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Caractéristiques orbitales (Époque J2000.0) |
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Demi-grand axe | 227 936 637 km (1,52366231 ua) |
Aphélie | 249 228 730 km (1,665 991 16 ua) |
Périhélie | 206 644 545 km (1,381 333 46 ua) |
Circonférence orbitale | ~1 430 000 000 km (9,553 ua) |
Excentricité | 0,09341233 |
Période de révolution | 686,9601 d (1,8808 a) |
Période synodique | 779,9643 d |
Vitesse orbitale moyenne | 24,077 km/s |
Vitesse orbitale maximale | 21,972 km/s |
Vitesse orbitale minimale | 26,499 km/s |
Inclinaison | 1,85061° |
Nœud ascendant | 49,578° |
Argument du périhélie | 286,46230° |
Satellites | 2 : Phobos et Déimos |
Caractéristiques physiques | |
Rayon équatorial | 3 402,45 km (0,533 Terre) |
Rayon polaire | 3 377,4 km (0,533 Terre) |
Périmètre équatorial | 21 344 km |
Superficie | 1,448×108 km² (0,284 Terre) |
Volume | 1,638×1011 km³ (0,151 Terre) |
Masse | 6,4185×1023 kg (0,107 Terre) |
Masse volumique moyenne | 3,934×103 kg/m³ |
Gravité à la surface | 3,69 m/s² (0,376 g) |
Vitesse de libération | 5,027 km/s |
Période de rotation (jour sidéral) |
1,025957 d (24,622 962 h) |
Vitesse de rotation (à l'équateur) |
868,220 km/h |
Inclinaison de l'axe | 25,19° |
Albédo moyen | 0,15 |
Température de surface |
|
Caractéristiques de l'atmosphère | |
Pression atmosphérique | 0,7-0,9×103 Pa |
Dioxyde de carbone CO2 | 95,32 % |
Diazote N2 | 2,7 % |
Argon Ar | 1,6 % |
Dioxygène O2 | 0,13 % |
Monoxyde de carbone CO | 0,07 % |
Vapeur d'eau H2O | 0,03 % |
Néon | traces |
Krypton | traces |
Xénon | traces |
Ozone | traces |
Méthane | traces |
Découverte | |
Découveur | inconnu |
Date | Antiquité |
Mars est la quatrième planète du système solaire et la deuxième plus petite, après Mercure. Elle est nommée d'après le dieu romain de la guerre Mars. Mars possède deux satellites naturels : Déimos et Phobos. Ces satellites ont été nommés d'après la mythologie grecque, qui fait de Phobos (la peur) et Déimos (la terreur) les enfants d'Arès (l'équivalent grec de Mars).
Mars peut être observée à l'œil nu, c'est le quatrième objet le plus visible depuis la Terre avec une magnitude apparente maximale de -2.8, après le Soleil, la Lune et Vénus.
Mars est connue comme la planète rouge, son aspect rougeâtre est dû à l'oxyde de fer ? Fe2O3 contenu dans les minéraux de sa surface. Elle ne possède que le quart de la surface terrestre, et seulement un dixième de sa masse. Cependant, comme elle n'a pas d'océan, la surface des terres sèches accessibles de Mars est approximativement égale à celle des terres émergées de la Terre.
Mars a deux lunes, Phobos et Déimos, toutes deux petites et de forme irrégulière, lesquelles sont probablement des astéroïdes capturés.
La géographie martienne (aussi nommé aréographie) s'occupe principalement de géographie physique, la répartition des reliefs et leurs cartographie. Il y a un fort contraste entre l'hémisphère nord, dont la plus grande partie est en dessous du niveau moyen du sol, à part un vaste plateau très élevé nommé Tharsis, et l'hémisphère sud, dont au contraire le niveau est plus élevé que la moyenne. Autrement dit, si on terraformait Mars en y recréant des océans, il se formerait un vaste océan dans l'hémisphère nord, dont émergerait le plateau de Tharsis, tandis que l'hémisphère sud serait une vaste zone continentale.
