Les sondes martiennes

Les sondes martiennes
Mars Exploration Family Portrait crédit Jason Davis http://www.planetary.org/blog/article/00003273/

L’exploration robotique de la planète Mars débute en 1960. Ça commence avec les premières sondes Martiennes soviétiques.

En effet, seulement 3 ans après le lancement réussi de spoutnik, le premier satellite artificiel de l’histoire, l’URSS envoie déjà ces premières sondes. Contrairement aux USA, L’URSS dispose de lanceur assez puissant pour envoyer des sondes interplanétaires.

Les soviétiques envoient donc 2 sondes vers Mars, Marsnik 1 le 10 octobre 1960, et Marsnik 2, le 14 octobre 1960. Malheureusement, les sondes furent détruites lors du lancement. Il s’avéra que le troisième étage du lanceur n’avait pas pu démarrer. Cela empêcha les sondes d’atteindre une altitude suffisante qui culmina à 120 km.

Les sondes martiennes
photo de la sonde Marsnik 1

Les échecs soviétiques (1960-1964)

En 1962, le 24 octobre 1962, Spoutnik 22 (Mars 1962A), a été lancé à son tour. Mais fut aussi un échec et explose au cours de la manœuvre d’insertion en orbite terrestre. Huit jours plus tard, le premier novembre 1962, la sonde martienne Mars 1 est lancée. La mission est de survoler Mars afin de prendre des images de sa surface. Elle devait aussi transmettre des données sur sa structure atmosphérique. Elle doit aussi étudier les rayonnements cosmiques. La sonde parvient à échapper à l’attraction terrestre, mais alors qu’elle est à mi-distance de son objectif, la sonde interrompt subitement ses communications.

La sonde mars
photo de la sonde mars 1

Spoutnik 24, fait partie de la liste des sondes martiennes envoyées cette année là. La mission de la sonde était de tenter un atterrissage sur Mars. Malheureusement, la sonde a raté l’injection sur la trajectoire vers Mars. L’ensemble constitué par le lanceur et la sonde s’est alors brisé en 5 morceaux qui sont rentrés dans l’atmosphère terrestre le mois suivant.

En 1964, l’URSS fait une autre tentative avec la sonde Zond 2. La sonde est lancée le 30 novembre 1964. La mission de la sonde est simple Elle devait coiffer au poteau la sonde américaine Mariner 4. La sonde américaine est partie deux jours plus tôt. Malheureusement, c’est un nouvel échec. Le lancement à réussi mais les communications avec la sonde sont perdues alors que la sonde est en route vers Mars.

Les premiers survols de Mariner 4 et échec de Mariner 3 (1965)

sonde mariner 4
Une vue d’artiste de la sonde Mariner 4 dans l’espace

Les premières sondes martiennes des USA, sont lancées en 1964.

La sonde Mariner 3

La sonde Mariner 3 a été lancé par le lanceur Atlas/Agena le 5 novembre 1964. Mais malheureusement ce fut un échec. La coiffe de protection ne s’éjecte pas après la traversée de l’atmosphère. L’engin alors alourdi de 136 kg, sa vitesse devient inférieure de 254 m/s à celle désirée pour une injection sur une trajectoire martienne. La coiffe empêche non seulement la sonde de rejoindre son objectif. Elle obstrue également les différents capteurs des instruments scientifiques. Le dépliement des panneaux solaires est alors impossible. Les émissions avec la sonde cesseront le 6 novembre 1964 à 5 heures. La sonde n’aura vécu que 8h 43. Injectée sur une orbite solaire, elle passera le 16 avril 1965 à 68 millions de kilomètres de Mars.

La sonde Mariner 4

Mariner 4 était la sonde jumelle de Mariner 3. En effet, à cette époque, les sondes martiennes sont systématiquement doublés à cause des risques d’échecs. Ceci afin de maximiser les chances de réussite du programme. Les ingénieurs ont après 3 semaines d’acharnement, diagnostiqués le problème de la coiffe.

