Physique

Mars (planète)

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Eva Henry

Un premier plan de Mars

Mars C'est la quatrième planète la plus éloignée du soleil et la dernière des planètes rocheuses intérieures du système solaire, avec Mercure, Vénus et la Terre. Facilement visible, Mars a toujours fasciné les observateurs depuis les temps préhistoriques pour leur couleur rougeâtre et pour cette raison, il a reçu le nom du dieu romain de la guerre.

D'autres civilisations anciennes ont également associé cette planète à leurs dieux de la guerre respectifs ou à des faits fatidiques. Par exemple, les anciens sumériens l'appelaient Nergal et semble également mentionné dans des textes mésopotamiens tels que la star du procès aux morts. Les astronomes babyloniens, égyptiens et chinois ont également laissé des enregistrements détaillés des mouvements de Mars.

De leur côté, les astronomes mayas étaient intéressés par lui, calculant son Période sinodique (Le temps nécessaire pour se revoir au même point du ciel par rapport au soleil) avec une grande précision et en mettant en évidence la période rétrograde de la planète.

En 1610, Galileo a été le premier à observer Mars à travers le télescope. Avec les améliorations des instruments optiques, les découvertes ont suivi, facilitées par le fait que, contrairement à Vénus, il n'y a pas de couche épaisse de nuages qui entrave la visibilité.

Ainsi, ils ont découvert le point noir de Syrtis Major, un endroit caractéristique à la surface, les couches polaires blanches, les célèbres canaux de Mars et certains changements périodiques dans la coloration de la planète, ce qui a fait penser à beaucoup l'existence possible de la vie sur la planète Sur la planète rouge, au moins la végétation.

Cependant, les informations provenant des sondes montrent que la planète est désertique et a une atmosphère mince. Jusqu'à présent, il n'y a aucune preuve de vie sur Mars.

Caractéristiques générales de Mars

Mars est petit, juste un dixième de la masse de la terre, et environ la moitié du diamètre.

Son axe de rotation est actuellement incliné d'environ 25 ° (la Terre est à 23.6e). C'est pourquoi il a des stations, mais d'une durée différente de la terre, car sa période orbitale est de 1,88 ans. Ensuite, les stations martiennes durent plus ou moins deux fois plus que la terre.

Cette inclination n'était pas toujours la même. Certains modèles mathématiques de l'orbite suggèrent que, dans le passé, il aurait pu varier considérablement, entre le 11 et le 49e, apportant des changements remarquables dans la météo.

Quant aux températures, elles varient entre -140 ºC et 21 ºC. Il est un peu extrême, et l'atmosphère mince y contribue.

Les capuchons polaires frappants de Mars sont CO₂, ainsi que le contenu de l'atmosphère. La pression atmosphérique est assez basse, environ centème terre.

Image de Mars à travers le télescope spatial Hubble montrant l'un des capuchons polaires

Malgré le contenu élevé du CO₂, L'effet de serre sur Mars est beaucoup moins marqué que dans Vénus.

La surface étant désertique, les tempêtes de sable sont fréquentes sur Mars. Un voyageur n'y trouverait aucune eau ou végétation liquide, seulement des rochers et du sable.

La couleur distinctive rougeâtre est due à de nombreux oxydes de fer et bien qu'il y ait de l'eau sur Mars, il se trouve dans le sous-sol, sous les bouchons polaires.

Fait intéressant, malgré le fait que le fer abonde superficiellement, les scientifiques disent qu'il est rare à l'intérieur, car la densité moyenne de Mars est la moindre parmi les planètes rocheuses: seulement 3900 kg / m³.

Étant donné que le fer est l'élément lourd le plus abondant de l'univers, la faible densité signifie une rareté de fer, en prenant en compte en compte l'absence de son propre champ magnétique.

Résumé des principales caractéristiques physiques de la planète

-Masse: 6.39 x 10²³ kg

-Radio équatoriale: 3.4 x 10³ km

-Forme: légèrement amer.

-Distance moyenne du soleil: 228 millions de kilomètres.

-Inclinaison de l'orbite: 1.85º concernant le plan écliptique.

-Température: -63 ºC, moyenne à la surface.

-La gravité: 3.7 m / s²

-Propre champ magnétique: Non.

-Atmosphère: mince, principalement CO₂.