Depuis 1999, il existe un niveau 0 pour les altitudes sur Mars, grâce aux résultats de l'expérience d'altimétrie laser "MOLA" embarquée sur la sonde Mars Global Surveyor (MGS). Une cartographie complète des altitudes sur Mars a ainsi été créée, et le niveau 0 a alors pu être fixé : sa position correspond à l'altitude moyenne du relief martien, située à 3393 km du centre de la planète. Avant MGS, en l'absence d'océan, le niveau 0 pour les altitudes avait été fixé de façon arbitraire : c'était l'altitude ayant une pression atmosphérique moyenne de 615 pascals. Cette pression avait été choisie parce qu'elle correspond à la pression du point triple de l'eau (273,16 K et 615 Pa)... Mais, du fait des grandes variations cycliques de pression sur la planète au cours d'une année martienne (jusqu'à 30% de pression en moins lorsque c'est l'hiver au pôle sud par condensation du CO2 - constituant 95% de l'atmosphère - sous forme de glace sur la calotte polaire sud), ce système s'est vite révélé impraticable pour déterminer les altitudes réelles.
Grâce aux missions d'exploration, la cartographie de Mars est désormais assez bien connue. Elle est caractérisée par des reliefs imposants qui témoignent d'une activité volcanique et de la présence ancienne d'eau.
Tous les noms de relief proviennent du latin, en référence à la carte de l'astronome italien Giovanni Schiaparelli. La nomenclature est fixée par l'union astronomique internationale.
La surface de Mars est principalement composée de basalte, cette conclusion étant basée sur les météorites martiennes et les observations orbitales. La couleur rouge est due à la présence de poussières d'oxyde de fer aussi fine que du talc.
De l'eau liquide a existé sur la surface de Mars, comme les premières images des sondes spatiales permettaient de le supposer. Cette découverte clef a été confirmée grâce à la détection d'hématite qui est un minéral qui se forme d'habitude uniquement en présence d'eau, par la sonde Opportunity.
Avant de pouvoir l'observer de près avec des téléscopes puissants, on a longtemps pensé que Mars était une planète propice à la vie, car on croyait voir des canyons sur la surface (preuve de la présence d'eau) et on intéreprétait les zones sombres de sa surface comme de la végétation.
Plusieurs volcans dont Olympus Mons, Arsia Mons, Ascraeus Mons, Pavonis Mons, Elysium Mons, Albor Tholus, Hecates Tholus etc. Le mont Olympe (Olympus Mons), haut de 21 km au-dessus du niveau moyen, est la plus haute montagne connue du système solaire.
Ces volcans semblent aujourd'hui inactifs.
On a observé de larges et profonds canyons (spécialement Valles Marineris), résultant de l'activité tectonique de Mars. En 2005, la sonde spatiale Mars Global Surveyor a détecté des modifications à la surface de Mars, qui n'étaient pas présentes en 2002, comme l'apparition de rigoles et des traces de roulement de rochers le long d'une colline. Ces changements pourraient être dus à des tremblement de Mars. De plus la modification de dépôts de dioxyde de carbone gelé près du pôle Sud est le signe d'un changement de température, dans un laps de temps assez court. Mars pourrait finalement être bien plus active géologiquement et peut-être climatiquement que l'on ne le pensait jusque là.
Enfin, plusieurs indices, comme des dépôts sédimentaires, des traces de rivages et des cours d'eau asséchés indiquent qu'il y aurait eu sur Mars une grande quantité d'eau, et une activité hydrologique intense. Cependant, on ignore ce qu'est devenue cette eau.
Les calottes polaires de Mars sont de compositions différentes en fonction des hémisphères. Au sud, la glace est une glace de CO2 et d'un peu d'eau, au nord, une glace d'eau. La calotte du pôle nord a un rayon de 1 100 km, celle du pôle sud de 420 km.
Sous ces couches de glace, on trouve des couches sédimentaires composées de glace et de poussière. Épaisses de plusieurs kilomètres, elles sont l'accumulation année après année d'un mélange de glace et de poussière transportée par l'atmosphère. On estime qu'une épaisseur de quelques microns s'est déposée chaque année. Au pôle nord, sous ces fines strates, on observe une dernière épaisseur faite d'un mélange de sable et de glace, probablement à l'origine, par l'érosion due au vent, des champs de dunes observés autour du pôle. Durant l'hiver, l'atmosphère de CO2 se solidifie et recouvre la majeure partie des régions polaires d'une couche de glace de CO2 d'une dizaine de centimètres.
