Mars est l'une des planètes principales du système solaire après Mercure, Vénus et la Terre, dans l'ordre des distances croissantes au Soleil. Elle est nommée d’après le dieu romain de la guerre Mars. En raison de son apparence rougeâtre, Mars est aussi appelée la « Planète rouge ». son aspect rougeâtre est dû à l’oxyde de fer III (Fe₂O₃) (couramment nommé hématite) contenu dans les minéraux de sa surface.

Le relief de Mars est très accentué, on y trouve la plus haute montagne du système solaire (le volcan Olympus Mons) et le plus grand canyon (Valles Marineris).

Mars est entourée d’une mince atmosphère principalement constituée de dioxyde de carbone (CO₂) et a disposé également d'une hydrosphère active : de l’eau a coulé sur Mars.

L'orbite de Mars, très elliptique (excentricité : 0,093), permit à Kepler de découvrir les deux premières lois du mouvement de cet astre autour du Soleil. A l'aphélie (le point de l'orbite le plus éloigné du Soleil), la distance est de 249 millions de kilomètres.

Mars peut être observée à l’œil nu, c’est le quatrième objet le plus visible depuis la Terre avec une magnitude apparente maximale de -2,91 après le Soleil (-26,73), la Lune (-12.74) et Vénus (-4.6).

DE LONGUES SAISONS

La durée de l'année martienne est de 688 jours, c'est-à-dire qu'elle équivaut à un peu moins de deux fois celle de la Terre. Le globe de Mars, d'assez petites dimensions, a un diamètre de 6 750 kilomètres, soit un peu plus de la moitié de celui de la Terre, tandis que sa masse est environ le 1/10^e de celle de notre planète. De ce fait, Mars possède une densité de 3,96, plus faible que celle de la Terre (5,52). La gravité représente approximativement le tiers de la gravité terrestre et il semble improbable que Mars possède un noyau central métalique. La durée de rotation de Mars sur elle-même (24 h 37 min 22,7 s : jour sidéral martien) permet de déduire la durée du jour solaire sur Mars : 24 h 39 min 34 s. Son axe de rotation est incliné de 24° 46' 8" par rapport à la perpendicuaire au plan de l'orbite. Les saisons martiennes ont une durée double de celles de la Terre, et l'hémisphère sud est celui qui reçoit les plus grandes chaleurs en été (car la planète se trouve, à ce moment, au voisinage de son périhélie) et connaît les froids les plus vifs en hiver.

OBSERVATION DE MARS

Les différentes missions martiennes ont mis en place des satellites artificiels. Ils servent de relais pour les télécommunications et cartographient le sol martien. Cinq satellites artificiels orbitent actuellement autour de Mars dont trois en fonctionnement, c'est plus que toute autre planète (sauf la Terre) : Mariner 9, Mars Global Surveyor, 2001 Mars Odyssey, Mars Express et Mars Reconnaissance Orbiter.

Extraordinaire ! En mars 2008, en survolant les environs du pôle nord martien, la sonde Mars Reconnaissance Orbiter, vient de saisir une avalanche sur le vif. Les poussières soulevées au bas de la pente (stries parallèles) de 700 m de haut sont parfaitement visibles Sur l'image ci-contre. En photographiant cette zone, les chercheurs de la Nasa espéraient observer des changements printaniers dans la calotte de glace carbonique de Mars. Mais ils n'imaginaient pas découvrir une preuve d'érosion si spectaculaire !
D'un point de vue géologique, Mars est littéralement coupée en deux. Les hauts plateaux très cratérisés du sud contrastent avec les plaines plus lisses du nord. Un gigantesque bolide a-t-il creusé une partie de l'hémisphère nord de la planète ? En juin 2008, cette hypothèse vient tout juste d'être confortée grâce à des données topographiques récoltées par les sondes Mars Reconnaissance Orbiter et Mars Global Surveyor.

