Curiokids

Prêt pour le départ ? Destination Mars !

Laetitia Mespouille • info@curiokids.net 

Nasa JPL-Caltech, ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum) – CC BY-SA 3.0 IGO, ©SpaceX, ©L.MESPOUILLE, ESA & MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA, CC BY-SA IGO 3.0 •        Peter Eliott

Est-ce que la vie s’est un jour développée sur Mars ? C’est une question à laquelle les chercheurs tentent de répondre depuis longtemps. Mais il a fallu attendre quelques avancées technologiques pour pouvoir envoyer des engins spatiaux l’étudier. Si nous savons depuis peu qu’il y a de l’eau liquide dans le sous-sol martien, la planète rouge est encore loin d’avoir révélé tous ses secrets…

Percer tous ses secrets, voilà l’objectif de la Mission MARS 2020 initiée par la NASA et l’ESA, et récolter des échantillons pour savoir si, oui ou non, la célèbre planète rouge a été habitée par des êtres vivants. D’ici quelques semaines, le rover Perseverance et le drone Ingenuity se poseront sur la 4e planète du Système Solaire pour débuter leur enquête (voir photo ci-dessus). Ils se poseront dans le cratère de Jezero, un site autrefois occupé par un lac et le delta d’une rivière. C’est dans les sédiments laissés au fond du cratère que le rover prélèvera des échantillons de sol. Mais il faudra attendre un peu car ils ne seront analysés qu’en 2031 par les scientifiques. L’aventure commence ! 

 
Une planète figée dans le temps

Depuis sa formation, il y a 4,6 milliards d’années, la Terre n’a cessé d’être remodelée. Les mouvements des continents, l’érosion ou la transformation des roches sous l’effet de la température ou de la pression ont détruit les toutes premières roches qui constituaient la Terre. Sur Mars, c’est différent. La planète est très peu active, si bien que son histoire est figée dans le temps. En étudiant Mars et en comparant les observations faites sur Terre, les chercheurs de la NASA et de l’ESA espèrent comprendre les derniers mystères qui gravitent autour de la création de la planète bleue. 

  

De l’eau, de l’eau !

Les photos que tu observes de Mars te montrent une surface rouge, sèche et poussiéreuse. Il ne te faut qu’une seconde pour comprendre que Mars est très différente de notre Terre. Comment pouvons-nous alors imaginer la présence d’eau sur cette planète aux allures de désert ? 

Une petite banquise au cœur d’un cratère de 35 km de large dans la région du pôle nord martien.

 

La planète Mars n’a pas toujours été aussi désertique. Les missions spatiales précédentes ont démontré que Mars possédait de l’eau à l’état liquide qui s’écoulait à sa surface, creusant des canyons ou des lits de rivières aujourd’hui desséchés. C’était il y a des milliards d’années. Mais où est-elle partie aujourd’hui ?

L’eau est encore présente mais sous forme de glace et localisée dans les régions les plus froides, c’est-à-dire aux pôles. Il ne resterait que 10% de l’eau initialement présente sur cette planète. 

 

Une des premières causes de disparition de l’eau serait son évaporation dans l’atmosphère. En étudiant sa composition à différentes altitudes, les chercheurs ont compris que l’eau s’élevait très haut dans l’atmosphère martienne, sans jamais former de nuages. Ensuite, cette vapeur s’échapperait progressivement dans l’espace, balayée par les vents solaires. Une autre raison découverte plus récemment serait que la roche martienne absorberait beaucoup plus facilement l’eau liquide que sur Terre. Il se pourrait qu’une grande partie de l’eau martienne soit emprisonnée dans son sous-sol, comme si celui-ci agissait comme une énorme éponge. 

En 2018, les chercheurs ont découvert un immense lac salé sous la surface de Mars. Deux ans plus tard, une équipe italienne a, elle, découvert 3 nouveaux lacs souterrains, dont la superficie est 2 fois supérieure à celle de la Belgique. La présence d’eau liquide sur Mars est excitante pour les chercheurs car sur Terre, partout où il y en a, il y a la vie. Et si c’était la même chose sur Mars ?

  

  

Un coucher de soleil sur Mars, photographié par le rover Curiosity le 15 avril 2015. 

Le truc de ouf !

Sur Mars, le coucher de soleil est … bleu !