-Densité: 3940 kg / m³

-Satellites: 2

-Anneaux: il n'a pas.

Comparaison de la taille de Mars-Africa

Le Mars de Mars

Les satellites naturels n'abondent pas sur les planètes intérieures si appelées, contrairement aux planètes externes, qui leur disent des dizaines. La planète rouge a deux petites lunes appelées Phobos et Deimos, découvertes par Asaph Hall en 1877.

Les noms des satellites martiens proviennent de la mythologie grecque: Phobos -Miedo-, était le fils d'Ares et d'Aphrodite, pendant que nous actions -terror - c'était son frère jumeau et ensemble ils accompagnaient son père à la guerre à la guerre.

Deimos, le petit et irrégulier satellite de Mars. Les zones blanchâtres sont des couches de régolito, une poussière minérale similaire à celle recouverte de la surface lunaire

Les lunes de Mars sont très petites, bien plus que notre lune majestueuse. Sa forme irrégulière le fait soupçonner qu'ils sont des astéroïdes capturés par la gravité de la planète, encore plus s'il est considéré que Mars est très proche de la ceinture d'astéroïdes.

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Le diamètre de phobos moyen n'est que de 28 km, tandis que Deamimos est encore plus bas: 12 km.

Les deux sont en rotation synchrone avec Mars, ce qui signifie que la période de rotation autour de la planète est égale à la période de rotation autour de leur propre axe. C'est pourquoi ils montrent toujours le même visage à Mars.

De plus, Phobos est très rapide, à tel point qu'il sort et met quelques fois le jour martien, ce qui dure presque égal à la terre.

Les orbites des deux satellites sont très proches de Mars, et aussi instables. Par conséquent, on suppose qu'à un moment donné, ils pourraient s'écraser contre la surface, en particulier les phobos rapides, à seulement 9377 km.

Animation avec les orbites de Phobos et Deimos autour de Mars. Source: Giphy.

Mouvement de traduction

L'orbite de Mars au soleil suivant une trajectoire elliptique dont la période est égale à 1.Environ 9 années terrestres, soit 687 jours. Toutes les orbites des planètes suivent les lois de Kepler et ont donc une forme d'ellipse, bien qu'il y ait un peu plus de circulaire que d'autres.

Ce n'est pas le cas de Mars, car l'ellipse de son orbite est un peu plus prononcée que la terre ou celle de Vénus.

De cette façon, il y a des moments où Mars est très loin du soleil, une distance appelée aphelion, tandis que dans d'autres, il est beaucoup plus proche: le périhelio. Cette circonstance contribue également à la gamme de températures assez larges.

Dans le passé éloigné, l'orbite de Mars devait être beaucoup plus circulaire qu'elle ne l'est maintenant, mais l'interaction gravitationnelle avec les autres corps du système solaire a produit des changements.

Orbites par rapport à Mars et à la Terre

Données de mouvement Mars

Les données suivantes décrivent brièvement le mouvement Mars:

-Radio moyenne de l'orbite: 2.28 x 10⁸ km

-Inclinaison de l'orbite: 1.85º

-Excentricité: 0.093

-Vitesse orbitale moyenne: 24.1 km / s

-Période de traduction: 687 jours.

-Période de rotation: 24 heures, 37 minutes.

-Jour solaire: 24 heures, 39 minutes.

Quand et comment observer Mars

Mars est facilement identifiable dans le ciel nocturne pour sa couleur rougeâtre. Il se distingue des étoiles, car il ne clignote pas ou ne tire pas lorsqu'il est vu à l'œil nu.

Il y a beaucoup.

Comme la planète rouge est en dehors de l'orbite de la terre, la meilleure occasion pour le voir est quand elle est opposition au soleil. Les planètes dont l'orbite est externe à l'orbite terrestre est appelée planètes supérieures Et ceux qui ne sont pas le Planètes inférieures.

Conjonction et opposition d'une planète supérieure. Source: Maran, S. Astronomie pour les mannequins.

Le mercure et les Vénus sont les planètes inférieures, plus près du soleil que la terre elle-même, tandis que les planètes supérieures sont toutes les autres: Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

Seules les planètes supérieures ont une opposition et une conjonction avec le soleil, tandis que les inférieurs ont deux types de conjonction.