Qu'est-ce qui a bien pu dessiner ces étranges rayures sur la surface de la planète rouge ? Des avalanches de sable ! La sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a pris ce magnifique cliché, avec une résolution de 30 cm, dans la région d'Arabia Terra, parsemée de cratères. Sur leurs pentes, les glissements de terrain ont entraîné avec eux la couche de sable superficielle, mettant ainsi à jour le matériau noir sous-jacent. Les zébrures les plus sombres correspondent probablement aux avalanches les plus récentes ; et les plus claires, aux avalanches les plus âgées. Avec le temps, elles ont peu à peu été recouvertes d'une nouvelle couche de poussière martienne.

Deux études parues en 2008 confirment les observations effectuées en 2005 avec le spectromètre OMEGA de la sonde spatiale Mars Express. L'instrument avait observé des minéraux argileux datant d'environ 4 milliards d'années et n'ayant pu se former que dans des conditions humides. Ces résultats suggérant que la jeune planète Mars était baignée d'eau, viennent d'être vérifiés grâce au spectromètre embarqué dans la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). On compte désormais un millier de sites présentant une grande diversité de minéraux argileux. Apparemment, les quantités d'eau à la surface de la jeune planète Mars étaient encore plus importantes que ce que l'on pensait.

le 1^er août 2008, la NASA décide de prolonger la mission du robot martien Phoenix jusqu'au 30 septembre 2008. Selon les responsables, l'engin qui s'est posé sur Mars le 26 mai, à 68° de latitude nord, est en bon état. Surtout, avec la confirmation de la présence d'eau dans le sol gelé, ses résultats sont à la hauteur des espérances. Les scientifiques vont maintenant essayer d'y trouver des molécules organiques complexes, précurseurs de la vie...

En octobre 2008, à l'approche de l'hiver au pôle Nord martien, la sonde Phoenix de la Nasa a détecté des chutes de neige. Elle a sondé des nuages distants de 4 km avec un instrument laser, le Lidar, dont la lumière s'est reflétée sur des cristaux de glace dans l'atmosphère. Certains sont d'une taille suffisante pour tomber. Cette neige, détectée à distance, s'est vaporisée avant d'avoir atteint le sol de la planète rouge, mais d'autres observations doivent suivre dans les prochains mois pour déterminer si ces cristaux peuvent saupoudrer le sable ocre de cette région polaire.

En novembre 2008, Phoenix a cessé toute transmission avec la Terre. Depuis le 2 novembre, la Nasa n'a plus reçu de signal de sa sonde posée près du pôle Nord de Mars. L'arrivée de brumes dans le ciel martien ainsi que la diminution de l'ensoleillement dû à l'avancée de l'automne ne permettent plus aux panneaux solaires de l'engin de lui fournir l'énergie nécessaire à son fonctionnement. Sa mission est donc considérée comme terminée...

Ces nombreuses cannelures, longues de plusieurs kilomètres, dans la région martienne d'Euménides Dorsum ont été sculptées par le vent. La sonde européenne Mars Express les a photographiées en décembre 2007 avec une résolution de 13 m/pixel. Ce cliché, publié le 28 novembre 2008 par l’Agence spatiale européenne, couvre une région de 12000 km² dans ces montagnes situées au niveau de l'équateur et au sud-ouest d'Olympus Mons. En charriant du sable, les vents ont creusé les roches sédimentaires dans le sens nord-sud. Les roches volcaniques, plus résistantes, ont persisté et montrent une surface très lisse.

Les variations d'inclinaison de l'axe de rotation de la planète rouge ont rythmé son histoire climatique. Les scientifiques peuvent désormais l’affirmer, dans un article paru dans la revue Science du 5 décembre 2008, grâce à une série d’images obtenues par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
Sur ces clichés à très haute résolution (quelques dizaines de centimètres), les planétologues du Caltech (California Institute of Technology, États-Unis) ont étudié des strates régulières de dépôts sédimentaires à l’intérieur de quatre cratères de la région d’Arabia Terra, au nord de l'équateur. Celles-ci contiennent des informations climatiques sur des époques bien plus anciennes que les couches de glace déjà observées en bordure des calottes polaires.
Il apparaît que chaque strate sédimentaire a mis 100 000 ans à se former. Or, cette durée correspond au délai pour que l’axe de rotation de Mars revienne à sa position initiale après avoir varié. Dans ce mouvement, plus la planète est inclinée, plus les pôles reçoivent le rayonnement solaire, ce qui réchauffe le climat global. De plus, les couches sédimentaires forment des groupes de 10 relativement homogènes, ce qui trahit d’autres cycles plus ou moins prononcés sur un million d'années.