Les différentes expériences de la sonde

Le problème ainsi corrigé, Mariner 4 put prendre sa place sur le pas de tir. Son principal objectif était de mener à bien des observations planétaire. La sonde devait également conduire des expériences d’astrophysiques. Elle devait mesurer les champs magnétiques et des particules dans l’espace interplanétaire et au voisinage de Mars. Après avoir accompli son objectif principal, elle a également permis aux ingénieurs et techniciens d’acquérir de l’expérience et des compétences dans le domaine des vols interplanétaire de longue durée. Le coût total de la mission représentait 83,2 millions de dollars.

La sonde Mariner 4 est la quatrième sonde du programme Mariner. Elle est lancée par la NASA le 28 novembre 1964 grâce au lanceur Atlas-Agena D de l’aire de lancement LC-12 de la base de lancement de Cap Canaveral.

La mission de la sonde est d’effectuer un survol de la planète. Elle devait aussi prendre des photos de la surface. La sonde Mariner 4 est la première sonde martienne a effectué un survol réussi de la planète Mars.

Premier survol de Mars

La sonde survole Mars les 14 et 15 juillet 1965. Mariner 4 passe, à l’altitude la plus proche de la planète Mars, à 9 846 km. La transmission des images enregistrées vers la Terre commence environ 8,5 heures après la ré acquisition du signal. La transmission se poursuit jusqu’au 3 août 1965. Toutes les images sont transmises deux fois pour garantir qu’aucune donnée ne soit manquante ou corrompue.

Résultats de la sonde Mariner 4

Lors de son survol, Mariner 4 a été programmée pour prendre 22 images de la planète Mars sur une période de 26 minutes.

Si la durée totale de l’enregistrement des images par la caméra n’a pas excédé une heure, il n’en sera pas de même pour la transmission des clichés obtenus vers la Terre. Il faudra compter environ 10 jours pour mener à bien la transmission des 22 images. Toutes les images ne seront récupérées que le 24 juillet ! Une seconde transmission sera télécommandée à partir du 2 août pour s’assurer qu’aucune donnée ne manque ou n’est corrompue.

La caméra de Mariner 4 grave en fait ses images sur une bande magnétique, un fin ruban long de 100 mètres, et celles-ci ne sont donc pas transmises en direct à la Terre, car le débit autorisé par l’équipement de la sonde et la distance à laquelle elle se trouve ne suffirait pas. Les images étaient au format carré, chacune comprenant 200 lignes de 200 pixels ou points chacune. Les pixels codaient l’éclairement sur 6 bit, et l’image possédait donc 64 niveaux de gris (chaque image pesait donc 240 000 bits) La distance minimale pendant la prise de vue a été de 11 900 km et à cette distance, la résolution était d’un kilomètre par pixel.

Une technologie archaïque

Pour la transmission, la bande magnétique doit passer entre la tête de lecture d’un magnétoscope qui lit les informations enregistrées sur le fin ruban pour les diriger vers l’antenne grand gain. Le moteur faisait défiler la bande sous la tête de lecture à la vitesse de 0,254 mm par seconde et marquait une pause entre chaque image. Les capacités de transmission de la sonde étaient très réduites, et l’antenne grand gain émettait des données avec un débit de 8,33 bps (bit par seconde). A cette vitesse, il fallait donc près de 8 heures pour transmettre une image au complet !

L’inscription des images sur la bande magnétique par la caméra puis leur relecture par le magnétoscope n’était bien sûr pas sans risque. Aujourd’hui, un tel dispositif ressemblerait au bricolage approximatif d’un amateur.

Première photo de Mars

photo prise par mariner 4
première photo de la surface de Mars prise par Mariner 4

Le programme Mariner Mars 71, les sondes martiennes Mariner 8 et 9

maquette de la sonde
Une maquette de la sonde orbitale Mariner 9

lancement de la sonde
Le lancement de Mariner 9 par le lanceur Atlas-Centaur (AC-23).