Sur Terre, le ciel se teinte de rouge lorsque le soleil se couche. Mais sur Mars, le crépuscule est bleuâtre. Cette observation a pu être faite grâce au robot Spirit. Ce qui définit la couleur du ciel d’une planète en plein jour et au crépuscule dépend de la composition de son atmosphère. Sur Terre, les molécules de gaz composant son atmosphère favorisent un ciel bleu en journée, et les couleurs jaune/rouge le matin et le soir. 



L’atmosphère de Mars est plus mince, mais surtout, elle se compose de fines poussières en suspension. Leur présence joue un rôle très important sur la couleur du ciel martien. Le jour, ces poussières diffusent principalement les couleurs rouge et orange du spectre lumineux. Mais lorsque le soleil se couche, la lumière doit traverser une couche plus épaisse de particules pour atteindre l’objectif du rover. Les couleurs rouges et oranges sont déjà diffusées, il ne reste que le bleu qui atteint l’objectif du rover. 

 
Là où il y a de l’eau, il y a de la vie ?

La présence d’eau sur Mars amène une autre question dans l’esprit des chercheurs. Est-il possible que des formes de vies se soit développées dans le passé, lorsque Mars était plus chaude et humide ? Existe-t-il des formes de vies encore présentes dans les sous-sols de Mars ? Aujourd’hui, personne ne peut répondre à cette question !

Mais fais-leur confiance, les chercheurs tenteront d’élucider le mystère avec la mission Mars 2020. Leur stratégie est d’abord d’identifier les zones où on trouve de l’eau liquide. Pourquoi ? Car on sait que sur Terre, l’eau à l’état liquide est essentielle pour le développement de la vie. Et ce n’est pas tout ! Les scientifiques comptent bien chercher aussi des sources de chaleur et les zones enrichies en carbone, un élément entrant dans la composition des êtres vivants sur Terre. Qui sait ? Sans doute découvrirons-nous des organismes microscopiques vivant sur Mars ? 

Concept de ville martienne imaginée par SpaceX.

Vivrons-nous
un jour sur Mars ?

Elon Musk, le célèbre fondateur de SpaceX, travaille d’arrache-pied pour créer d’ici 20-30 ans la première métropole martienne. Mais est-ce qu’on conçoit une ville sur Mars aussi facilement que sur Terre ? Pas vraiment ! La planète rouge est totalement inhospitalière. Pour garantir notre survie, nous devrions traiter une foule de problèmes majeurs.

Pour commencer, il nous faudrait une atmosphère pour respirer. Sur Terre, elle comporte 21% d’oxygène et 78% d’azote, la composition idéale pour qu’un humain respire. Mais sur Mars, celle-ci se compose majoritairement de gaz carbonique, si bien que nous mourrions tous d’une intoxication. Ensuite, la faible pression atmosphérique ferait bouillir notre sang même aux basses températures martiennes. Nous aurions aussi à affronter le froid, car les températures peuvent descendre jusqu’à -90 °C, comme en Antarctique. Enfin, si sur Terre nous sommes protégés des rayons cosmiques grâce à notre atmosphère et au champ magnétique terrestre, nous devrions nous en prémunir sur Mars et durant le trajet pour ne pas mourir d’un cancer ou d’un empoisonnement aux irradiations. En résumé, tu n’es pas près de planter ta tente sur la planète rouge.

Une fois ces détails réglés, il faudrait penser à nous nourrir. Produire notre propre alimentation sur Mars impliquerait d’avoir des sols cultivables, de l’eau pour arroser les cultures, et nous abreuver, une atmosphère et une protection aux rayons du soleil. Ce n’est pas demain non plus que tu dégusteras ton premier hamburger martien.

Heureusement, les ingénieurs et les scientifiques sont très créatifs pour tenter de régler ces différents problèmes. La NASA envisage des maisons «champignon». Le projet Mars Direct, de la Mars Society, envisage, lui, des habitations souterraines ou des bâtiments composés de briques de Terre martienne pour nous protéger des rayons cosmiques. Quant à l’eau, il faudra l’extraire des poches de glaces emprisonnées dans le sol martien.

  

BIG DATA

225 millions de km, c’est la distance moyenne qui sépare Mars de la Terre.

687 jours c’est une année martienne. Autrement dit, 1 année sur mars équivaut à 2 années terrestres.

208 jours, c’est le temps qu’il faudra à Perseverance pour atteindre la planète Mars. Quel long voyage.