En décembre 2008, la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) a trouvé un indice fort de l'existence d'eau douce dans le passé de la planète rouge. Et qui dit eau douce, dit conditions propices à l’apparition de la vie... Les images infrarouges de MRO ont en effet permis de repérer des carbonates, notamment dans la région de Nili Fossae.
Cette découverte n’est pas tout à fait une première: des traces de ces précieux carbonates avaient déjà été détectées en faible quantité par la sonde Mars Global Surveyor, en 2003. Mais les données à haute résolution obtenues par MRO. constituent une avancée décisive.
À charge maintenant pour les chercheurs d’établir un scénario crédible expliquant pourquoi ces régions sont rares. Certains avancent l’hypothèse que l’eau a pu devenir acide à une certaine période, dissolvant ainsi la majorité des sédiments carbonatés déposés dans la prime jeunesse de Mars. Quoi qu’il en soit, la Nasa a trouvé là une cible de choix pour de futures missions d’exploration à la recherche des traces d’une vie fossile... toujours hypothétique.

Alors que Spirit et Opportunity battent des records de longévité sur la planète rouge, en janvier 2009, la Nasa vient de fixer la date de lancement du plus grand robot martien jamais conçu. Ce sera 2011. MSL, pour Mars Science Laboratory, est une voiture, un Rover alimenté par énergie nucléaire, capable de rouler 30 kilomètres, de survivre à une année martienne, et de transporter 70 kg d’expériences scientifiques. A bord, CHEMCAM, la caméra chimique développée par l’équipe de Sylvestre Maurice, sera capable de mesurer la composition d’une roche après l’avoir touchée lors d’un tir laser. A la clé, la question de l’habitabilité d’une planète.
Mars a-t-elle connu la vie et dans quelles conditions ?

Les dunes de sable qui entourent le pôle Nord martien changent continuellement d'aspect, modelées par le vent, le gel et le dégel au fil des saisons. Sur cette image prise en octobre 2008 par Mars Reconnaissance Orbiter, un matériau sombre s'est déposé dans chaque creux. Il s'agit sans doute d'un résidu provenant de la sublimation de la glace d'eau et de dioxyde de carbone ; lors d'une période de dégel, celle-ci passe directement de l'état solide à l'état gazeux dans l'atmosphère.

La sonde européenne Mars Express a photographié la région de Rupes Tenuis, en bordure de la calotte polaire Nord de Mars. Avec une résolution de 41 m par pixel, le résultat de l'interaction de la glace et de la poussière au fil des saisons est clairement visible sur cette image. La calotte polaire boréale de Mars est constituée de 3500 m d'épaisseur de glace d'eau. Chaque hiver, elle est recouverte d'une fine couche de dioxyde de carbone. Ces quelques centimètres à quelques décimètres de neige carbonique se vaporisent chaque printemps.

L’image est monochrome, partiellement surexposée et granuleuse, mais elle constitue un document : le premier aperçu du fond de l’un des mystérieux «cratères-puits» identifiés sur Mars depuis 2007. Ces étranges cavités circulaires, aux parois si abruptes que la lumière du Soleil ne parvient pas à en éclairer le fond, sont considérées comme de possibles accès à des «grottes» martiennes. Certains géologues pensent qu’il s’agirait de tubes de laves effondrés en certains endroits. De fait, ces trous d’environ 150 m de diamètre ont tous été repérés sur les flancs de volcans, comme Arsia Mons ou Olympus Mons.
Le 30 décembre 2008, la sonde Mars Reconnaissance Orbiter a pris cette photo à haute résolution (28 cm/pixel) d’un cratère-puits similaire, non loin du volcan Ceraunius Tholus, le long des failles tectoniques de Tractus Fossae. En tirant les contrastes au maximum, les astronomes sont parvenus à faire apparaître le fond du cratère, faiblement éclairé par des réflexions secondaires de la lumière solaire sur le haut de ses parois. Conclusion : ce trou béant d’environ 150 m de profondeur est bien une cavité dont le toit s’est effondré. Toutefois, il n’est pas forcément relié avec un tube de lave vide (qui constituerait une caverne), mais résulterait d’effondrements tectoniques.