Le programme Mariner Mars 71 se compose de deux sondes martiennes conçus pour orbiter autour de la planète Mars. Les sondes martiennes Mariner 8 et Mariner 9.

La sonde Mariner 8

La sonde Mariner 8 est lancée le 9 mai 1971. Malheureusement, un problème technique sur le lanceur fait que la sonde retombe dans l’océan pacifique.

La sonde Mariner 9

Mariner 9 est lancée vers la planète Mars le 30 mai 1971 et atteint celle-ci le 14 novembre de la même année. Mariner 9 est la première sonde à se mettre en orbite autour d’une autre planète.

Moins de 1 mois plus tard les sondes martiennes soviétiques Mars 2 et Mars 3 se mettront elles aussi en orbite autour de Mars. Après une tempête de poussière sur Mars, la sonde Mariner 9 parvient enfin le 2 janvier 1972 à envoyer ces premières photos de la surface prise par elle.

Les photos sont d’une clarté surprenante, la résolution atteignant 1 km. Les découvertes de la sonde sont impressionnantes, on n’y découvre des éléments marquants de la géographie de Mars tels que le volcan Olympus Mons, le plus grand volcan du Système solaire, et l’énorme canyon qui est ensuite nommé Valles Marineris en l’honneur de la réussite de la mission. Mariner 9 permet aussi de construire le profil vertical de l’atmosphère de Mars.

Résultat de la mission Mariner 9

La mission martienne Mariner 9 aboutit à une cartographie de la surface de Mars, comprenant les premières vues détaillées des volcans de Mars, de la Valles Marineris, des calottes polaires martiennes et des satellites naturels de Mars, Phobos et Déimos. Mariner 9 fournit également des informations sur les tempêtes de poussières sur Mars, la figure triaxiale de Mars et le champ de gravité ainsi que des preuves de l’activité éolienne de surface de la planète Mars.

Le programme soviétique Mars, les sondes martiennes Mars 2 et 3 (1971-1974)

Les sondes martiennes
Schéma de Mars 3, sonde jumelle de Mars 2

Après les échecs des missions martiennes de 1969 dont j’ai parlés plus tôt, les soviétiques se mettent tout de suite au travail afin de développer de nouvelles sondes martiennes, afin de profiter de la fenêtre de lancement de 1971. Un orbiteur et deux atterrisseurs sont programmés par les soviétiques en 1971, comme cela se pratique à cette époque en raison de la faible fiabilité des lanceurs et des engins spatiaux, afin de maximiser les chances de réussite du programme.

L’échec de Cosmos 419

La première sonde martienne soviétique à ouvrir le bal des lancements est cosmos 419, lancée le 10 mai 1971. Malheureusement, la sonde n’arrive pas s’injecter vers Mars et retombe sur Terre 2 jours plus tard le 12 mai. L’échec est dû à une erreur de programmation. En effet, une erreur fit que le démarrage du quatrième étage était programmé un an et demi après le tir, au lieu d’une heure et demie. L’ensemble perdit de l’altitude petit à petit, et retomba sur Terre deux jours après. Conformément aux habitudes soviétiques, la mission ayant raté, la sonde ne reçut pas de nom, et fut numérotée avec le préfixe Cosmos commun.

Les sondes Mars 2 et 3

Dans ce programme, 2 autres sondes martiennes sont lancées. Mars 2, qui décolla du cosmodrome de Baïkonour le 19 mai 1971.

La sonde Mars 3, lancée elle le 28 mai 1971, grâce à un lanceur Proton depuis le cosmodrome de Baïkonour. Elle était pratiquement identique à la sonde Mars 2, mais elle transportait une expérience exclusive d’origine française qui n’était pas à bord de Mars 2.

Mars 2 se met en orbite autour de la planète Mars le 27 novembre 1971. Le module de descente se désengage du compartiment orbital. Ce dernier termine son voyage en s’insérant correctement en orbite. Malheureusement pour les soviétiques, les américains étaient déjà sur place grâce à Mariner 9 qui s’était inséré en orbite 13 jours avant, le 14 novembre 1971.