Le champ magnétique de Mars est encore assez mal connu.
Ce type de champ est supposé prendre naissance au cœur de la planète, par la convection du noyau liquide de fer. Il semblerait que sur Mars ce phénomène se soit arrêté il y a 4 milliards d'années.
La sonde européenne Mars Global Surveyor a observé des particularités magnétiques locales en passant au dessus des zones les plus anciennes de la planète. Ces anomalies peuvent être le témoignage d'une ancienne activité du noyau et d'une activité tectonique plus récente.
L’atmosphère de Mars est très mince : la pression d'air en surface est de seulement 7,5 millibars comparativement à une moyenne de 1013 millibars sur la Terre. Cette atmosphère est composée de 95% de dioxyde de carbone, 2,7% d’azote, 1,6% d’argon et rien de plus qu'une trace de vapeur d'eau (entre 0,001% et 1%) et d’oxygène(0,13%). Récemment, la sonde européenne Mars Express a détecté du méthane dans l'atmosphère martienne (lien). Ce gaz, se trouvant en forte concentration au dessus de certaines zones qui sont déjà connues pour receler plus de vapeur d'eau qu'à l'ordinaire ouvre la question de la présence de vie sur Mars.
La condensation alternée de CO2 fait varier jusqu'à 30% la pression.
On peut trouver quelques nuages d'eau et de CO2, ainsi que des poussières en suspension.
La faible épaisseur optique dans le visible laisse largement les rayons solaires atteindre le sol.
L'atmosphère contient très peu d'ozone. On ne trouve donc pas de stratosphère. Le profil de température en fonction de l'altitude est alors décroissant (et très irrégulier) jusque vers 100km, où commence la thermosphère directement chauffée par le soleil.
Bien que l'atmosphère soit majoritairement composée de CO2, l'effet de serre induit est faible en raison de la faible densité atmosphérique : 3K contre 33K pour la Terre. De plus, le faible stockage de la chaleur et l'absence d'océan induisent de fortes variations entre le jour et la nuit.
Du fait des variations de l'atmosphère, le ciel varie lui aussi. Normalement rose-saumon, la couleur du ciel s'assombrit lors de de l'augmentation de poussière (plutôt rouge) dans l'atmosphère. À l'inverse après une longue période sans poussières, le ciel devient bleu. Le ciel est plus clair à l'horizon et foncé au zénith. La couleur dépend aussi de l'altitude, l'atmosphère étant plus épaisse à Hellas Planitia qu'au somment d'Olympus Mons. Selon les saisons, réflectivité de la lumière solaire augmente et diminue cycliquement.
Pour un certain nombre de scientifiques, la disparition de l'atmosphère martienne et la disparition d'eau liquide sont liées. Plusieurs hypothèses peuvent expliquer ces pertes :
Le climat martien est globalement de type glaciaire. La température maximale (20 °C) et la faible pression atmosphérique ne permettent pas la présence d'eau liquide en surface. Voir aussi Mars (planète)#Hydrosphère.
L'excentricité orbitale de Mars est de 0,09341233, la distance Mars-Soleil varie donc un maximum (aphélie) : 249 millions de kilomètres et un minimum (périhélie ) : 206 644 545 millions de kilomètres. Cela a pour effet d'imposer des climats différents aux deux hémisphères. L'été austral est par exemple plus court et plus marqué que le boréal.
Au printemps austral, quand Mars est au plus près du soleil, des tempêtes locales et parfois régionales apparaissent. Certaines années ces tempêtes sont planétaires et durent plusieurs mois. La surface est alors quasiment invisible. Le temps de déclenchement de ces tempêtes est de l'ordre de quelques jours.
Il est à noter qu'il n'existe qu'une seule cellule de Hadley sur Mars, mais beaucoup plus marquée en altitude et en amplitude, joignant les deux hémisphères et qui s'inverse deux fois par an. La complexité des réflexions de la lumière solaire et la diffusion de la chaleur ainsi que sa répartition font que les pôles peuvent être plus chauds que les zones équatoriales.