Est-ce la fin du mystère du méthane martien ? Grâce à la sonde Mars Reconnaissance Orbiter, la doctorante américaine Bethany Ehlmann vient de découvrir de la serpentine dans la région de Nili Fossae. Ce minéral est connu pour créer du méthane lorsqu'il se forme. Il est donc une cause crédible de la présence de ce gaz dans l'atmosphère martienne. Du même coup, ceux qui lui supposaient une origine biologique (comme sur Terre) voient leur position affaiblie.
La présence de serpentine dans Nili Fossae est d'autant plus intéressante que des carbonates y ont aussi été détectés. Les carbonates, comme la serpentine, se forment en présence d'eau. Surtout, c'est vers Nili Fossae qu'ont été observées en janvier 2009 les plus importantes quantités de méthane martien jamais détectées...
Cependant, il reste "un problème de timing", comme le note Bethany Ehlmann. La serpentine découverte dans Nili Fossae aurait 3,8 milliards d'années, mais le méthane détecté en janvier est, lui, forcément récent ! D'où l'hypothèse de la doctorante : la fabrication de serpentine serait toujours à l'œuvre dans des fractures profondes de Mars, où eau et chaleur offriraient les conditions propices à sa synthèse.
Une nouvelle pièce à verser au débat de l'origine du méthane martien ? En 2011, la sonde américaine Mars Science Laboratory permettrait en tout cas de tester cette idée. Pour le moment, Nili Fossae ne figure pas parmi les sites d'atterrissage envisagés. Mais cette découverte pourrait changer la donne.

Cette étendue aride est le fond du cratère Antoniadi, dans les régions tropicales de Mars. Vue avec une résolution de l'ordre de 85 cm, cette zone révèle un aspect inattendu : d'étranges chenaux rocailleux apparaissent en relief. Ces structures géologiques témoigneraient d'écoulements d'eau en surface dans un passé très lointain. Ensuite, pendant des milliards d'années, l'érosion éolienne aurait sapé le sol environnant. Les chenaux, damés par l'eau, se seraient montrés plus résistants. C'est pour cette raison qu'ils apparaissent aujourd'hui en relief et non en creux.

Ce sont les astéroïdes qui ont anéanti le champ magnétique de Mars lorsqu'elle avait 500 millions d'années, affirme une étude publiée dans le Journal of Geophysical Research. Privée de ce bouclier magnétique, l'atmosphère martienne aurait ensuite été soufflée peu à peu par le vent solaire, ne laissant aucune chance à la planète rouge de développer des conditions propices à la vie.
En réalité, les astéroïdes étaient déjà suspectés d'avoir provoqué l'extinction du champ magnétique de Mars. Deux raisons à cela. D'une part, sa disparition soudaine correspond à l'époque du bombardement massif qu'a connu tout le système solaire, il y a 3,9 milliards d'années. D'autre part, sur Mars, seuls les plus vieux cratères d'impacts sont magnétisés. Mais il restait à valider le mécanisme imaginé pour expliquer l'extinction.
C'est ce que viennent de faire les planétologues américains Robert Lillis, Michael Manga et James Robert. D'après leurs simulations sur ordinateur, les plus gros impacts du bombardement massif ont apporté suffisamment d'énergie à Mars pour réchauffer nettement son manteau. Du coup, celui-ci n'aurait plus joué son rôle dans l'entretien de la convection du cœur liquide de la planète. Le fer liquéfié aurait cessé son mouvement en trois temps d'ascension, de refroidissement au contact du manteau, puis de plongeon vers le centre. Or, c'est précisément ce mouvement qui crée le champ magnétique par effet dynamo.
Comme en témoignent ses bassins d'impact, Mars a été frappée par au moins cinq très gros astéroïdes pendant le bombardement massif. "N'importe lequel de ces super-impacts a pu couper la dynamo martienne", précise James Robert.