Une réussite partielle de Mars 2

Malheureusement, l’atterrisseur connaîtra une fin peu glorieuse. Le système de descente ne fonctionna pas et l’atterrisseur s’écrasa. L’atterrisseur de la mission martienne Mars 2 devint néanmoins le premier objet construit par l’homme à atteindre la surface martienne. Il y a plusieurs facteurs qui peuvent expliquer l’échec de l’atterrissage. Soit on peut l’attribuer à un défaut de conception, soit à une panne causée par la tempête de poussière planétaire qui venait d’apparaitre sur Mars.

Pour l’orbiteur aussi les résultats ne sont pas fameux. Les photos prisent par l’orbiteur sont de très mauvaise qualité à cause de la même tempête de poussière.

Une réussite aussi mitigée pour Mars 3

La sonde martienne Mars 3 elle, ce met en orbite le 2 décembre 1971 et largue en même temps sont module d’atterrissage. Pour la première fois dans l’histoire de l’exploration spatiale, un engin humain effectue un atterrissage en douceur à la surface d’une autre planète. En effet, même si l’atterrisseur de Mars 2 a réussi à atteindre la surface Martienne, c’était plutôt un crash qu’un atterrissage réussit.

Malheureusement, même si l’atterrissage sur Mars est une réussite, la joie des soviétiques allait être de courte durée. Environ 20 secondes après l’atterrissage, alors que les instruments et en particulier la caméra s’étaient déjà attelés à la tâche, les communications radios furent coupées pour une raison qui demeure inconnue. Comme pour Mars 2 plusieurs causes sont avancées pour expliquer le dysfonctionnement. Soit l’incident incombe à l’atterrisseur lui-même soit au système de relais radio de l’orbiteur.

Les raisons des échecs

Si l’atterrisseur avait réussi à sortir vivant d’une descente qui avait dû être éprouvante, à cause de la tempête de poussière toujours a l’œuvre sur la planète, il lui a fallu ensuite affronter les conditions qui régnaient en surface.

Une bourrasque violente a peut-être malmené un peu trop fortement le petit atterrisseur, endommageant de manière irréversible ses systèmes de bord. La forte teneur en poussière des couches atmosphériques de surface explique peut-être le faible éclairage de l’unique photographie acquise par Mars 3.

Pour l’orbiteur de Mars 3, les choses se sont passé beaucoup plus mal que pour l’orbiteur de Mars 2. Le compartiment orbital allait avoir beaucoup moins de chance que son prédécesseur. Pendant le voyage Terre-Mars, une fuite de carburant avait vidé partiellement ses réservoirs, et il ne lui restait plus assez de carburant pour s’insérer sur l’orbite initialement prévue. La sonde put cependant être placée sur une orbite d’une période de 12,7 jours (contre 18 heures pour Mars 2 !), avec un périapse à 1530 km et un apoapse à 190 000 km.

L’inclinaison était par contre similaire à celle de l’orbite suivie par Mars 2. Cette orbite de secours était particulièrement défavorable aux observations, car la sonde ne passait que très peu de temps au périapse (seul endroit ou la surface de Mars était assez proche pour pouvoir être étudiée) et il fallait attendre une douzaine de jours avant de repasser dans cette partie de l’orbite !

Résultats scientifiques des sondes martiennes de Mars 2 et Mars 3

Les sondes martiennes Mars 2 et Mars 3 ont envoyé vers la Terre un total de 60 images. La majorité était inutilisable. Cet exemple montre l’avantage que peut apporter une programmation à distance d’un engin spatial. Adaptabilité et flexibilité sont deux facteurs essentiels dans la réussite d’une mission. Une leçon que les soviétiques auront payé très cher. En effet, alors que les sondes martiennes soviétiques était programmées avant le lancement et ne pouvait pas être programmées à distances, les sondes martiennes des USA elles, pouvait l’être. Ce qui permettait alors de faire des corrections si des évènements imprévus survenaient, comme par exemple une tempête de poussière.

