La planète Mars

Mars est la 4e planète du Système solaire par son éloignement au Soleil. C'est une petite planète rocheuse : 7 fois moins volumineuse et 10 fois moins massive que la Terre.

La planète rouge

Mars est l’une des 4 planètes telluriques (ou rocheuses) du Système solaire. Plus froide que la Terre, la température moyenne à sa surface est de -67°C. On l'appelle la « planète rouge » car sa surface rocailleuse et désertique est recouverte d'une poussière riche en oxyde de fer de couleur rougeâtre. On y trouve également de nombreux volcans très élevés et de profonds canyons. Mars possède 2 petits satellites naturels connus : Phobos (d’un diamètre d’environ 22 km, en orbite à 9 400 km) et Deimos (d’un diamètre d’environ 13 km, en orbite à 23 500 km de Mars).

 

Caractéristiques de la planète Mars

la structure interne

La structure interne de Mars demeure pour en grande partie inconnue. Le petit noyau de la planète rouge serait encore partiellement liquide et probablement composé de fer et d’autres matériaux plus légers, comme du sulfure de fer.

Moins dense que le noyau, Le manteau serait principalement composé d'olivine et de pyroxènes, des minéraux riches en fer et en magnésium. La croûte forme une enveloppe, composée de roches volcaniques. Sa surface, recouverte de poussière rouge, porte les traces d’un passé mouvementé marqué par l’activité volcanique, l’écoulement de cours d’eau, l’érosion et les impacts de météorites.

On trouve d’innombrables cratères d’impacts essentiellement dans l’hémisphère sud. Ils sont moins nombreux dans les plaines volcaniques plus jeunes de l’hémisphère nord. Une longue et profonde faille, Valles Marineris, s’étend, elle, d’Ouest en Est

Les pôles de Mars sont en permanence recouverts de calottes glaciaires composées de glace d’eau et de glace de gaz carbonique. Le pôle Sud est plus élevé donc plus froid et sa calotte est plus riche en neige carbonique saisonnière. La calotte du pôle Nord, un peu moins froid, est quant à elle plus riche en glace d’eau.

L'atmosphère de Mars

L’atmosphère de Mars est composée à 96% de dioxyde de carbone (CO2), 2% d’argon (Ar), 1,9% d’azote (N2 et NO), et les 0,1% restants correspondent à des traces d’oxygène, de monoxyde de carbone, de vapeur d’eau et d’autres gaz. La pression atmosphérique varie selon le cycle complexe de condensation et de sublimation des glaces des pôles. Elle reste cependant très faible par rapport à celle de la Terre (moins de 1%).

Mars en chiffres

  • Diamètre moyen : 6 794 km
  • Masse (Terre = 1) : 0,11 soit 0,642.1021 t
  • Masse volumique moyenne : 3 933 kg/m3
  • Gravité à l’équateur (Terre = 1) : 0,38 soit 3,71 m/s2
  • Distance moyenne du Soleil (Terre-Soleil = 1 UA) : 1,52 UA, soit 227,9 millions de km
  • Inclinaison de l’axe de rotation : 25,2°
  • Période de rotation (cycle diurne) : 24,7 h
  • Période de révolution autour du Soleil : 687 jours
  • Température moyenne à la surface : -63°C (min -143°C, max +20°C)
  • Lunes : 2

Le CNES dans l'exploration de Mars

Le CNES, en soutien aux laboratoires du CNRS, a d’abord participé à la mission Mars Express de l'ESA qui a été placée en orbite martienne en 2003. Toujours en fonctionnement, elle continue de cartographier la planète rouge, analyser son sous-sol et étudier son atmosphère. Nous avons fourni un support technique et financier au développement de 2 instruments et assuré la fourniture du "segment sol" du 3e instrument (c'est l'ensemble des équipements au sol qui servent à communiquer avec l'instrument à bord du satellite).

Le CNES est également impliqué dans la mission Mars Science Laboratory de la NASA, qui a déposé sur Mars le rover Curiosity en aout 2012. Les instruments de la charge utile ont pour objectifs de caractériser la géologie, d’analyser le climat, de déterminer l’habitabilité de Mars et de préparer l’exploration humaine de la planète rouge. Le CNES assure la maîtrise d’ouvrage de la contribution instrumentale française. Il est également responsable du FIMOC (French Instruments Mars Operations Center), un centre d’opérations implanté au Centre spatial de Toulouse. Il a pour mission d’opérer en alternance avec les laboratoires américains partenaires les instruments ChemCam (CHEMistry CAMera) et SAM (Sample Analysis at Mars) auxquels la France contribue.

Le CNES participe aussi à la mission InSight de la NASA, qui étudie la structure interne de Mars, afin de déterminer sa structure profonde et de mieux comprendre comment se sont formées les planètes rocheuses. Le CNES à supervisé le développement du principal instrument de la mission, le sismomètre SEIS (Seismic Experiment for Interior Structures), conçu par l’Institut de Physique du Globe de Paris et chargé « d'écouter battre le coeur » de la planète rouge.


Selfie de Curiosity sur Mars en 2013. Crédits : NASA/JPL-Caltech/MSSS. 


L'atterrisseur de la mission Insight. Crédits : NASA.

Exomars

Le CNES participe également à ce programme conjoint de l'ESA et de Roscosmos. Un satellite, le Trace Gas Orbiter (TGO), a été lancé en 2016. Il analyse l’atmosphère martienne et sert de relai pour les communications entre la Terre et la surface de Mars.  Le CNES soutient la contribution de laboratoires français à l’exploitation des données de l’instrument russe ACS. Pour Exomars, les laboratoires français sont en charge de 2 instruments du rover Rosalind Franklin: MicrOmega (un microscope pour les études minéralogiques des échantillons prélevés) et WISDOM (un radar pour étudier le proche sous-sol afin d’en caractériser sa structure).

Le CNES supervise aussi la contribution de laboratoires français à 3 autres instruments de la charge utile du Rover et à un instrument sur la plateforme Russe « Kazachock ». Le service Robotique du CNES  fourni aussi des logiciels pour la vision et la navigation autonome du rover Rosalind Franklin.