3,7 m/s2, c’est la gravité sur Mars. Cela signifie qu’un homme de 100 kg sur Terre pèserait donc 38 kg sur Mars. Le plus cool, c’est que sur Mars, tu sautes 2,6 x plus haut que sur Terre.

2: c’est le nombre de satellites naturels de Mars. Ses lunes s’appellent Phobos et Deimos.

 
ACTU science: un voyage à suivre
…en live ! 

La NASA a créé une application gratuite qui te permet de suivre en temps réel le voyage de Perseverance dans l’espace. Cette application interactive, appelée Eyes on the Solar System, te permettra, tout comme les membres de la NASA, de connaitre la progression de Perseverance sur les millions de kilomètres qui lui reste à parcourir, mais aussi d’obtenir une foule d’informations sur les autres véhicules spatiaux en mission dans notre système solaire. Rendez-vous le 18 février pour observer en live l’arrivée du Rover sur Mars. La consultation du site nécessite un ordinateur performant et pour bénéficier de toutes les options de visualisation, il faut télécharger l’application.

https://eyes.nasa.gov/eyes-on-the-solar-system.html


  

Le selfie du jour

Vinciane Debaille est chercheuse en géologie de l’ULB et la seule femme belge à faire partie de la Mission Mars 2020.

«Si je suis vulcanologue aujourd’hui, c’est grâce à un documentaire consacré aux vulcanologues Katia et Maurice Krafft. Plus que l’école, c’est eux qui m’ont donné le goût des sciences. Cependant, étudier les sciences était évident pour moi et je me suis engouffrée dans des études de géologie. Ce qui me passionne, c’est de comprendre comment des poussières se sont agglomérées pour donner naissance aux planètes. 


J’ai commencé par étudier la Terre et puis, très tôt, j’ai eu la chance d’étudier des échantillons venus de Mars qui se sont perdus sur Terre grâce aux météorites. Avec la mission Mars 2020, je vais avoir la chance d’analyser des roches extraites à des endroits précis de la planète. Cette farine de roche promet d’être passionnante et qui sait si nous n’allons pas découvrir des traces de vies martiennes ? Mais je vais aussi avoir la chance prochainement de piloter le Rover. Je vais apprendre, grâce à la NASA, à le faire, pour ensuite piloter Curiosity depuis l’ULB.»

 
Pourquoi n’y a-t-il pas d’atmosphère sur Mars, comme sur Terre ?

Il y a des milliards d’années, la planète mars possédait aussi une atmosphère, autrement dit, une couche de gaz qui l’enveloppait. Où est-elle partie alors ? Ce sont les vents solaires qui l’ont balayé au loin. Ces vents solaires sont extrêmement puissants et se déplacent à une vitesse de 1,6 millions de km/h. ça décoiffe ! Sur Terre, nous avons la chance d’être protégés de ces vents par le champ magnétique terrestre. Ouf ! Mars aussi avait un champ magnétique, mais celui-ci a disparu quand la planète s’est refroidie il y a plusieurs milliards d’années. 

  

LE P’TIT DICO

Pourquoi Mars est-elle appelée la planète rouge ? 

Tout simplement parce que son sol est… rouge ! Cette couleur est même visible de la Terre sans télescope ! OK mais pourquoi le sol est-il rouge ? Parce qu’il est composé de rouille, plus précisément d’hématite, une roche rouge riche en ions ferriques. On l’appelle aussi pierre de sang. Tu en trouves beaucoup sur Terre. D’ailleurs, nos ancêtres préhistoriques l’employaient déjà pour leurs peintures rupestres. La présence de roches «rouillées» sur Mars prouve également qu’il y avait de l’eau, beaucoup d’eau même sur cette planète. Et de l’eau liquide puisque pour rouiller une surface, elle doit être liquide. Cependant, 87% de l’eau martienne s’est évaporée dans l’espace et l’eau se trouve désormais sous forme gelée sous la surface. 

La planète Mars, dite la planète rouge !

  
À QUOI SERVIRONT LES ENGINS ENVOYÉS SUR MARS ?

1) PERSEVERANCE

À l’heure où tu lis ce dossier, le Rover Perseverance est en transit vers la planète rouge. Il se déplace à une vitesse de 93 000 km/heure. Soit 1 000 fois plus vite qu’une voiture. Il se posera sur le sol martien le 18 février 2021. C’est tout bientôt. Cette astromobile pilotée depuis la Terre aura pour mission de récolter des échantillons du sol martien, d’étudier le climat et de rechercher des traces de vie anciennes.