La fenêtre de tir de 1973, les sondes martiennes Mars 4, 5,6 et 7

Lors de la fenêtre de tir du 1973, les soviétiques et les américains avait plusieurs projets de sondes martiennes dans les cartons.

Les américains avec les sondes martiennes Viking. Les soviétiques eux ont quant à eux pas moins de 4 sondes martiennes ! les orbiteurs Mars 4 et Mars 5 et les atterrisseurs Mars 6 et Mars 7.

Mais des contraintes budgétaires et techniques empêcheront les USA d’être prêt à temps. La mission Viking sera finalement reportée pour 1975 et les américains se retrouveront sans sondes martiennes pour 1973.

Des résultats très faible

Malgré l’envoi de quatre sondes martiennes en 1973, les soviétiques n’amasseront qu’une masse très faible d’informations sur la planète Mars.

Mars 4 devait se placer en orbite, mais la manœuvre d’insertion orbitale fut un échec et les scientifiques durent se contenter d’un simple survol.

Les orbiteurs Mars 4 et 5

L’orbiteur Mars 5 eu un peu plus de chance que son homologue Mars 4, car il réussit sa mise en orbite. Mars 5 acquit un certain nombre d’images de la surface martienne avant de mourir prématurément au bout d’une vingtaine d’orbite, suite à la dépressurisation de l’un de ses compartiments.

Certaines photographies prises par Mars 5 sont pourtant intéressantes. Comme celles prises au-dessus de la région de Mare Erythraeum, région qui a toujours intrigué les soviétiques. Les photographies montrent en effet une vallée fluviale de 800 km de long, reliant les cratères d’impact Holden et Hale. Dénommé Uzboi. Elle reçoit comme affluent Nirgal Vallis, une autre vallée de 600 km de longueur découverte par Mariner 9.

Ces vallées étaient tellement semblables à celles d’un réseau hydrologique terrestre que la région devait recevoir la visite du module de descente de Mars 6. Malheureusement le module se posa à 200 km de là et le contact fut perdu juste avant l’atterrissage.

Les atterrisseurs Mars 6 et 7

Pour l’atterrisseur Mars 6, la sonde arrive sur Mars le 12 mars 1974 et libère le module de descente. Celui-ci retourne des données sur l’atmosphère pendant sa descente, puis c’est la perte de communication juste avant l’atterrissage.

Pour l’atterrisseur Mars 7, c’est aussi un échec cuisant. En effet, le module de descente manque la planète Mars de 1300 km le 9 mars 1974 à la suite d’une défaillance.

photo de mars 4
Photo de Mars 4, sonde jumelle de Mars 5

Les sondes martiennes
photo de mars 6

Résultat scientifique des sondes martienne

L’année 1973 aurait dû être l’année des soviétiques pour l’exploration de Mars. Un peu comme l’année 1971 avait été celles des américains et de la sonde Mariner 9.

Avec quatre sondes martiennes dont deux atterrisseurs, les soviétiques auraient dû faire des merveilles. Mais des échecs divers vont frapper les quatre vaisseaux (à chaque fois à cause de la dégradation d’un composant pendant la phase de croisière) .Les résultats seront énormément décevants par rapport à l’énergie dépensée.

La quantité des informations collectées par les quatre sondes martiennes soviétiques ne représente qu’un tout petit pourcentage des données rassemblées par l’unique sonde américaine Mariner 9.

Après la fenêtre de tir de 1973, les soviétiques laissent donc le champ libre aux États-Unis qui connaitrons eux le succès avec le programme Viking en 1975.

Conséquence de l’échec des missions des sondes martiennes soviétiques

Les soviétiques abandonnent les sondes martiennes et l’objectif de Mars pour le moment.Mais c’est pour se lancer avec passion dans celui de Vénus. Ils connaîtront avec l’exploration de cette planète le succès qu’ils n’ont jamais obtenu avec Mars.

La série de sondes vénusiennes soviétiques Venera 9-16 et les sondes Véga 1-2 figurent en effet en bonne place dans l’histoire de la conquête spatiale.

