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Comprendre Mars

Creuser, sonder, analyser le sol

Les scientifiques peuvent reconstituer l'histoire de Mars en étudiant sa géologie. Quelques instruments requis à cette fin sont conçus pour creuser, sonder et analyser le sol et ce qui se trouve en dessous. En connaître plus sur la géologie martienne favorisera une meilleure compréhension par comparaison de l'histoire et de l'évolution de la Terre.

De nos jours, les robots martiens sont donc de véritables géologues armés d'une boîte à outils leur permettant de déterminer précisément la composition du sol et ses propriétés. Étant donné que la surface du sol de Mars est probablement stérile en raison du rayonnement élevé auquel il est exposé, il faut chercher des traces de vie sous celle-ci, dans des zones protégées. Les pelles, grattes et mini-foreuses des sondes martiennes raclent et creusent le sol afin de recueillir des échantillons intéressants pour l'analyse. Ces échantillons sont déposés dans les laboratoires de bord qui en déterminent les propriétés.

À titre d'exemple, le laboratoire de chimie du Microscopy, Electrochemistry, and Conductivity Analyzer (MECA) de l'atterrisseur martien de Phoenix goûte les échantillons de sol en les dissolvant dans l'eau. Il en retire ainsi l'acidité du sol et sa composition en minéraux.

Pour sa part, le Thermal and Evolved Gas Analyzer (TEGA) chauffe graduellement les échantillons jusqu'à 1000 degrés Celsius pour étudier le passage de la matière de la phase solide à liquide et à gazeuse. Par exemple, il peut déceler la présence de glace dans les échantillons en calculant la quantité d'énergie requise pour chauffer l'échantillon (s'il y a de la glace, la quantité d'énergie requise sera plus grande).

Les sondes martiennes nouveau genre sont généralement équipées de spectromètres, microscopes et des laboratoires de chimie organique afin de mieux nous renseigner sur le sol oxydé de notre voisine planétaire.

Phoenix au travail dans l'Arctique martien. À l'aide d'une sonde ressemblant à une fourchette, Phoenix est en mesure de déterminer la conductivité du sol. On voit, ici, l'ombre de l'instrument ainsi que les marques qu'il a laissées dans le sol martien.
(Photo : NASA/JPL-Caltech/UA/
Max Planck Institute)

Cette image composée aux couleurs non réalistes montre la pierre surnommée Bounce après que le robot Spirit eut foré son centre à l'aide d'un instrument d'abrasion.
(Image : NASA/JPL/Cornell)

Les secrets de l'atmosphère

On suppose que Mars a perdu une grande partie de son atmosphère après avoir subi l'impact d'astéroïdes tôt dans son histoire.
(Illustration : ESA)

Les sciences de l'atmosphère ont pour objet l'étude des variations dans l'atmosphère, la magnétosphère et l'ionosphère des planètes. L'intérêt du Canada envers l'environnement atmosphérique terrestre lui a permis d'acquérir une solide expérience qui peut maintenant être utilisée pour étudier l'atmosphère d'autres planètes du système solaire, notamment Mars.

Par ailleurs, l'expertise du Canada dans ce domaine a été mise à profit par la mission Phoenix. Un instrument de détection au laser canadien nommé lidar a été envoyé sur Mars à bord de cette mission afin de nous renseigner sur les mystères de l'atmosphère de Mars. Le lidar sonde les basses couches de l'atmosphère en examinant les nuages et les particules de poussière aériennes. Un faisceau lumineux de couleur verte est envoyé dans le ciel, jusqu'à 20 kilomètres d'altitude au-dessus du site d'atterrissage, jusqu'à trois fois par jour pour des intervalles de 15 minutes. Le lidar mesure la hauteur et la composition des particules dans l'atmosphère pour nous renseigner sur les nuages, le brouillard et la poussière.

Le lidar de Phoenix en sol martien. (Photo :
NASA/JPL-Caltech/Université de l'Arizona/Texas A&M University)

La station météorologique de l'atterrisseur martien Phoenix nous permet aussi de mieux comprendre l'atmosphère grâce à ses relevés de température, pression et vitesse du vent. Les données recueillies par la station météorologique canadienne serviront à la conception et au développement de modèles de météo martienne. On utilisera ce que nous apprend Phoenix sur la météo martienne lors de futures missions d'exploration de la Planète rouge, mais aussi sur Terre. Les scientifiques espèrent mieux comprendre le réchauffement climatique sur Terre grâce aux modèles martiens.