Perseverance a la taille d’une voiture. Il possède 6 roues et pèse 1 tonne, le poids d’un hippopotame. Contrairement à nos voitures, qui nécessitent de l’essence ou du diesel comme source d’énergie, Perseverance est équipé de panneaux solaires et d’un moteur nucléaire. Celui-ci agira comme une source d’énergie de secours, car les nombreuses tempêtes de poussières sur Mars pourraient bloquer les rayons du soleil nécessaires au bon fonctionnement des panneaux solaires.

Le Rover est équipé de plusieurs caméras pour faciliter son téléguidage depuis la Terre. Mais ce n’est pas tout, l’astromobile est munie de bras robotisés qui lui permettront de prélever des morceaux de roches pour les mettre dans des tubes scellés. Ces tubes seront récoltés plus tard pour être expédiés sur Terre. Pour savoir si un rocher est plus intéressant qu’un autre, Perseverance est aussi doté d’outils scientifiques qui analyseront sur place les caractéristiques de certaines roches. Une petite station météo complète son équipement. 

Enfin, Perseverance tentera de dénicher des traces de vie ancienne. Pour les détecter, il utilisera PXL, une caméra montée sur un bras robotisé et capable de détecter des objets aussi petits qu’un grain de sable. Trouvera-t-il des bactéries fossilisées ? 

  

2) INGENUITY 

Perseverance aura pour compagnie un autre véhicule, un drone appelé Ingenuity (ingéniosité en français). Sa mission sera d’explorer les environs autour du Rover durant 30 jours. Ce sera l’occasion pour les chercheurs de démontrer qu’il est possible de faire voler un objet à la surface de Mars. En effet, l’atmosphère martienne est beaucoup moins dense que celle de la Terre. Dès lors, il n’y a pas assez de particules d’air pour «porter» le drone dans les airs. Pour y arriver, il doit être extrêmement léger et avoir des pales plus grandes qui tournent plus vite.

Pour assurer sa mission sur Mars dans des conditions aussi différentes de celles de la Terre, les chercheurs ont dû faire preuve de beaucoup d’ingéniosité pour élaborer un drone résistant au froid et capable de voler sur Mars. C’est pour cela qu’ils l’ont baptisé Ingenuity.

L’armada de véhicules tout terrain et autres robots envoyés sur la planète rouge a pour mission de récolter des échantillons. Cependant, Perseverance et Ingenuity ne sont pas équipés pour les analyser sur place. Ils devront revenir sur Terre pour être analysés dans les laboratoires internationaux. Pour les ramener, la NASA et l’ESA enverront le Sample Fetch Rover sur Mars en 2026, qui les chargera sur une mini fusée appelée le Mars Ascent Vehicle. Ce transporteur sera le premier à décoller de la planète Mars, et se positionnera en orbite autour de la planète rouge en 2029. Ce n’est qu’en 2030 que l’ESA enverra un autre véhicule spatial pour attraper en plein vol ce porteur d’échantillons de la taille d’un ballon de basket. Pour éviter toute contamination par des matériaux non stériles sur Terre, les échantillons seront confinés à l’intérieur du véhicule de retour jusqu’en 2031 !

Le rover Perseverance.

Le drone Ingenuity.

  

 

 

Ton p’tit LABO

Une expérience à faire avec Curiokids


Glossaire

ESA : European Space Agency ou l’Agence Spatiale Européenne est une organisation européenne créée il y a 45 ans et qui représente 22 pays. Elle a pour missions d’explorer l’espace, de développer de nouvelles technologies spatiales ou encore de sauvegarder l’environnement terrestre.

NASA : La NASA (National Aeronautics and Space Administration) est une agence américaine dédiée à la recherche spatiale, mais aussi des nouveaux avions ou véhicules volants.

Continent : Les étendues de terre limitées par un ou plusieurs océans.

Atmosphère : C’est la couche de gaz qui enveloppe une planète.

Érosion : C’est l’usure des matériaux par le vent, l’eau. Au fil du temps, les roches se transforment et se dégradent en plus petits éléments.

Planète : C’est un corps céleste incapable de produire de la lumière et qui se déplace sur une orbite autour d’une étoile. La Terre est une planète autour du Soleil, notre étoile.

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