L'inclinaison de l'axe de Mars est de 25,2°, proche des 23,45° de celui de la Terre, et Mars connait donc des saisons, opposées dans les hémisphères nord et sud. En revanche, l’excentricité orbitale de Mars est nettement plus grande que celle de la Terre (0,093 contre 0,016) ; en conséquence, les saisons ont des durées plus inégales.
Saison | Jours martiens (sur Mars) |
Jours terrestres (sur Terre) |
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---|---|---|---|
Hémi. nord | Hémi. sud | ||
Printemps | Automne | 193,30 | 92,764 |
Été | Hiver | 178,64 | 93,647 |
Automne | Printemps | 142,70 | 89,836 |
Hiver | Été | 153,95 | 88,997 |
Les hivers sont donc chauds et courts dans l'hémisphère nord et longs et froids dans l'hémisphère sud. De même, les été sont longs et frais au Nord et courts et chauds au Sud. Les écarts de températures sont ainsi plus élevés au Sud qu'au Nord.
La variation de l'inclinaison de la planète, l’obliquité, tous les 100 000 ans, bouleverse complètement le climat martien.
Plusieurs indices, comme des dépôts sédimentaires, des traces de rivages et des cours d'eau asséchés indiquent qu'il y aurait eu sur Mars une grande quantité d'eau, et une activité hydrologique intense.
La sonde Mariner 9 a découvert en 1972 des lits de rivières asséchés dans l'hémisphère sud, âgés d'environ 3,8 milliards d'années. On ne trouve aucune trace plus récente de ce type de réseaux hydrographiques. Contrairement à la Terre, cette eau ne serait pas pour la majorité issue de pluie mais de sources souterraines, chauffées par le magma d'un volcan ou à la suite d'un impact de météorite. Néanmoins, il est possible qu'une période de pluie ait existé a une époque encore plus ancienne.
Des lacs ont pu localement exister dans des cratères.
L'hypothèse d'un océan recouvrant l'hémisphère nord (zone à l'altitude la plus basse) et d'une hauteur de 500m est de même débattue. Certains indices vont dans ce sens, mais certaines preuves essentielles sont encore manquantes (présence de carbonates issus de la réaction entre le CO2 et l'eau).
Aujourd'hui, la plupart des scientifiques pensent qu'il n'y a pas de traces d'eau "liquide", à proprement parler. La glace y passe généralement de l'état solide a l'état gazeux . On ignore néanmoins ce qu'est devenue la majeure partie de cette eau. Il pourrait y en avoir enfouie dans le sol ou sous la glace, et peut-être qu'une partie s'est évaporée dans l'espace, l'atmosphère étant ténue et la gravité inférieure à celle de la Terre.
Cependant, Michael Malin et Kenneth Edgett (et co-auteurs), chercheurs de la Nasa ont annoncé en décembre 2006 avoir désormais la preuve d'écoulements granulaires épisodiques actifs. L'analyse d'image haute résolution MOC prises par la sonde sonde Mars Global Surveyor a révélé la présence de nouvelles ravines (gullies) dont la mise en place pourrait être liée à des écoulements de boue [1] [2].
Il y a par contre, aujourd'hui encore sur cette planète du pergélisol, voire du mollisol [3]. Il est donc possible qu'il y existe encore des traces de vie. Plusieurs sondes spatiales ont été envoyées sur cette planète dans ce but, notamment les sondes Vikings, Mars Express et le module Beagle 2, et les robots Mars Exploration Rover 1 et 2. L’hypothèse martienne de l'origine de la bactérie polyextrémophile Deinococcus radiodurans est également envisagée [4].
La sonde Mars Global Surveyor aurait trouvé, par ailleurs, des formes sur Mars faisant penser à de la végétation. Les avis sont partagés sur ce point, mais les images sont facilement consultables sur de nombreux sites [5].