	Le robot américain Opportunity vient-il, en juillet 2009, de découvrir une nouvelle météorite sur le sable de Meridiani Planum ? C'est la question que se posent les scientifiques du Jet Propulsion Laboratory (JPL), qui pilotent l'engin depuis la Californie. En faisant un détour sur la route qui le conduit vers un cratère nommé Endeavour, le robot a photographié le 28 juillet une roche de 60 cm de large qui semble très différente des autres. Baptisée informellement "Block Island", elle présente un aspect similaire à une météorite ferreuse identifiée en janvier 2005 par le même robot lors de l'abord du cratère Endurance. Pour sa part, Spirit, qui explore le cratère Gusev, dans l'hémisphère sud de Mars, a également déjà repéré deux météorites. Dans les prochains jours, Opportunity va s'approcher de cette roche singulière et l'étudier avec son spectromètre à rayons X afin de vérifier sa nature.
	Posée sur le sable martien, cette pierre au visage grêlé semblait attendre Opportunity. Trois semaines après avoir terminé l’analyse de Block Island, une météorite de 60 centimètres de long, composée de fer et de nickel, le rover martien vient tout juste de la découvrir. D’une taille légèrement inférieure (47 cm), elle présente un visage identique. Il s’agit donc très certainement d’une autre météorite ferreuse, située à 700 m de la première. Baptisée Shelter Island, c’est la cinquième météorite à avoir été découverte sur Mars, après celles de Spirit (surnommées « Alan Hills » et « Zhong Shan ») en 2005 et celles d’Opportunity (Heat Shield Rock et Block Island).
	Et de quatre ! Le robot martien Opportunity vient de découvrir, en juillet 2009, une nouvelle météorite dans la plaine Meridiani. Baptisée Mackinac, cette roche présente un aspect similaire aux trois autres pierres déjà connues, dont l'étude a révélé qu'elles étaient composées de fer et de nickel. Sa taille n'est pas encore déterminée précisément. Fin septembre 2009, l'engin américain était tombé sur Sheleter Island (voir plus haut), seulement quelques semaines après avoir découvert Block Island, à environ 2 km au sud du cratère Victoria. Sa toute première trouvaille, Heat Shield Rock, date de juillet 2005. Vu leur composition identique et leur proximité, ces quatre roches pourraient avoir atterri sur Mars lors de la même pluie de météorites. Une pluie qui aurait également arrosé l'Antarctique de pierres célestes. De ce fait, l'atmosphère de la planète rouge était plus dense par le passé. C'est la seule explication à la présence, dans la région de Meridiani Planis, de cette météorite ferreuse de 500 kg découverte par le robot martien Opportunity, fin juillet 2009. En effet, dans la fine atmosphère actuelle, cette roche de 60 cm de large aurait été désintégrée avant de toucher le sol. Si elle est intacte, c'est sans doute parce qu'elle a été freinée par une couche plus épaisse de gaz carbonique, le principal constituant de l'atmosphère de Mars.
	Sur Mars, des flots de lave ont déferlé à différentes époques sur Daedalia Planum, une plaine proche de l'équateur, révèle la sonde européenne Mars Express. Ces coulées proviennent d'Arsia Mons, un des importants volcans martiens (situé au-delà de l'image, vers le nord). Ce cliché en perspective (en fausses couleurs) a été réalisé à partir d'un modèle numérique de terrain, obtenu grâce à la caméra stéréo de la sonde. Il couvre environ 150 km sur 75 km. Les coulées les plus récentes (au centre) présentent le plus de relief. Les plus anciennes (à droite) sont plus lisses, car recouvertes de sédiments. Ces contrastes témoignent d'un volcanisme prolongé. Plusieurs dépressions, dont une profonde au centre de l'image, semblent barrer le flot. Il s'agit d'anciennes failles de la croûte dans lesquelles la lave s'est déversée, mais qui n'ont pas été complètement comblées.

