Voici à quoi ressemble le temps sur Mars : tempêtes mondiales, vents forts qui ressemblent à des brises, tourbillons géants et températures glaciales | Science

Les informations météorologiques sont essentielles dans toute planification quotidienne, au jour le jour ou lors de tout voyage. Si ce dernier se situe sur Mars et dans l’attente de plusieurs années de recherche, les données sur le comportement de la ténue atmosphère martienne sont essentielles. Il Persévérance, le véhicule autonome de la NASA qui parcourt la planète rouge depuis le 18 février 2021, comprend le MÉDA (Analyseur de dynamique environnementale de Mars o Mars Environmental Dynamics Analyser), un programme doté d’un système complexe d’instruments conçu par une équipe internationale de sept pays et dirigé par le Centre espagnol d’astrobiologie (CAB-CSIC-INTA), qui a déjà collecté 2 500 images et plus de 10 000 heures de données sur les pressions, les températures, les vents, l’humidité et la composition et le comportement de l’atmosphère. L’équipe a analysé à Séville, siège de l’Agence spatiale espagnole, les défis et les menaces d’une mission fondamentale d’exploration de la planète, ainsi que les informations qui montrent le temps qu’il fait sur Mars.

Depuis son atterrissage il y a une année martienne (équivalent à deux années terrestres), MEDA n’a cessé de fonctionner, malgré des vents de plus de 100 kilomètres par heure et des tempêtes capables de couvrir toute la surface de la planète. « Nous mesurons systématiquement. Nous surveillons en permanence tous les paramètres environnementaux », explique José Antonio Rodríguez Manfredi, chercheur principal à MEDA et directeur du Space Instrumentation Group au Centre d’Astrobiologie.

Les premiers résultats ont été collectés par Géosciences naturelles janvier dernier. Ce mois-ci, les chercheurs ont mis à jour les données obtenues après des centaines de sols (jours) martiens à l’initiative de l’Agence spatiale espagnole, de l’Institut de microélectronique de Séville (centre commun US-CSIC) et de l’Institut national de technologie aérospatiale.

Poussière. Rodríguez Manfredi explique qu’il s’agit de « l’élément principal de la dynamique atmosphérique » de Mars, où s’enregistre un cycle global et permanent de particules en suspension. Et c’est aussi l’un des défis de MEDA. « Cela finit par affecter nos équipes, mais nous avions prévu des mécanismes pour atténuer l’impact », précise-t-il. Protecteurs et mécanismes spéciaux balayé les magnétiques en font partie, ainsi que la redondance des équipements pour compléter et corriger les données erronées qu’un capteur spécifique peut renvoyer.

Cellules. La recherche espagnole a permis d’observer les schémas globaux de circulation atmosphérique (cellules) qui déterminent le temps martien, comme sur Terre les systèmes convectifs qui font circuler la chaleur. Et aussi les comportements locaux dans le cratère Jezero, les grand bassin qui explore le Persévérance et qu’il a été formé par l’impact d’une météorite il y a environ 3,5 milliards d’années et abritait un immense lac d’où coulait une rivière. «Ceux-ci affectent les paramètres environnementaux, à certains égards, plus que la circulation globale», explique le chercheur.

L’étude de cette relation entre la micrométéorologie locale et globale est l’une des grandes réalisations de MEDA. “Il fournit des mesures météorologiques de haute précision qui nous permettent de caractériser, pour la première fois, l’atmosphère martienne à des échelles locales à des distances de quelques mètres, ainsi qu’à l’échelle globale de la planète en collectant des informations sur ce qui se passe à des milliers de kilomètres. de mètres.de kilomètres de distance. Tout cela nous permettra de mieux comprendre le climat martien et d’améliorer les modèles prédictifs que nous utilisons », déclare Agustín Sánchez-Lavega, professeur à la Faculté d’ingénierie de Bilbao (EIB) et co-chercheur de la mission Mars 2020.

Halos extraterrestres. L’équipe dirigée par l’Espagne a également perçu, pour la première fois, un halo extraterrestre. Le halo perçu sur Terre est provoqué par des particules de glace en suspension dans la troposphère en réfractant la lumière et en générant un spectre de couleurs autour du Soleil ou de la Lune. « On ne l’avait jamais vu sur une autre planète et cela a été extrêmement intéressant », souligne Rodríguez Manfredi.