Ainsi, lorsque Mars est en opposition au soleil vu de la Terre, cela signifie qu'il se situe entre la planète et le roi étoile. Ainsi, il est possible de le voir plus grand et grand dans le ciel, visible toute la nuit, tandis que la conjonction rend l'observation impossible. Ceci est valable pour toutes les planètes supérieures.

Mars est en opposition au soleil tous les 26 mois (2 ans et 50 jours). La dernière opposition de Marte a eu lieu en juillet 2018; Par conséquent, cela devrait se reproduire en octobre 2020, lorsque Mars traverse la constellation des Poissons.

MARS OPPOSITION DE 1995 à 2003. La planète n'est pas toujours vue dans la même taille, et elle ne montre pas le même visage à la Terre

Mars à travers le télescope

Au télescope, Mars ressemble à un album rose. Avec de bonnes conditions atmosphériques et en fonction de l'équipe, vous pouvez voir des bouchons polaires et certaines régions grises dont l'apparence varie selon la station martienne.

La planète ne montre pas toujours le même visage à la terre, et il n'est pas vu dans la même taille, comme on peut le voir dans la mosaïque des photographies prises par le télescope spatial Hubble. La différence est due à l'excentricité de l'orbite martienne.

En 2003, Mars était très proche de la Terre, 56 millions de kilomètres, tandis qu'en 2020, la distance attendue est de 62 millions de kilomètres. L'approche de 2003 était la plus grande en 60.000 ans.

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Quant aux satellites de Mars, ils sont trop petits pour les voir à l'œil nu ou avec des jumelles. Un télescope de taille raisonnable est nécessaire et s'attendre à une opposition pour les distinguer.

Malgré cela, la luminosité de la planète ne les montre pas, mais il y a des appareils qui cachent Mars dans l'objectif de l'instrument, améliorant les minuscules lunes.

Mouvement de rotation de Mars

Fobos, Mars de Mars

Le mouvement de rotation de Mars est similaire dans la durée de la Terre, et l'inclinaison de l'axe a été découverte par William Herschel. Cela fait que Mars découvre des stations comme la Terre, mais plus prolongée.

Dans l'hémisphère nord de Mars, les hivers sont plus doux et se produisent lorsque le soleil est en périhelio, donc ils sont moins froids et plus courts; D'un autre côté, les étés se produisent dans l'apélium et sont plus frais. Dans l'hémisphère sud, il se produit au contraire; Changements climatiques il y a plus d'extrême.

Cependant, la présence de dioxyde de carbone entraîne une augmentation légère mais soutenue de la température de Mars, comme le montrent les données collectées par les missions d'enquête.

Lorsqu'il fait chaud, une partie du dioxyde de carbone accumulé dans les capuchons polaires s'évapore sous forme de geyers et passe à l'atmosphère. Mais sur le pôle opposé, le dioxyde de carbone se fige et épaississe le capuchon.

Animation qui montre le cycle de dioxyde de carbone dans les bouchons polaires de Mars. Source: Wikimedia Commons.

Puisque Mars n'a pas son propre champ magnétique qui le protège, une partie du dioxyde de carbone est dispersée dans l'espace. La mission de l'espace Mars Odyssey a enregistré ce cycle atmosphérique extraordinaire.

Composition

Ce que l'on sait sur la composition de Mars provient de la spectrométrie réalisée par des sondes d'exploration, ainsi que de l'analyse météorit martienne qui a réussi à atteindre la terre.

Selon les informations fournies par ces sources, les principaux éléments sur Mars sont:

-L'oxygène et le silicium sont les plus abondants du cortex, ainsi que du fer, du magnésium, du calcium, de l'aluminium et du potassium.

-Carbone, oxygène et azote dans l'atmosphère.

- D'autres éléments ont été détectés à moindre proportion: titane, chrome, soufre, phosphore, manganèse, sodium, chlore et hydrogène.

Image de Mars prise par le Hubble

Ainsi, les éléments trouvés sur Mars sont les mêmes que sur Terre, mais pas dans la même proportion. Par exemple, dans le manteau du manteau (voir plus tard la section dédiée à la structure interne), il y a beaucoup plus de fer, de potassium et de phosphore que dans son pays équivalent.

Pour sa part, le soufre est présent dans le cortex du noyau et de Mars dans une plus grande proportion que sur Terre.

