'ellipse de son orbite est un peu plus accentuée que celle de la Terre ou celle de Vénus.

De cette façon, il y a des moments où Mars est très loin du Soleil, une distance appelée aphélie, alors que dans d'autres, elle est beaucoup plus proche: le périhélie. Cette circonstance contribue également à ce que Mars ait une plage de température assez large.

Dans un passé lointain, l'orbite de Mars devait être beaucoup plus circulaire qu'elle ne l'est maintenant, mais l'interaction gravitationnelle avec d'autres corps du système solaire a produit des changements.

Figure 5. Orbites comparées entre Mars et la Terre. Source: Wikimedia Commons. NASA / JPL-Caltech / MSSS / Domaine public.

Données de mouvement de Mars

Les données suivantes décrivent brièvement le mouvement de Mars:

-Rayon moyen de l'orbite: 2,28 x 10 ⁸ km

- Inclinaison de l'orbite: 1,85º

-Excentricité: 0,093

- Vitesse orbitale moyenne: 24,1 km / s

- Période de transfert: 687 jours.

- Période de rotation: 24 heures, 37 minutes.

- Journée solaire: 24 heures, 39 minutes.

Quand et comment observer Mars

Mars est facilement identifiable dans le ciel nocturne par sa couleur rougeâtre. Il se distingue des étoiles en ce qu'il ne clignote ni ne scintille lorsqu'il est vu à l'œil nu.

Il y a beaucoup d'informations sur le web pour trouver les meilleurs moments pour observer Mars, ainsi que des applications pour smartphones qui indiquent sa position, qu'elle soit visible ou non à un certain endroit.

Comme la planète rouge est en dehors de l'orbite de la Terre, le meilleur moment pour la voir est lorsqu'elle est en opposition avec le Soleil (voir figure 6). Les planètes dont l'orbite est externe à l'orbite de la Terre sont appelées planètes supérieures et celles qui ne sont pas les planètes inférieures.

Figure 6. Conjonction et opposition d'une planète supérieure. Source: Maran, S. Astronomy for Dummies.

Mercure et Vénus sont les planètes inférieures, plus proches du Soleil que de la Terre elle-même, tandis que les planètes supérieures sont toutes les autres: Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

Seules les planètes supérieures ont une opposition et une conjonction avec le Soleil, tandis que les planètes inférieures ont deux types de conjonction.

Ainsi, lorsque Mars est en opposition avec le Soleil vu de la Terre, cela signifie que la Terre se situe entre la planète et le Roi Soleil. Il est ainsi possible de le voir plus grand et plus haut dans le ciel, visible toute la nuit, tandis que la conjonction rend l'observation impossible. Ceci est valable pour toutes les planètes supérieures.

Mars s'oppose au Soleil environ tous les 26 mois (2 ans et 50 jours). La dernière opposition martienne a eu lieu en juillet 2018; par conséquent, il devrait se reproduire en octobre 2020, lorsque Mars traversera la constellation des Poissons.

Figure 7. Oppositions de Mars de 1995 à 2003. La planète n'a pas toujours la même taille et ne montre pas toujours la même face à la Terre. Source: Naked Eye Planets - NASA / JPL / Exploration du système solaire - ESA-Hubble.

Mars à travers le télescope

Pour le télescope, Mars ressemble à un disque rose. Avec de bonnes conditions météorologiques et en fonction des équipements, vous pouvez voir les calottes polaires et certaines régions grisâtres dont l'apparence varie selon la saison martienne.

La planète ne montre pas toujours la même face à la Terre, ni la même taille, comme on peut le voir dans la mosaïque de photographies prises par le télescope spatial Hubble (voir figure 7). La différence est due à l'excentricité de l'orbite martienne.

En 2003, Mars était très proche de la Terre, à 56 millions de kilomètres, alors qu'en 2020, la distance attendue est de 62 millions de kilomètres. L'approche de 2003 a été la plus importante en 60 000 ans.

Quant aux satellites de Mars, ils sont trop petits pour être vus à l'œil nu ou avec des jumelles. Il faut un télescope de taille raisonnable et attendre que l'opposition se produise pour les distinguer.

Même ainsi, la luminosité de la planète ne permet pas de les voir, mais il existe des dispositifs qui cachent Mars dans l'objectif de l'instrument, mettant en valeur les minuscules lunes.

Mouvement de rotation de Mars

Le mouvement de rotation de Mars est de durée similaire à celui de la Terre, et l'inclinaison de l'axe a été découverte par William Herschel. Cela fait que Mars connaît des saisons comme la Terre, mais plus longtemps.

Dans l'hémisphère nord de Mars, les hivers sont plus doux et se produisent lorsque le Soleil est en périhélie, ils sont donc moins froids et plus courts; au lieu de cela, les étés se produisent dans l'aphélie et sont plus frais. Dans l'hémisphère sud, c'est le contraire qui se produit; les changements climatiques y sont plus extrêmes.

Cependant, la présence de dioxyde de carbone provoque une augmentation légère mais soutenue de la température de Mars, selon les données recueillies par les missions de sondage.