Des nuages. Daniel Toledo, chercheur au sein de l’équipe instrument MEDA du département Charges utiles de l’INTA, souligne dans une note du CSIC que « la découverte du halo fournit des informations clés sur les propriétés des nuages ​​sur Mars ». Malgré la présence de glace et de mouvements nuageux, aucune précipitation n’a été détectée telle que nous l’entendons sur Terre. “Aunque hay agua, vapor y nubes, las condiciones de bajas temperaturas (unos 50 grados bajo cero en la zona de Jezero) y presiones (6,1 milibares de media frente a los 1.013 de la Tierra) hacen que no pueda precipitar en forma d’eau. Étant un peu généreux, avec des conditions bien particulières, ces nuages ​​peuvent précipiter sous forme de glace.

Glace. Cette eau n’est pas utilisable par les futurs établissements humains. Il est plus facile de recourir à la glace souterraine. Mais pas aux pôles, où, selon le chercheur principal de l’équipe, les conditions de température (jusqu’à -140 degrés) et de rayonnement sont si extrêmes qu’elles rendent ces zones inhabitables. Le refuge de l’homme du futur se situe à l’équateur de la planète, où en été, on peut atteindre un maximum entre deux et sept degrés positifs. Mais toute sortie vers l’extérieur est limitée, puisque l’atmosphère ténue (1 % de celle de la Terre) ne protège pas du rayonnement solaire.

Saisons. MEDA en a observé quatre, similaires à celles sur Terre, mais dans des conditions martiennes. Et comme sur notre planète, il y a des phénomènes qui les marquent, comme les tempêtes. “Il serait important de pouvoir les prédire lors des futures missions habitées”, explique Rodríguez Manfredi. Sa prédiction sera également importante en ce qui concerne le futur atterrissage de la mission de sauvetage des échantillons collectés par le Persévérance.

Tempêtes. Ils sont locaux, qui durent généralement jusqu’à sept jours et avec des phénomènes qu’ils appellent « diables de poussière », et globaux, capables de couvrir la planète entière pendant des semaines : « Tout est recouvert comme d’un voile de poussière qui se dépose ensuite ». L’effet est similaire à celui provoqué par la brume sahraouie qui recouvre occasionnellement une grande partie de l’Espagne.

Vent. Des rafales de 25 et 30 mètres par seconde (environ 100 kilomètres par heure) ont été enregistrées. Mais Mars apporte une surprise quant à la perception des stries. « Si vous étiez sur Mars et que vous pouviez enlever votre casque pour sentir le vent sur votre visage, cette rafale de kilomètres par heure, qui ici serait assez forte, serait perçue comme une petite brise. L’atmosphère est très raréfiée et l’air est très raréfié. Cela signifie que, même si le vent est très fort, la capacité de traînée est beaucoup plus faible », explique Rodríguez Manfredi, qui utilise un exemple terrestre pour l’expliquer : c’est comme le mouvement rapide d’un bras dans l’air terrestre et dans une piscine. . La résistance est plus grande dans l’eau.

Pression. Cette poussière clé dans l’atmosphère martienne détermine également la pression. Rodríguez Manfredi explique : « S’il y en a beaucoup, lorsque le soleil le réchauffe, la température change et cette masse a tendance à augmenter, comme si on la tirait vers le haut. » C’est une des raisons des tourbillons, qui peuvent devenir gigantesques. “La pression et la température suivent le cycle quotidien d’ensoleillement, fortement influencé par la quantité de poussière et la présence de nuages ​​dans l’atmosphère”, explique Sánchez-Lavega.

Tourbillons. « Ils sont plus abondants sur Jezero que partout ailleurs sur Mars et peuvent être très grands, dépassant 100 mètres de diamètre. Avec MEDA, nous avons pu caractériser non seulement leurs aspects généraux (taille et abondance), mais aussi comprendre comment fonctionnent ces vortex », explique Ricardo Hueso, professeur à l’École d’Ingénierie de Bilbao (BEI) après la publication des résultats dans Géosciences naturelles.

La réunion de Séville a également servi à analyser la stratégie future. MEDA fait partie d’un programme d’exploration complexe qui dépend de la Persévérance et les appareils associés. La clé du succès de la mission est sa survie jusqu’à ce qu’un véhicule récupère les échantillons obtenus jusqu’à présent. Pour cette raison, la stratégie commune consiste à assurer la sécurité de tous les appareils et à éviter les analyses qui les mettent en danger. La stratégie de l’équipe météorologique martienne doit également évoluer dans cet équilibre entre anxiété d’exploration, coûts et prudence.

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