Méthane sur Mars

Le méthane est un gaz qui est généralement le produit de la décomposition de la matière organique, c'est pourquoi il est également connu sous le nom de "Gas Pantanos".

C'est un gaz à effet de serre, mais les scientifiques le recherchent avec impatience sur Mars, car ce serait une bonne indication qu'il y a de la vie nul sur la planète du désert.

La classe de vie que les scientifiques s'attendent à trouver ne sont pas les petits hommes verts, mais les bactéries par exemple. Il est connu que certaines espèces de bactéries terrestres produisent du méthane dans le cadre de leur métabolisme, et d'autres le consomment.

Véhicule d'exploration de curiosité de la NASA, réalisée en 2019, lecture de méthane inattendue, au cratère Martian Gale.

Curiosity, le véhicule robotique qui explore les caractéristiques de Mars, lancée par la NASA en 2012. Source: NASA via JPL.pot.Gouvernement.

Cependant, il n'est pas nécessaire de précipiter les conclusions, car le méthane peut également se produire à partir de réactions chimiques entre l'eau et les roches, c'est-à-dire des processus purement chimiques et géologiques.

De plus, les mesures n'indiquent pas à quel point ce méthane est récent; Cependant, s'il y avait de l'eau sur Mars comme tout semble l'indiquer, il pourrait également y avoir de la vie et certains scientifiques croient qu'il y a encore sous le pergélisol, La couche de sol congelée pour toujours dans les régions circumpolaires.

Si c'est vrai, il y a peut-être des microbes qui y vivent, donc la NASA a créé le Curiosity Explorer, qui a parmi ses objectifs la recherche de la vie. Et aussi un nouveau véhicule d'explorateur qui est peut-être lancé en 2020, basé sur la curiosité et connu jusqu'à Mars 2020.

Structure interne

Mars est une planète rocheuse, tout comme le mercure, la Vénus et la Terre. Par conséquent, il a une structure différenciée dans:

-Cœur, d'environ 1794 km de rayon, composé de fer, de nickel, de soufre et peut-être d'oxygène. La partie la plus externe peut être partiellement fondée.

-Manteau, silicates basés.

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-Cortex, Entre 50 et 125 km d'épaisseur, riche en basaltes et oxydes de fer.

Coupes comparatives des planètes intérieures plus la lune

géologie

Les rovers sont des véhicules de robots contrôlés de la Terre, grâce à quelle information sur la géologie martienne est inestimable.

Fondamentalement, deux régions se distinguent, divisées par une énorme étape:

Highlands dans le sud, avec des cratères à impact nombreux et anciens.
Plaines molles dans le nord, avec très peu de cratères.

Puisque Mars a des signes de volcanisme, les astronomes pensent que les flux de lave pourraient effacer les preuves de cratères dans le nord, ou à une époque reculée, il y avait un grand océan d'eau liquide.

Comparaison entre Mars et Terre

L'abondance de cratères est utilisée comme critère pour établir trois périodes géologiques en Mars: Noeic, Hespéric et Amazonien.

La période Amazon est la plus récente, caractérisée par moins de présence de cratères mais avec un volcanisme intense. Dans le Noeic, en revanche, le plus ancien, l'océan nord étendu aurait pu exister.

Le mont Olympus est le plus grand volcan connu jusqu'à présent dans tout le système solaire et est situé précisément sur Mars, près de l'Équateur. Les preuves indiquent qu'elle a été formée pendant la période Amazon, il y a environ 100 millions d'années.

En plus des cratères et des volcans, les canons, les dunes, les champs de lave et les anciens canaux déjà secs abondent, où l'eau liquide peut être coulée dans les temps anciens coulant.

Mars enveloppé par une tempête de poussière, images de l'orbiteur de reconnaissance Mars. Les tempêtes de sable des proportions planétaires sont fréquentes sur Mars, car le sol est sableux et désertique

Missions à Mars

Mars a été l'objectif de nombreuses missions spatiales, certaines destinées à orbiter la planète et d'autres à atterrir à sa surface. Grâce à eux, vous avez beaucoup d'images et de données pour faire un panorama assez précis.

