La riche météorologie de Mars étudiée en détail depuis le rover Persévérance

par Houssen Moshinaly · 21 janvier 2023

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Persévérance est un véhicule autonome de la NASA qui est arrivé au Jezero Crater (le lit d’un ancien lac désormais asséché sur Mars) le 18 février 2021. Le rover est équipé de sept nouveaux instruments scientifiques complexes dédiés à l’exploration de la surface de la planète à la recherche des signes d’une éventuelle vie passée, en collectant et en déposant des échantillons à ramener sur Terre, en testant de nouvelles technologies à utiliser dans l’exploration humaine et en étudiant en détail l’atmosphère de la planète. En ce qui concerne l’objectif d’étude de l’atmosphère, le MEDA (Analyseur de dynamique environnementale de Mars) instrument a obtenu de nouveaux résultats. Le chercheur principal de MEDA est José Antonio Rodríguez-Manfredi du Centre d’astrobiologie (CAB) de Madrid, et il a eu la participation d’une équipe du groupe de recherche en sciences planétaires de l’UPV/EHU. L’instrument comprend un ensemble de capteurs qui mesurent la température, la pression, le vent, l’humidité et les propriétés de la poussière toujours présente en suspension dans l’atmosphère de Mars.

Persévérance a maintenant terminé son enquête sur l’atmosphère tout au long de la première année martienne (qui dure environ deux années terrestres). Un aperçu des résultats, qui apparaît sur la couverture, est publié aujourd’hui dans le numéro de janvier de la revue Géoscience de la nature. Plus précisément, l’équipe UPV/EHU, formée par Agustín Sánchez-Lavega, Ricardo Hueso, Teresa del Río-Gaztelurrutia et le doctorant Asier Munguira, a mené l’étude des cycles saisonniers et quotidiens de température et de pression, ainsi que leurs effets des variations à d’autres échelles de temps résultant de processus très différents.

Au fil des saisons, la température moyenne de l’air au cratère Jezero, situé près de l’équateur de la planète, est d’environ moins 55 degrés Celsius, mais varie considérablement entre le jour et la nuit, avec des différences typiques d’environ 50 à 60 degrés. En milieu de journée, l’échauffement de la surface génère des mouvements turbulents dans l’air du fait de la montée et de la descente des masses d’air (convection) qui cessent le soir, lorsque l’air se stabilise.

Les capteurs de pression, d’autre part, montrent en détail le changement saisonnier de l’atmosphère martienne ténue produit par la fonte et le gel du dioxyde de carbone atmosphérique au niveau des calottes polaires, ainsi que par un cycle quotidien complexe et variable, modulé par les marées thermiques dans l’atmosphère. “La pression et la température de l’atmosphère martienne oscillent avec les périodes du jour solaire martien (un peu plus long que celui de la Terre, il est en moyenne de 24 h 39,5 min) et avec leurs sous-multiples, suivant le cycle journalier d’ensoleillement fortement influencé par la quantité de poussière. et la présence de nuages dans l’atmosphère », explique Agustín Sánchez-Lavega, professeur à la Faculté d’ingénierie de Bilbao (EIB) et co-chercheur sur la mission Mars 2020.

Les deux capteurs détectent également des phénomènes dynamiques dans l’atmosphère qui se produisent à proximité du rover, par exemple, ceux produits par le passage de tourbillons appelés “dust devils” en raison de la poussière qu’ils soulèvent parfois, ou la génération d’ondes de gravité. dont l’origine n’est pas encore bien connue. “Les diables de poussière sont plus abondants à Jezero qu’ailleurs sur Mars, et peuvent être très gros, formant des tourbillons de plus de 100 mètres de diamètre. Avec MEDA nous avons pu caractériser non seulement leurs aspects généraux (taille et abondance) mais aussi démêler le fonctionnement de ces tourbillons », explique Ricardo Hueso, maître de conférences à la Faculté d’ingénierie de Bilbao (EIB).

MEDA a également détecté la présence de tempêtes à des milliers de kilomètres, d’origine très similaire aux tempêtes terrestres, comme le montrent les images des satellites en orbite, et qui se déplacent le long du bord de la calotte polaire nord, formée par le dépôt de neige carbonique.

Au sein de la riche variété de phénomènes étudiés, MEDA a pu caractériser en détail les changements qui ont eu lieu dans l’atmosphère par l’une des tempêtes de poussière redoutées, comme celle qui s’est développée début janvier 2022. Son passage au-dessus du rover a conduit à des changements brusques de température et de pression accompagnés de fortes rafales de vent, qui ont soulevé de la poussière et heurté les instruments, endommageant l’un des capteurs de vent.

“MEDA fournit des mesures météorologiques de haute précision permettant pour la première fois de caractériser l’atmosphère martienne à l’échelle locale à quelques mètres de distance, ainsi qu’à l’échelle globale de la planète en collectant des informations sur ce qui se passe à des milliers de kilomètres. Tout cela conduira à une meilleure compréhension du climat martien et à l’amélioration des modèles prédictifs que nous utilisons », déclare Sánchez-Lavega.