Le programme Viking, les sondes martiennes Viking 1 et 2 (1975-1976)

lancement de la sonde
Décollage de Viking 1 à bord d’une fusée Titan-III-Centaur

Les sondes martiennes
Dispositif orbital de la mission Viking

maquette de l'atterrisseur
Maquette du module d’atterrissage Viking (Musée de la Villette, Paris)

En 1975, les USA envoient deux sondes martiennes lors du programme Viking.

Les sondes Viking 1 et Viking 2.

Viking 1 est lancée le 20 aout 1975 par une fusée Titan III E.

Viking 2 est lancée le 9 septembre 1975 aussi par une par une fusée Titan III E.

La sonde Viking 2 (Viking A) aurait dû être la première à partir vers la planète rouge. Mais des problèmes techniques ont retardé son départ. Viking 1 (Viking B) s’est donc envolé à la place de sa sœur jumelle le 20 août 1975. Le lancement de Viking 2 s’effectuera in extremis, alors que la fenêtre de tir allait se refermer, le 9 septembre 1975.

Genèse du programme des sondes martiennes Viking

Le programme Viking a remplacé le programme de sondes martiennes Voyager Mars, qui avait été planifié dans le cadre du programme Apollo et qui fut abandonné par la suite.

De base, les sondes martiennes Viking ne sont rien d’autre qu’un orbiteur de type Mariner que l’on a équipé d’un atterrisseur.

La mission des orbiteurs était triple. Après avoir amené à bon port l’atterrisseur qu’ils portaient sur leur dos, ils devaient s’assurer que les sites d’atterrissage préalablement choisis ne présentaient pas de dangers. Contrairement aux sondes martiennes soviétiques, les sites présélectionnés pour l’atterrissage devaient effectivement être certifiés par les orbiteurs avant la descente des atterrisseurs. Les orbiteurs devaient également jouer le rôle de relais de transmission entre les atterrisseurs au sol et la Terre. Ce n’est qu’après avoir accompli ces deux objectifs que les orbiteurs Viking pouvaient se livrer à leur troisième tâche. Leur troisième tache était l’étude de la surface et de l’atmosphère de la planète rouge.

Le module d’atterrissage de la mission Viking mesurait 3 mètres de haut, pour une masse d’une demi tonne. Il emportait un total de 15 expériences scientifiques. Ses principaux objectifs étaient l’étude du sol martien, des vents et de l’atmosphère ainsi que la recherche d’éventuelles formes de vie.

Résultat scientifique des sondes martiennes Viking

Résultats des orbiteurs

Les résultats ramenés par les sondes martiennes Viking sont énormes.

Les orbiteurs ont photographié la presque totalité de la surface de la planète. Cela avec une résolution variant entre 150 et 300 mètres par pixel. Certaines zones ont fait l’objet d’une couverture encore plus précise avec des images dont la résolution atteignait 7,5 mètres par pixel.

Les deux orbiteurs quant à eux, ont collecté au total 52 603 images. Ces images nous offrent une vue globale et complète de la planète, ainsi que des images des deux satellites de Mars, Phobos et Deimos.

Les tempêtes de poussière régionales ou locales ont été observées, ainsi que les variations de la pression atmosphérique au cours d’une année martienne (ce qui a conduit à la découverte du cycle du CO2, lié au développement et au retrait des calottes polaires). Les sondes Viking ont même pu assister au formidable déchaînement de deux tempêtes globales de poussière au cours de l’année 1977.

Enfin, l’équipement radio des sondes a permis de mener à bien de nombreuses expériences fondamentales. Le décalage Doppler ainsi que les informations de distance ont été utilisés pour déterminer avec précision la position de l’atterrisseur à la surface de la planète. Il a été aussi possible d’évaluer la vitesse de rotation de Mars. Une étude de son inclinaison de son axe de rotation a aussi été réalisé. Son champ de gravité à été étudié. Le mouvement de précession, et le déplacement de Mars sur son orbite a aussi été étudié. Sans compter l’étude des propriétés de l’atmosphère et de l’ionosphère.