Mariner 4

C'était la quatrième sonde de la Mariner Mission, lancée par la NASA en 1964. À travers elle, les premières photographies de la surface de la planète ont été obtenues. Il était également équipé de magnétomètre et d'autres instruments, grâce à laquelle il a été déterminé que le champ magnétique de Mars est presque non existant.

Mars soviétique

Sonde spatiale Mars 1M

Il s'agissait d'un programme de l'ancienne Union soviétique qui a duré de 1960 à 1973, à travers lequel des enregistrements de l'atmosphère martienne ont été atteints, des détails de l'ionosphère, des informations sur la gravité, un champ magnétique et de nombreuses images de la surface de la planète.

Viking

Viking I

Le programme NASA Viking était composé de deux sondes: Viking I et Viking II conçu pour atterrir directement sur la planète. Ils ont lancé en 1975 avec la mission d'étudier la géologie et la géochimie de la planète, en plus de photographier la surface et de chercher des signes de vie.

Viking I et Viking II transportaient des sismographes à bord, mais seul Viking II pouvait effectuer des essais réussis, dont il a été constaté que l'activité sismique de Mars est beaucoup plus faible que celle de la Terre.

Quant aux tests météorologiques, il a été démontré que l'atmosphère de Mars était fondamentalement composée de dioxyde de carbone.

Éclaireur

Représentation artistique de Pathfinder

Il a été lancé en 1996 par la NASA dans le cadre du projet de découverte. Il y avait un véhicule robotique construit avec un minimum de dépenses, avec lesquelles de nouveaux conceptions pour ce type de véhicules ont été testées. Il a également réussi à effectuer de nombreuses études géologiques sur la planète et à acquérir des images de la même.

Mars Global Surveyor (MGS)

C'était un satellite qui était en orbite de Mars de 1997 à 2006. J'avais un altimètre laser à bord, avec lequel des impulsions lumineuses ont été envoyées sur la planète, qui ont ensuite été reflétées. Avec cela, il a été possible de mesurer la hauteur des accidents géographiques, qui avec les images prises par les chambres satellites autorisées à construire une carte détaillée de la surface martienne.

Cette mission a également apporté des preuves de la présence d'eau sur Mars, cachée sous les bouchons polaires. Les données suggèrent que dans le passé l'eau liquide a traversé la planète.

La sonde n'a pas trouvé de preuves d'effet dinamo capables d'origine un champ magnétique similaire à celui de la Terre.

Laboratoire de sciences de Mars

Cette sonde d'espace robotique, mieux connue sous le nom de curiosité, a été lancée en 2011 et a atteint la surface de Mars en août 2012. C'est un explorateur ou Vagabond dont la mission est d'enquêter sur la météo, la géologie et les conditions possibles pour une future mission habitée.

Mars Odyssey

Cette enquête a été lancée par la NASA en 2001 pour cartographier la surface et les études météorologiques de la planète. Grâce à vos données, les données sur le cycle de dioxyde de carbone décrit ci-dessus ont été obtenues. Les caméras Mars Odyssey ont envoyé des images du South Polar Casquet, montrant les marques sombres de la vaporisation composée.

Mars Express

Représentation artistique du Mars Express

C'est une mission de l'Agence spatiale européenne lancée en 2003 et jusqu'à présent, il est actif. Ses objectifs sont d'étudier le climat, la géologie, la structure, l'atmosphère et la géochimie de Mars, en particulier l'existence passée et présente d'eau sur la planète.

Mars Exploration Rovers

Représentation artistique du Mars Exploration Rovers

Les explorateurs robotiques de l'esprit et des opportunités ont été lancés par la NASA en 2004 pour atterrir dans des endroits où il était soupçonné, l'eau pourrait exister ou exister. En principe, ce serait une mission de seulement 90 jours, mais les véhicules sont restés en service plus longtemps que prévu.

Opportunity a cessé de transmettre en 2018 lors d'une tempête de sable mondiale, mais parmi les résultats les plus importants, il y a pour avoir trouvé plus de preuves d'eau sur Mars et que la planète à un moment donné avait des conditions appropriées pour abriter la vie.

Orbiteur de reconnaissance Mars

Ce satellite a été lancé en 2005 et est toujours opérationnel sur l'orbite de la planète. Sa mission est d'étudier l'eau sur Mars et si elle a existé assez longtemps pour développer la vie sur la planète.