Les deux satellites naturels de Mars, Phobos et Déimos orbitent près de la planète, à quelques milliers de kilomètres de celle-ci et sont certainement des astéroïdes capturés. Elles sont liées à Mars par les forces de marées, montrant toujours la même face dans sa direction. Comme Phobos orbite autour de Mars plus rapidement que ne tourne la planète elle-même, les forces de marées font décroitre son rayon orbital de manière lente, mais constante, au rythme de 9 cm par an. Dans 50 millions d'années, Phobos s'écrasera sur la surface martienne. Déimos, en revanche, est assez éloigné pour que son orbite tende plutôt à s'éloigner, cela de manière infiniment lente.
Les deux satellites ont été découverts en 1877 par Asaph Hall, et semblent à première vue avoir été nommés d'après les personnages de Phobos et de Déimos de la mythologie grecque, les fils du dieu Arès de la Grèce antique.
Mais en fait, cette dénomination est un érudit clin d'œil aux habitués des lettres classiques, et une allusion à un vers grec, " Le Dieu de la guerre arrive, flanqué de ses deux satellites (=hommes de main) peur et terreur " : si les fils d'Arès étaient ainsi nommés, c'est tout simplement parce que phobos signifie en grec " peur ", et deimos " terreur ".
Nom | Diamètre (km) |
Masse (1016 kg) |
Rayon orbital moyen (km) |
Période orbitale (d) |
Magnitude moyenne | Magnitude apparente maximale depuis Mars |
---|---|---|---|---|---|---|
Phobos | 22,1 (26,8 × 21,0 × 18,4) | 1,070 | 9 380 | 0,319 | 11,6 | -3,9 |
Déimos | 12,4 (15,0 × 12 × 10,4) | 0,224 | 23 460 | 1,262 | 12,8 | -0,1 |
La couleur rouge de cet astre lui valut dans l'antiquité le rapprochement avec le dieu grec de la guerre Arès, puis avec son équivalent romain Mars, le rouge évoquant le sang des champs de bataille. Les Égyptiens la nommaient " Horus rouge (Hor-desher) " et connaissaient son " déplacement à reculons " (actuellement connu sous le nom de mouvement rétrograde). Les Babyloniens la nommaient Nirgal/Nergal, l'étoile de la mort.
Actuellement Mars est aussi connue sous le nom de planète rouge. En Chine, Japon, Corée et Viêt Nam, Mars est l'étoile de feu. Elle est nommée ??(hu?x?ng) en pinyin, ??? en japonais, ?? en coréen.
Le symbole astronomique de Mars est un cercle avec une flèche pointant vers le nord-est
De nos jours, le préfixe aréo- se rattache à Mars par exemple : aréocroiseurs, aréographie, aréologie, …
En 1600 à Prague, Johannes Kepler devient l'assisant de Tycho Brahé (mort en 1601) pour lequel il doit calculer l'orbite précise de Mars. Il met six ans à faire le calcul et découvre que les orbites des planètes sont des ellipses et non des cercles : c'est la première loi de Kepler.
La croyance en l’existence des canaux martiens dura de la fin du XIXe siècle au début du XXe siècle et marqua l’imagination populaire, contribuant au mythe de l’existence d’une vie intelligente sur la quatrième planète du système solaire. Leur observation, qui n’a jamais fait l’unanimité, provenait d’une illusion d’optique, phénomène fréquent dans les conditions d’observation de l’époque.
Selon André Debus du CNES, un milliard de bactéries auraient été amenées sur Mars par les différentes explorations américaines et européennes[6],[7],[8].
Mars inspire depuis longtemps les auteurs de science-fiction. Même avec les désillusions qu'ont apportées les techniques modernes d'exploration spatiale, le filon est encore largement exploité. C'est le sens de la fiction qui a changé.
Autrefois, Mars était représentée peuplée par des organismes et des êtres vivants, les Martiens (qui ont été représentés verts un temps, puis gris). Maintenant elle est plutôt considérée comme une future terre d'accueil, prête à être terraformée puis colonisée par l’Homme. Une sorte de nouvel Éden.
Certains la considèrent plutôt comme la planète de nos origines, affirmant qu'une civilisation avancée a pu exister sur la planète rouge jusqu'à il y a plus de 4 milliards d'années, et que nous pourrions être les descendants de cette civilisation, ce qui expliquerait pourquoi personne n'a encore trouvé le fameux "chaînon manquant" entre le singe et l'Homme.