Par temps chaud, une partie du dioxyde de carbone accumulé dans les calottes polaires s'évapore sous forme de geysers et passe dans l'atmosphère. Mais au pôle opposé, le dioxyde de carbone gèle et épaissit le bouchon.

Figure 8. Animation montrant le cycle du dioxyde de carbone dans les calottes polaires de Mars. Source: Wikimedia Commons.

Puisque Mars n'a pas son propre champ magnétique pour le protéger, une partie du dioxyde de carbone se disperse dans l'espace. La mission spatiale Mars Odyssey a enregistré cet extraordinaire cycle atmosphérique.

Composition

Ce que l'on sait de la composition de Mars provient de la spectrométrie réalisée par des sondes d'exploration, ainsi que de l'analyse des météorites martiennes qui ont réussi à atteindre la Terre.

Selon les informations fournies par ces sources, les principaux éléments sur Mars sont:

-Oxygène et silicium sont les plus abondants dans la croûte, avec le fer, le magnésium, le calcium, l'aluminium et le potassium.

-Carbon, oxygène et azote dans l'atmosphère.

- D'autres éléments ont été détectés dans une moindre mesure: titane, chrome, soufre, phosphore, manganèse, sodium, chlore et hydrogène.

Ainsi, les éléments trouvés sur Mars sont les mêmes que sur Terre, mais pas dans la même proportion. Par exemple, dans le manteau de Mars (voir la section sur la structure interne ci-dessous), il y a beaucoup plus de fer, de potassium et de phosphore que dans leur équivalent terrestre.

Pour sa part, le soufre est présent dans le noyau et la croûte de Mars en plus grande proportion que sur Terre.

Méthane sur Mars

Le méthane est un gaz qui est généralement le produit de la décomposition de la matière organique, c'est pourquoi il est également appelé «gaz des marais».

C'est un gaz à effet de serre, mais les scientifiques le recherchent avec impatience sur Mars, car ce serait une bonne indication que la vie existait ou existe toujours sur la planète désertique.

Le genre de vie que les scientifiques espèrent trouver ne sont pas de petits hommes verts, mais des bactéries, par exemple. Certaines espèces de bactéries terrestres sont connues pour produire du méthane dans le cadre de leur métabolisme, et d'autres en consomment.

Le rover Curiosity de la NASA en 2019 a effectué une lecture de méthane étonnamment élevée dans le cratère martien Gale.

Figure 9. Curiosity, le robot robotique qui explore les caractéristiques de Mars, lancé par la NASA en 2012. Source: NASA via jpl.nasa.gov.

Cependant, ne sautez pas aux conclusions, car le méthane peut également être produit à partir de réactions chimiques entre l'eau et les roches, c'est-à-dire des processus purement chimiques et géologiques.

De plus, les mesures n'indiquent pas à quel point ce méthane est récent; Cependant, s'il y avait de l'eau sur Mars comme tout semble l'indiquer, il pourrait aussi y avoir de la vie et certains scientifiques pensent qu'il y a encore de la vie sous le pergélisol, la couche de sol à jamais gelée dans les régions circumpolaires.

Si cela est vrai, des microbes y vivent, c'est pourquoi la NASA a créé le rover Curiosity, qui a parmi ses objectifs la recherche de la vie. Et aussi un nouveau véhicule rover qui pourrait être lancé en 2020, basé sur Curiosity et connu jusqu'à présent sous le nom de Mars 2020.

Structure interne

Mars est une planète rocheuse, tout comme Mercure, Vénus et la Terre. Par conséquent, il a une structure différenciée en:

- Noyau, d'environ 1 794 km de rayon, composé de fer, de nickel, de soufre et peut-être d'oxygène. La partie la plus externe peut être partiellement fondue.

- Manteau, à base de silicates.

- Écorce, entre 50 et 125 km d'épaisseur, riche en basaltes et oxydes de fer.

Figure 10. Coupes comparatives des planètes intérieures et de la Lune. Source: Wikimedia Commons

géologie

Les rovers sont des véhicules robotiques contrôlés depuis la Terre, grâce auxquels il existe des informations précieuses sur la géologie martienne.

Il y a essentiellement deux régions, divisées par un énorme pas:

• Highlands au sud, avec de nombreux anciens cratères d'impact.
• Plaines lisses au nord, avec très peu de cratères.

Puisque Mars a des preuves de volcanisme, les astronomes pensent que les coulées de lave ont peut-être effacé les preuves de cratères dans le nord, ou peut-être qu'un grand océan d'eau liquide était là à une époque reculée.

L'abondance des cratères est utilisée comme critère pour établir trois périodes géologiques sur Mars: Noéic, Hespérien et Amazonienne.

La période amazonienne est la plus récente, caractérisée par moins de cratères mais avec un volcanisme intense. Dans le Noéic, cependant, le plus ancien, le vaste océan du Nord aurait pu exister.

Le mont Olympe est le plus grand volcan connu à ce jour dans tout le système solaire et est situé précisément sur Mars, près de l'équateur. Les preuves indiquent qu'il s'est formé pendant la période amazonienne, il y a environ 100 millions d'années.