La vie en dehors de la Terre

L'astrobiologie, aussi appelée exobiologie, est la science qui a pour objet l'étude des possibilités d'existence de vie ailleurs que sur la Terre.

La confirmation de l'existence d'une forme de vie, disparue ou existante, sur d'autres corps célestes du système solaire présente un intérêt scientifique sans précédent. Les scientifiques canadiens se penchent déjà sur les météorites d'origine martienne dans le cadre de missions, telles que la mission Phoenix, qui ont confirmé la présence d'eau sur la Planète rouge. La prochaine étape de l'exploration de Mars par la communauté scientifique internationale réside dans la recherche de signes de vie avec la mission Mars Science Laboratory (MSL) (disponible en anglais seulement)!

La présence d'eau sur Mars porte les scientifiques à croire qu'il pourrait y avoir de la vie telle que nous la connaissons pourrait exister sur Mars. Les missions actuelles et futures se penchent sur la composition du sol martien afin d'établir si les éléments essentiels à la vie sur Terre existent sur Mars. La découverte de ces éléments marquerait une nouvelle étape dans la recherche de vie sur Mars en nous renseignant sur le potentiel d'habitabilité de la Planète rouge, sa capacité à nourrir la vie. Cela pourrait aussi mener à la découverte de formes de vie antérieures, probablement sous forme microbienne.

Une équipe de chercheurs de la NASA a trouvé des indices qui soulèvent l'hypothèse de l'existence de la vie sur Mars dans une météorite martienne retrouvée sur Terre. D'après certains scientifiques, la structure cylindrique vue ici serait le fossile d'une forme de vie martienne primitive.
(Image : NASA/Johnson Space Center)

Illustration d'artiste de la présence d'eau sous la surface martienne. Si des formations aquifères existent réellement, les implications pour l'exploration humaine et une éventuelle colonisation de la planète rouge seraient d'une grande portée. (Illustration : ESA)

L'étude des petits corps célestes

Le Canada est riche d'une communauté très active dans l'étude des petits corps célestes de l'Univers tels que les lunes, les astéroïdes et les comètes. Les météorites sont souvent des échantillons de corps célestes présents sur Terre, et ces derniers, de même que les cratères créés lors de leur impact avec notre planète, sont bien connus des scientifiques canadiens qui ont acquis une grande expertise en la matière. En effet, le Canada semble être un lieu propice aux découvertes de météorites. Selon les scientifiques, cette abondance de météorites est attribuable à la dernière ère glacière, durant laquelle le pays était recouvert d'un gigantesque glacier, et qui aurait laissé une concentration importante de météorites sur les côtes du continent. On peut aussi observer des cratères d'impact de taille notable dans le Nord du Québec et dans l'Arctique.

L'étude des lunes de la Planète rouge peut aussi nous aider à mieux comprendre cette dernière. D'après les scientifiques, les deux lunes de Mars, Phobos et Deimos, sont des astéroïdes qui ont été capturés par la force gravitationnelle de la planète. Ces lunes pourraient contenir des échantillons de Mars qui auraient atterri sur leur surface à la suite des impacts qui ont eu lieu sur la planète alors qu'elle était plus jeune, causant ainsi l'éjection de matière dans l'espace.

La communauté scientifique canadienne est particulièrement intéressée par ces lunes, balises de l'évolution du système solaire et de Mars elle-même. Les météorites et astéroïdes, comme Deimos et Phobos, sont des témoins de la formation de l'Univers. Leur composition géologique étant restée intacte (puisqu'ils n'ont pas subi l'action dynamique d'une planète) depuis leur formation, ils nous permettent de remonter le temps et nous renseignent sur la composition du système solaire à sa formation. L'étude de Deimos et Phobos comme des météorites martiennes, fournit des indices aux scientifiques quant à la composition de Mars, mais aussi sur son atmosphère grâce à l'air emprisonné à l'intérieur de ces roches.

Les volcans martiens Ceraunius Tholus (bas) et Uranius Tholus (haut). La présence de cratères d'impact sur ces volcans, plus spécialement sur Uranius Tholus, indique qu'ils sont passablement anciens et maintenant inactifs. 
(Photo : NASA/JPL/Malin Space Science Systems)

L'une des caractéristiques les plus frappantes de l'irrégulière Phobos est la présence de sillons sur presque toute sa surface de 27 kilomètres de diamètre. Certains mesurent 700 mètres de largeur et 90 mètres de profondeur. 
(Photo : ESA)