Mars : la planète rouge au cœur de nos explorations

Planète la plus étudiée, à la fois pour sa proximité et pour ses caractéristiques géologiques et climatiques uniques, Mars fascine depuis toujours l’humanité. Surnommée la « planète rouge » en raison de sa teinte orangée due à la présence d’oxyde de fer (rouille) à sa surface, Mars continue d’alimenter de nombreuses hypothèses et missions scientifiques quant à l’existence passée – voire présente – de la vie. Dans cet article, nous explorerons les principales caractéristiques de la quatrième planète du Système solaire, son histoire, son exploration passée, présente et future.

1. Position et caractéristiques générales

Emplacement dans le Système solaire
- Mars est la quatrième planète à partir du Soleil, après Mercure, Vénus et la Terre.
- Elle se situe à une distance moyenne d’environ 228 millions de kilomètres du Soleil (1,52 unité astronomique, soit 1,52 fois la distance Terre-Soleil).
Taille et masse
- Rayon moyen : environ 3 390 km (un peu plus de la moitié du rayon terrestre).
- Masse : environ 6,42 × 10^23 kg (environ 10 % de la masse terrestre).
Gravité
- La gravité à la surface de Mars est environ 38 % de celle de la Terre.
- Un humain de 70 kg sur Terre pèserait l’équivalent de 26,6 kg sur Mars.
Atmosphère
- L’atmosphère de Mars est principalement composée de dioxyde de carbone (CO₂) à environ 95 %.
- Sa pression au niveau du sol est très faible : environ 6 millibars (contre 1 013 millibars sur Terre).
- La faible densité de son atmosphère laisse peu de place à un effet de serre, rendant la planète froide et aride.

2. Géologie et reliefs

Surface et couleur
- La teinte rougeâtre de Mars est due à l’oxyde de fer présent dans son régolithe (poussière et roches en surface).
- Sous cette couche oxydée, les roches et le sol peuvent présenter des teintes plus claires, tirant parfois sur le beige ou le marron.
Volcans et montagnes
- Mars abrite les plus grands volcans du Système solaire, dont l’emblématique Olympus Mons, un volcan bouclier d’environ 22 km de hauteur pour 600 km de diamètre à sa base.
- Les volcans de la région de Tharsis (Ascraeus Mons, Pavonis Mons, Arsia Mons) dominent également la topographie martienne.
Canyons et vallées
- Le Valles Marineris est un gigantesque système de canyons, s’étendant sur près de 4 000 km de long pour 200 km de large et jusqu’à 7 km de profondeur.
- Des réseaux de vallées (par exemple, Nanedi Valles, Kasei Valles) laissent penser que de grandes quantités d’eau ont jadis coulé à la surface.
Calottes polaires
- Les pôles Nord et Sud sont recouverts de calottes de glace composées principalement de dioxyde de carbone (glace sèche), surmontant une couche de glace d’eau.
- Ces calottes connaissent des variations saisonnières : elles croissent et décroissent selon l’inclinaison de Mars et son éloignement au Soleil.

3. Orbite et saisons

Excentricité de l’orbite
- L’orbite de Mars est plus excentrique que celle de la Terre, ce qui provoque des différences de température importantes entre l’aphélie (point le plus éloigné du Soleil) et le périhélie (point le plus proche).
Durée de la journée
- La journée martienne, souvent appelée « sol », dure environ 24 heures et 39 minutes, soit à peu près 40 minutes de plus que la journée terrestre.
Saisons et climat
- Mars possède quatre saisons semblables à celles de la Terre, mais elles durent presque deux fois plus longtemps en raison de la période de révolution de Mars (687 jours terrestres).
- Les températures martiennes varient en moyenne entre -130 °C au niveau des pôles et +20 °C au niveau de l’équateur en été, avec des variations importantes selon l’heure de la journée et la localisation.

4. Eau et potentiel de vie

Présence d’eau passée et présente
- L’analyse de la géologie martienne a révélé d’anciens lits de rivières, des minéraux formés en présence d’eau liquide, et des traces de lacs asséchés.
- Aujourd’hui, de la glace d’eau subsiste dans le sous-sol et dans les calottes polaires, laissant penser que de l’eau liquide a pu exister à la surface dans un passé lointain.
Potentiel de vie
- Les conditions passées, plus humides et plus chaudes, auraient pu être favorables à l’apparition de la vie microbienne.
- Plusieurs missions cherchent des biosignatures (traces éventuelles de vie passée) dans les sédiments et les roches.