En plus des cratères et des volcans, des canyons, des dunes, des champs de lave et de vieux lits de rivières asséchés peuvent également être trouvés sur Mars, à travers lesquels de l'eau liquide coulait peut-être dans les temps anciens.

Figure 11. Mars englouti par une tempête de poussière, images du Mars Reconnaissance Orbiter. Les tempêtes de sable de proportions planétaires sont fréquentes sur Mars, car le sol est sableux et désertique. Source: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Domaine public.

Missions sur Mars

Mars a été la cible de nombreuses missions spatiales, certaines destinées à orbiter autour de la planète et d'autres à atterrir à sa surface. Grâce à eux, vous disposez d'une grande quantité d'images et de données pour créer une image assez précise.

Mariner 4

C'était la quatrième sonde de la mission Mariner, lancée par la NASA en 1964. Grâce à elle, les premières photographies de la surface de la planète ont été obtenues. Il était également équipé d'un magnétomètre et d'autres instruments, grâce auxquels il a été déterminé que le champ magnétique de Mars est presque inexistant.

Mars soviétique

Il s'agissait d'un programme de l'ancienne Union soviétique qui a duré de 1960 à 1973, grâce auquel des enregistrements de l'atmosphère martienne, des détails de l'ionosphère, des informations sur la gravité, le champ magnétique et de nombreuses images de la surface de la planète ont été obtenus.

Viking

Le programme Viking de la NASA se composait de deux sondes: VIking I et Viking II conçues pour atterrir directement sur la planète. Ils ont été lancés en 1975 avec pour mission d'étudier la géologie et la géochimie de la planète, en plus de photographier la surface et de rechercher des signes de vie.

Viking I et Viking II avaient tous deux des sismographes à bord, mais seul Viking II a pu effectuer des tests réussis, dont il a été constaté que l'activité sismique de Mars est bien inférieure à celle de la Terre.

Quant aux tests météorologiques, il a été révélé que l'atmosphère de Mars était principalement composée de dioxyde de carbone.

Éclaireur

Il a été lancé en 1996 par la NASA dans le cadre du projet Discovery. Il avait un véhicule robotique construit avec un coût minimal, avec lequel de nouvelles conceptions pour cette classe de véhicules ont été testées. Il a également réussi à mener de nombreuses études géologiques de la planète et à en acquérir des images.

Mars Global Surveyor (MGS)

C'était un satellite qui était en orbite autour de Mars de 1997 à 2006. Il avait à bord un altimètre laser, avec lequel des impulsions lumineuses étaient envoyées à la planète, qui étaient ensuite réfléchies. Avec cela, il a été possible de mesurer la hauteur des caractéristiques géographiques, ce qui, avec les images prises par les caméras satellites, a permis de construire une carte détaillée de la surface martienne.

Cette mission a également apporté des preuves de la présence d'eau sur Mars, cachée sous les calottes polaires. Les données suggèrent que l'eau liquide a traversé la planète dans le passé.

La sonde n'a trouvé aucune preuve d'un effet dynamo capable de créer un champ magnétique similaire à celui de la Terre.

Laboratoire scientifique de Mars

Cette sonde spatiale robotique, plus connue sous le nom de Curiosity, a été lancée en 2011 et a atteint la surface de Mars en août 2012. Il s'agit d'un véhicule d'exploration ou d'un rover dont la mission est d'étudier le climat, la géologie et les conditions possibles d'une future mission habitée..

Odyssée de Mars

Cette sonde a été lancée par la NASA en 2001 pour cartographier la surface de la planète et réaliser des études climatologiques. Grâce à leurs données, des données ont été obtenues sur le cycle du dioxyde de carbone décrit ci-dessus. Les caméras de Mars Odyssey ont renvoyé des images de la calotte polaire sud, montrant les marques sombres de la vaporisation du composé.

Mars Express

Il s'agit d'une mission de l'Agence spatiale européenne lancée en 2003 et jusqu'à présent, elle est active. Ses objectifs sont d'étudier le climat, la géologie, la structure, l'atmosphère et la géochimie de Mars, en particulier l'existence passée et présente de l'eau sur la planète.

Rovers d'exploration de Mars

Les robots robotiques Spirit et Opportunity ont été lancés par la NASA en 2004 pour atterrir dans des endroits où l'eau était suspectée ou aurait pu exister. En principe, ce serait une mission de seulement 90 jours, mais les véhicules sont restés en service plus longtemps que prévu.

Opportunity a cessé de diffuser en 2018 lors d'une tempête de sable mondiale, mais parmi les résultats les plus importants, il y a eu plus de preuves de la présence d'eau sur Mars et du fait que la planète avait autrefois des conditions idéales pour accueillir la vie.

Orbiteur de reconnaissance de Mars

Ce satellite a été lancé en 2005 et est toujours opérationnel sur l'orbite de la planète. Sa mission est d'étudier l'eau sur Mars et de savoir si elle existe depuis assez longtemps pour que la vie se développe sur la planète.

Références

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