Deux chercheurs portugais de l’université de Lisbonne facilitent des atterrissages plus doux sur Mars
Deux scientifiques portugais sont les auteurs principaux d’une étude, publiée dans la revue scientifique Journal of Geophysical Research: Planets, (source en portugais) qui vise à « traquer » et analyser les nuages de Mars, afin de faciliter les futures missions vers la planète rouge.
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Dans le cadre de cette recherche, l’objectif était de mesurer simultanément l’altitude et la vitesse de propagation des ondes atmosphériques martiennes, qui sont un élément clé pour comprendre comment l’énergie est transportée dans l’atmosphère de cette planète.
Comme l’a expliqué à Euronews le scientifique Francisco Brasil, qui a dirigé l’étude avec Pedro Machado, tous deux de la Faculté des sciences de l’université de Lisbonne (CIÊNCIAS ULisboa) et de l’Institut d’astrophysique et des sciences de l’espace (IA), ce travail s’est appuyé essentiellement sur les données de la mission Mars Express.
Il s’agit de « l’une des plus longues missions de l’Agence spatiale européenne », en orbite depuis 23 ans et prolongée, entre-temps, « jusqu’en 2029 », dont plusieurs instruments phares de cette mission non habitée ont été mis à contribution pour l’étude.
Pour illustrer l’importance de cette recherche, Francisco Brasil précise que « pour atterrir sur une planète, comme nous le faisons sur la Terre, nous devons savoir, à peu près, comment cette atmosphère est structurée en couches ».
Grâce à la caractérisation des ondes atmosphériques de cette planète, il devient possible de connaître « la dynamique de son atmosphère à ces altitudes spécifiques ». Un travail qui, dans ce cas précis, a reposé sur « la mesure de l’altitude des nuages et des vents » en tant que « techniques essentielles ».
Tout cela a été rendu possible grâce à une caméra haute résolution embarquée sur la sonde spatiale européenne Mars Express, « qui a permis d’observer le même site sous différents angles ».
Une découverte, ajoute encore Francisco Brasil, qui « sera importante à l’avenir, lorsque l’humanité arrivera sur Mars », afin de comprendre « quelles optimisations doivent être apportées » aux engins qui visent à atteindre « la surface » martienne. L’objectif étant de « contrôler les frottements ou les variations existant dans l’atmosphère » de la planète, de sorte que « tout se passe bien lors de l’atterrissage ».
Une atmosphère très raréfiée par rapport à celle de la Terre
Mais pourquoi cette analyse pourrait-elle avoir un impact si important sur les futures missions vers Mars ? Parce que l’« atmosphère » de cette planète, « par rapport à celle de la Terre, est très rarefiée », c’est-à-dire qu’elle contient « peu de molécules ». En conséquence, « la force de frottement qui existe » sur la planète rouge est beaucoup plus faible. « C’est comme si nous étions presque en chute libre », illustre l’astrophysicien. Une situation bien différente de celle de la Terre, où « il est très difficile d’envoyer une fusée dans l’espace ».
Et les défis à ce niveau ont été particulièrement visibles au cours des dernières décennies. « Il a été très difficile d’envoyer des rovers à la surface de Mars », poursuit Francisco Brasil. Depuis 1960, environ la moitié des missions d’exploration martienne ne se sont pas déroulées comme prévu, avec des chutes à la surface de la planète de ces véhicules robotiques, mais aussi des échecs de lancement ou de mise en orbite.
Il explique les raisons qui sont à l’origine de ces difficultés d’atterrissage, en évoquant une éventuelle mission habitée vers la surface martienne, ce qui n’a encore jamais eu lieu : « Comme nous n’avions pas suffisamment d’informations sur la manière dont l’atmosphère était répartie, ils [les rovers] se retrouvaient quasiment en chute libre et s’écrasaient sur la surface de Mars. Et nous ne voulons pas que cela arrive avec des humains. »
Cependant, cette réalité a commencé à évoluer « ces dernières années », période durant laquelle le « taux de succès des atterrissages » sur Mars s’est déjà nettement amélioré par rapport aux décennies précédentes, détaille le chercheur.
Cela tient aussi aux investissements réalisés en matière d’équipements. « Ces dernières années, tous les rovers ont beaucoup progressé pour amortir cette chute quasi libre qui se produit sur Mars », en réduisant l’impact au moment de l’atterrissage grâce à différents mécanismes, comme des « parachutes très spécifiques » et des « systèmes d’amortissement » semblables à des airbags.
Les nuages sur Mars sont rares et saisonniers
Comme sur la Terre, la planète rouge connaît « plusieurs saisons », du fait que toutes deux possèdent un « axe incliné », indique le spécialiste de l’Institut d’astrophysique et des sciences de l’espace.
Et cela a des conséquences sur la formation de nuages sur Mars. « Tout au long de l’année, ils sont très dispersés », ce qui se traduit par une forte saisonnalité.
Cela s’explique par le fait que cette planète « possède des calottes polaires constituées de glace de dioxyde de carbone et d’eau qui, à l’approche de l’été de l’hémisphère nord, commencent à s’évaporer », formant ce que l’on appelle l’Aphelion Cloud Belt, « une zone de l’hémisphère nord très riche en nuages ». Ainsi, « ce n’est qu’à cette période » de l’année martienne « que nous parvenons à observer davantage de nuages », car ceux-ci « évoluent ensuite au fil du temps » et répondent « aux différentes dynamiques de l’atmosphère ».
Pour cette raison également, les nuages martiens ne sont visibles « qu’en quelques endroits du globe ». C’est pourquoi, lorsque « la plupart des gens voient une photo de Mars, ils voient sa surface et ne voient presque jamais de nuages ».
Ainsi, les données de cette nouvelle étude menée par Francisco Brasil et Pedro Machado pourraient, hypothétiquement, influer sur le moment choisi pour lancer une mission vers la surface de Mars depuis l’orbite de la planète. En connaissant « à l’avance » la saison martienne, il serait possible de privilégier, par exemple, une période où « l’atmosphère est moins turbulente, afin de rendre l’atterrissage plus doux ».
Mars, laboratoire naturel de certains phénomènes terrestres
Interrogé sur la pertinence de l’étude de l’atmosphère martienne pour la communauté scientifique du XXIe siècle, le chercheur Francisco Brasil souligne qu’« une autre chose très intéressante sur Mars » est que la planète « constitue un laboratoire naturel pour certains phénomènes que nous observons sur la Terre », mais à un niveau « extrêmement amplifié ».
Il donne un exemple, en soulignant que les raisons de ces phénomènes ne sont pas encore clairement établies : « Nous avons un phénomène connu, ce sont les tempêtes globales sur Mars, qui recouvrent entièrement la planète, mais nous ne comprenons pas encore très bien quel est le déclencheur de ces tempêtes. »
L’astrophysicien précise encore que ces tempêtes « surviennent généralement pendant le printemps et l’été de l’hémisphère sud, lorsque Mars est plus proche du Soleil et que le réchauffement de l’atmosphère est maximal, ce qui génère beaucoup de turbulences ». Le monde académique cherche actuellement à déterminer les causes de ces tempêtes globales sur Mars, souvent issues de la fusion de tempêtes plus petites, de nature locale ou régionale.