5. Histoire de l’exploration martienne

Missions historiques
- Mariner 4 (1964) : premier survol réussi de Mars en 1965, fournissant les premières images rapprochées de la planète.
- Viking 1 et Viking 2 (1975) : premiers atterrisseurs à mener des expériences biologiques à la surface de Mars (1976).
Missions en orbite
- Mars Global Surveyor (1996) : a cartographié la surface de Mars et étudié sa topographie.
- Mars Express (ESA, 2003) : orbiteur toujours actif, équipé de la caméra HRSC (High Resolution Stereo Camera).
- Mars Reconnaissance Orbiter (2005) : orbiteur de la NASA, célèbre pour sa caméra HiRISE à très haute résolution.
Rovers emblématiques
- Sojourner (1997) : le petit rover de la mission Mars Pathfinder, pionnier de l’exploration à la surface.
- Spirit et Opportunity (2003) : ces deux rovers jumeaux ont découvert des traces géologiques indiquant la présence passée d’eau liquide. Opportunity a fonctionné pendant près de 15 ans !
- Curiosity (2012) : équipé de nombreux instruments scientifiques, il explore le cratère Gale et a trouvé des preuves de l’habitabilité passée de Mars (environnement propice à la vie microbienne).
- Perseverance (2021) : dernier rover en date de la NASA, équipé d’un système de prélèvement d’échantillons qui pourraient être ramenés sur Terre lors de futures missions. Il transporte également l’hélicoptère Ingenuity, premier engin à réaliser un vol motorisé sur une autre planète.

6. Projets futurs et exploration humaine

Mars Sample Return (MSR)
- En collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA), la NASA planifie la récupération des échantillons de roches et de sol prélevés par Perseverance.
- L’objectif est de ramener ces échantillons sur Terre pour une analyse approfondie en laboratoire, susceptible de confirmer (ou non) l’existence passée de la vie.
Exploration habitée
- Plusieurs agences (NASA, ESA, Roscosmos, CNSA) et entreprises privées (SpaceX) envisagent l’envoi d’astronautes sur Mars dans les décennies à venir.
- Les défis techniques, scientifiques et humains (exposition aux radiations, durée du voyage, production de ressources sur place) sont gigantesques, mais un tel voyage est de plus en plus envisageable.
Installation à long terme
- Différents projets évoquent l’établissement d’une base permanente sur Mars.
- Les technologies de recyclage d’eau, de production d’oxygène (par exemple, l’instrument MOXIE de Perseverance), et de construction à partir de ressources locales (ISRU, In-Situ Resource Utilization) sont en cours de développement.

7. Conclusion

Mars, de par sa proximité relative, son histoire géologique mouvementée et son potentiel d’habitabilité passée, reste au cœur des préoccupations scientifiques et de l’imaginaire collectif. Les découvertes accumulées grâce aux missions robotiques ont considérablement enrichi notre compréhension de la « planète rouge ». La quête de signes de vie, combinée à la perspective d’y poser un jour le pied, motive les agences spatiales du monde entier et les entreprises privées à repousser les limites de l’exploration. Quels secrets Mars nous réserve-t-elle encore ? Les prochaines missions, notamment celles destinées à rapatrier des échantillons de sol martien vers la Terre, ouvriront sans doute un nouveau chapitre dans l’histoire de l’exploration spatiale.

Sources et références

NASA Mars Exploration Program : https://mars.nasa.gov/
Mars Fact Sheet (NASA) : https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/marsfact.html
Agence spatiale européenne (ESA) – Mars Express : https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express
ExoMars (ESA/Roscosmos) : https://exploration.esa.int/web/mars/-/46048-exomars
Publications scientifiques sur Mars :
- Andrews-Hanna, J. C., Zuber, M. T., & Banerdt, W. B. (2008). The Borealis basin and the origin of the Martian crustal dichotomy. Nature, 453(7199), 1212–1215.
- Grotzinger, J. P. et al. (2014). A habitable fluvio-lacustrine environment at Yellowknife Bay, Gale Crater, Mars. Science, 343(6169), 1242777.