Persévérance enregistre les tout premiers sons de Mars


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  • Le rover Perseverance de la NASA, qui arpente la surface de Mars depuis février 2021, a pour la première fois enregistré l’environnement acoustique de la planète rouge. Une équipe internationale1 dirigée par un universitaire de l’Université Toulouse III — Paul Sabatier et comprenant des scientifiques du CNRS et de l’ISAE-SUPAERO, a réalisé une analyse de ces sons, qui ont été obtenus à l’aide de l’instrument SuperCam construit en France sous l’autorité de l’agence spatiale française CNES. Leurs conclusions sont publiées le 1st avril 2022 en Nature.

    Depuis 50 ans, les sondes interplanétaires ont renvoyé des milliers d’images saisissantes de la surface de Mars, mais jamais un seul son. Aujourd’hui, la mission Perseverance de la NASA a mis fin à ce silence assourdissant en enregistrant les tout premiers sons martiens. L’équipe scientifique1 pour la SuperCam franco-américaine2 installé sur Persévérance était convaincu que l’étude du paysage sonore de Mars pouvait faire progresser notre compréhension de la planète. Ce défi scientifique les a amenés à concevoir un microphone dédié à l’exploration de Mars, à l’ISAE-SUPAERO à Toulouse, France.

    Perseverance a enregistré pour la première fois des sons de la planète rouge le 19 février 2021, le lendemain de son arrivée. Ces sons se situent dans le spectre audible humain, entre 20 Hz et 20 kHz. Tout d’abord, ils révèlent que Mars est silencieuse, si silencieuse en fait qu’à plusieurs reprises les scientifiques ont pensé que le microphone ne fonctionnait plus. Il est évident qu’en dehors du vent, les sources sonores naturelles sont rares.

    En plus de cette enquête, les scientifiques se sont concentrés sur les sons générés par le rover lui-même3, y compris les ondes de choc produites par l’impact du laser SuperCam sur les rochers, et les vols de l’hélicoptère Ingenuity. En étudiant la propagation sur Mars de ces sons, dont le comportement est très bien connu sur Terre, ils ont pu caractériser avec précision les propriétés acoustiques de l’atmosphère martienne.

    Les chercheurs montrent que la vitesse du son est plus faible sur Mars que sur Terre : 240 m/s, contre 340 m/s sur notre planète. Cependant, la chose la plus surprenante est qu’il s’avère qu’il existe en fait deux vitesses de son sur Mars, une pour les sons aigus et une pour les basses fréquences.4. L’atténuation sonore est plus importante sur Mars que sur Terre, notamment pour les hautes fréquences qui, contrairement aux basses fréquences, s’atténuent très rapidement, même à courte distance. Tous ces différents facteurs rendraient difficile la conversation de deux personnes se tenant à seulement cinq mètres l’une de l’autre. Elles sont dues à la composition de l’atmosphère martienne (96% CO2, contre 0,04 % sur Terre) et la très faible pression atmosphérique à la surface (170 fois plus faible que sur Terre).

    Après un an de mission, un total de cinq heures d’enregistrements de l’environnement acoustique a été obtenu. L’analyse approfondie de ces sons a rendu perceptible le son généré par la turbulence de l’atmosphère martienne. L’étude de cette turbulence, à des échelles 1000 fois plus petites que tout ce qui était connu auparavant, devrait permettre d’approfondir nos connaissances sur l’interaction de l’atmosphère avec la surface de Mars. À l’avenir, l’utilisation d’autres robots équipés de microphones pourrait nous aider à mieux comprendre les atmosphères planétaires.

    Notes de bas de page

    1 Des scientifiques des laboratoires suivants ont également participé : Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (Université Toulouse III — Paul Sabatier/CNRS/CNES), Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (Université Toulouse III — Paul Sabatier/CNRS/INP) , Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris-PSL/CNRS/Sorbonne Université/Université Paris Cité), Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (CNRS/Sorbonne Université/Université de Versailles St Quentin-en- Yvelines), Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (CNRS/MNHN/Sorbonne Université), Laboratoire Planétologie et Géosciences (CNRS/Université Nantes/Université Angers), Institut de Planétologie et Astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes ), Centre Lasers Intenses et Applications (CNRS/CEA/Université de Bordeaux), Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux (CNRS/Université de Bordeaux), Institut d’Astrophysique Spatiale ( CNRS/Université Paris Saclay), Laboratoire de Géologie de Lyon : Terre, Planètes, Environnement (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard), et Laboratoire GéoRessources (CNRS/Université de Lorraine).

    2 SuperCam a été développé conjointement par le LANL (Los Alamos National Laboratory, USA) et un consortium de laboratoires affiliés au CNRS et à des universités et instituts de recherche français. Le CNES est responsable devant la NASA de la contribution française à SuperCam.

    3 Le microphone sert également de stéthoscope pour le rover puisqu’il fournit un diagnostic acoustique de son état de santé.

    4 Environ 240 m/s pour les fréquences inférieures à 240 Hz et 250 m/s au-dessus

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par CNRS. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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