Des expériences d’astrophysiques et de mécanique céleste ont également eu lieu. Comme les éphémérides de Mars et de la Terre. La masse des satellites martiens. Une étude du milieu interplanétaire. Une étude de la couronne solaire. Même une expérience de relativité générale.

Résultats des atterrisseurs

Les sondes martiennes
Viking 2, peu après son atterrissage

4587 images de la surface martienne, la plupart en couleurs, ont été acquises par les deux atterrisseurs. Les deux stations météorologiques ont enregistré la pression, la température, la direction et la vitesse des vents pendant plus de trois années martiennes. Cela correspond à six années terrestres pour Viking 1. Pour Viking 2 deux années martiennes. Cela correspond à quatre années terrestres. L’ensemble représentait plus de 3 millions de mesures météorologiques.

Des résultats très intéressants

Lorsque les atterrisseurs sont arrivés sur Mars, c’était le début de l’été dans l’hémisphère nord. L’atmosphère était donc peu poussiéreuse. Le cycle de variation diurne de la température se répétait d’un jour sur l’autre.

La température moyenne sur Chryse Planitia était de -50°C, avec un minimum de -83°C à l’aube. La température maximum de -33°C au début de l’après-midi. Le site d’atterrissage de Viking 2 étant situé plus au nord, les températures étaient plus basses de 5 à 10 °C. La densité de l’atmosphère n’est pas suffisante pour lui permettre de retenir de la chaleur. L’air était toujours plus froid d’une vingtaine de degrés par rapport à la surface.

Les vents martiens soufflaient de manière bien plus faible que prévue. En effet, le vent soufflait à 2 mètres par seconde pendant la nuit. Il soufflait jusqu’à 7 mètres par seconde en cours de journée. Les tempêtes de poussière globales avaient des effets particulièrement importants sur la météorologie. L’atmosphère, chargée de particules de poussière, devenait soudain plus opaque.

La poussière en suspension permettait à l’air de se réchauffer plus vite et jouait le rôle de tampon en abaissant le contraste thermique journalier. Les vents soufflaient alors beaucoup plus vite avec des pointes de plusieurs dizaines de mètres par seconde. Ce qui était cependant loin d’atteindre les souhaits des scientifiques. Les scientifiques qui, ayant observé le déchaînement de la tempête de poussière qui avait retardé la mission de Mariner 9, pensait trouver des vents soufflants à une bonne centaine de mètres par seconde !

D’autres résultats tout aussi important

Le spectromètre de masse a mesuré la composition chimique de l’atmosphère ainsi que la composition isotopique pour cinq de ces constituants. L’argon était apparemment un composé minoritaire de l’atmosphère (1,6 %). Ces résultats invalidait les hypothèses émises sur la base du fonctionnement du spectromètre de masse de l’atterrisseur soviétique Mars 6 15 à 30%.

L’analyse chimique inorganique du sol a été menée par le spectromètre à fluorescence (XRFS). Les résultats se sont révélés déconcertants. Si Mars semble être constitué comme la Terre principalement par du silicium et de l’oxygène, c’est le fer qui occupe la troisième position, et non l’aluminium, qui se retrouve à la septième place loin derrière le magnésium, le calcium et le soufre.

Les aluminosilicates terrestres laissent la place sur Mars à des Ferrosilicates. Aucune analyse minéralogique n’est possible, mais les trois aimants circulaires ont donné des indications sur la nature des composés auxquels le fer a donné naissance. Les particules collées sur les aimants permettent bientôt d’identifier deux minéraux particuliers riches en fer et dotés de propriétés magnétiques : la magnétite bien répandue sur Terre et la maghémite, bien plus rare.

Le programme des sondes martiennes Viking en résumer

Viking 1

L’orbiteur

La mise en orbite a lieu le 19 juin 1976.