Une image détaillée prise par la sonde Mars Reconnaissance Orbiter va-t-elle remettre en cause l’idée que les scientifiques se font du passé climatique de Mars ? Daté d’octobre 2007, mais rendu public le 30 octobre 2009, ce cliché à haute résolution montre des chenaux de 250 m de large, visiblement creusés par des écoulements d’eau, qui ont pour origine des éjectas issus du cratère Hale, situé à 170 km plus au sud-est.
L’hypothèse avancée par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) est que de grandes quantités de glace présentes dans le sous-sol martien ont été chauffées et liquéfiées par l’énergie de l’impact. Le cratère Hale est en effet un vaste cratère de 150 km de diamètre, causé par la chute d’un énorme bolide. Compte tenu de sa taille et du terrain sur lequel il se trouve, il est considéré comme assez ancien.
Mais si ce phénomène de libération d’eau a bien eu lieu pour cet impact, il a pu être nettement plus marqué pour des impacts plus anciens et plus importants encore. Par conséquent, une bonne partie des lits aujourd’hui asséchés observés sur Mars pourraient avoir une origine similaire.
De quoi remettre en question l’idée selon laquelle la planète rouge a connu jadis un long épisode au cours duquel elle possédait une atmosphère dense et chaude de nature à permettre l’existence de grandes étendues d’eau et de fleuves. Certains de ces prétendus fleuves ne seraient-ils pas le résultat d’impacts météoritiques gigantesques ? Cette image pose la question. Mais l’hypothèse, qui à ce jour n’a pas fait l’objet d’une publication scientifique, mérite encore d’être étayée. Affaire à suivre…

Photographiée par la caméra Hirise de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), la couronne de neige carbonique du pôle sud de Mars apparaît sur cette photo. Cette couronne, située sous la couche de glace d'eau, devient visible lorsque celle-ci se sublime, au printemps. D'un relief variable, elle peut atteindre plusieurs mètres d'épaisseur en certains endroits. L'observation au fil des saisons, sur plusieurs années, de cette neige carbonique devrait se révéler un excellent indicateur des conditions climatiques régnant sur la planète rouge, et notamment de leur changement éventuel.

Après une suite de redémarrages intempestifs de son ordinateur, entre janvier et août 2009, la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) avait été mise en veille afin d’effectuer une série de vérifications. « Le patient est désormais hors de danger », a déclaré le directeur du projet, Jim Erickson, le 8 décembre 2008, lors de la remise en service de MRO. Et de nouveau, la sonde nous fournit des vues du sol martien d’une résolution extraordinaire. Comme cette zone étrange du bassin Hellas, évoquant une gravure abstraite : selon les spécialistes, il s’agirait de traces d’écoulement d’un matériau visqueux, peut être de la glace.

Le rover martien Opportunity a découvert près du petit cratère Concepcion une étrange couche de matériau noir et grisâtre qui enduit le socle rocheux et qui s’infiltre dans ses interstices.
Aidé de son bras mécanique, Le robot a examiné un échantillon de roche nommé « Chocolate hill » (« colline de Chocolat »). Il est apparu que le rocher, excavé lors de la chute du bolide qui a creusé le cratère, était fait d’une superposition de couches de grès. Mais, fait surprenant, il est recouvert d'une couche, très denses, composées d'une accumulation de petites sphères bleues riches en fer, serrées les unes contres les autres.
Ces sphères, sont les fameuses « myrtilles » observées pour la première fois par Opportunity peu après son arrivée sur Mars en janvier 2004. Leur présence dans la couche dense, qui s'est insinuée dans les fractures de la roche, contredit l'hypothèse selon laquelle il s'agirait d'un matériau apporté de l'extérieur. Par contre, les astronomes étudient actuellement deux scénarii pour expliquer l’origine de cette couche.
D'un côté, il est possible que les myrtilles aient été prises dans du matériau fondu par la chaleur de l'impact météoritique. D'un autre côté, ces mêmes myrtilles ont pu s'accumuler sur la roche et dans ses interstices, bien avant l'impact, transportées par de l'eau qui stagnait en quantité dans la région.
Cette découverte pourrait permettre de mieux comprendre la chronologie de la géologie des terrains explorés par Opportunity car le cratère Concepcion est extrêmement jeune. Bien qu'il ne soit pas possible de le dater précisément, l'absence de toute érosion laisse penser qu'il n'a que quelques centaines à quelques milliers d'années.