L’orbiteur va réaliser une cartographie pratiquement complète de la surface de Mars. Pour cela, elle effectua plus de 30 000 images dont la résolution varie entre 300 et 8 mètres par pixel. Il étudiera aussi l’atmosphère martienne (quantité de vapeur d’eau) et dressera une carte des températures de la surface.

L’orbiteur Viking 1 fut désactivé le 7 août 1980, après l’épuisement du gaz utilisé par le système de contrôle d’attitude.

l’atterrisseur

Pour l’atterrisseur Viking 1, l’atterrisseur réussit un atterrissage impeccable sur Chryse Planitia le 20 juillet 1976. Après l’abandon du site d’atterrissage de Ares Vallis. L’atterrisseur réussit un atterrissage impeccable sur Chryse Planitia le 20 juillet 1976. Seul point noir après l’atterrissage, le sismomètre ne fonctionne pas.

L’atterrisseur Viking 1 a photographié pour la première fois la surface martienne.Il a aussi étudié l’atmosphère et des objets astronomiques comme le soleil et les deux lunes martiennes. Au total, les deux atterrisseurs ont renvoyé à la Terre 4587 images. De nombreuses expériences ont été menées à bien. Une étude de la composition minérale du sol martien, de ses propriétés physiques et magnétiques, recherche de matière organique, mesures météorologiques. En tout plus de millions de mesures pour les deux atterrisseurs.

Sans oublier les expériences conçues pour détecter une éventuelle forme de vie, et qui donneront des résultats négatifs ou controversés. Lors de sa rentrée atmosphérique, l’atterrisseur a également étudié les composés des couches supérieures de l’atmosphère martienne.

L’atterrisseur Viking 1 a été baptisé Mutch Memorial Station en mémoire de Tim Mutch. En effet, le chef de l’équipe du système d’imagerie des atterrisseurs est décédé dans un accident de montagne au Népal en 1980. L’engin a terminé sa mission le 11 novembre 1982, après avoir été désactivé involontairement. Durant six mois, les contrôleurs tenteront de rétablir le contact, en vain. La mission Viking s’est officiellement terminée le 21 mai 1983 avec l’arrêt des tentatives de reprise de contact.

Viking 2

L’orbiteur

La mise en orbite a lieu le 7 août 1976.

L’orbiteur va réaliser une cartographie pratiquement complète de la surface de Mars en ramenant plus de 20 000 images dont la résolution varie entre 300 et 8 mètres par pixels. Il étudiera aussi l’atmosphère martienne (quantité de vapeur d’eau). Il dressera une carte des températures de la surface.

Le 25 juillet 1978, l’orbiteur Viking 2 fut le premier à interrompre sa mission, par épuisement des gaz servant au système de contrôle d’attitude. L’atterrisseur réussit un atterrissage impeccable sur Utopia Planitia le 3 septembre 1976 (47,67° N et 225,5° W), à 6460 km de l’atterrisseur de Viking 1.

L’atterrisseur

L’atterrisseur Viking 2 a photographié la surface martienne (ainsi que l’atmosphère et des objets astronomiques comme le soleil et les deux lunes martiennes).

Au total, les deux atterrisseurs ont renvoyé à la Terre 4587 images. De nombreuses expériences ont été menées à bien : étude de la composition minérale du sol martien, de ses propriétés physiques et magnétiques, recherche de matière organique, mesures météorologiques (3 millions pour les deux atterrisseurs).

Lors de sa rentrée atmosphérique, l’atterrisseur a également étudié les composés des couches supérieures de l’atmosphère martienne. Le 12 avril 1980, l’engin est désactivé et sa mission se termine officiellement.

En attendant l’article sur les sondes suivante

Voilà, cet article évoque les missions vers Mars des débuts jusqu’au programme Viking. Cet article est déjà très long, donc pour les autres programmes martiens, un autre article est prévu.

En attendant, vous pouvez si vous ne l’avez pas lu, lire l’article sur la prochaine opposition de la planète Mars accessible ici

https://scienceastro.fr/mars-en-opposition-le-16-octobre-2020/

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3 réflexions sur « Les sondes martiennes »

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