Seize élèves de l'école Evergreen, en Californie, ont détecté un trou dans un tube de lave sur les flancs du volcan martien Pavonis Mons. Cette percée vers le sous-sol de la planète rouge mesure 160 à 190 m de long, pour 150 m de profondeur. Ces chercheurs en herbe de 12-13 ans ont fait cette découverte dans le cadre du programme « Mars Student Imaging », démarré en 2004. Pour savoir où se forment les tubes de lave, leur sujet d'étude, ils ont analysé 200 images de l'instrument Themis, de la sonde Mars Odyssey. Sur l'une d'elles (ci-contre), ils ont repéré un petit rond noir : un trou creusé par l'effondrement de la paroi d'un tube de lave souterrain. Les scientifiques détectent ces cavités, aussi appelées « cratères-puits », depuis 2007. Comme la température du sous-sol est constante, elles apparaissent plus froides que la surface durant la journée et plus chaudes la nuit. Espérant apercevoir le fond de la cavité, les élèves ont présenté une demande pour observer le nouveau cratère-puits à haute résolution (30 cm/pixel) avec la caméra Hirise, de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.

Les scientifiques ont baptisé ce cratère « Œil de bœuf » en raison de sa forme étrange. Il a été photographié sur la planète rouge le 9 juillet 2010 par la caméra haute résolution HiRISE de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA.
Situé dans les plaines d'Arcadia, au nord-ouest du volcan Olympus Mons, ce cratère de 670 m de diamètre est constitué de trois anneaux concentriques. La présence d'une terrasse entre le bord extérieur du cratère et la fosse centrale pourrait être due à la rencontre, lors de l'impact, de plusieurs couches, alternativement riches ou non en glaces, dans le sol martien.
Une sublimation de la glace souterraine pourrait, entre autres hypothèses, expliquer pourquoi la fosse est légèrement décalée par rapport au centre du cratère.
Autre possibilité : un petit impact de météorite, survenu après la formation du grand cratère, aurait creusé un cratère plus petit exactement au centre du premier...

Orcus Patera garde son mystère. Pour tenter de le percer, la sonde Mars Express de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) a observé au plus près cette curieuse dépression elliptique martienne.
Le terme patera désigne des cratères profonds ou de forme irrégulière. Situé près de l'équateur, dans l'hémisphère Est de la planète rouge, entre les volcans Elysium mons et Olympus mons, Orcus Patera s'étend approximativement sur 381 par 140 km. Ses rebords s'élèvent à 1 800 m au dessus des plaines environnantes et son fondement à 400/600 m au dessus du niveau du sol martien.
La formation de cette dépression est encore une énigme, mais l'explication la plus probable réside dans le fait qu'un corps de petite taille serait entré en collision avec Mars, formant un angle de peut-être moins de 5 degrés avec le sol, ce qui expliquerait la forme allongée du cratère.

En 1976, les sondes Viking ont peut-être découvert des matériaux organiques, briques élémentaires de la vie, à la surface de Mars, contrairement à ce que l'on croyait.
À l'époque, les sondes Viking 1 et 2 avaient chauffé des échantillons martiens à 500°C, dans des mini-fours, afin de les vaporiser. Sans détecter de matériaux organiques... excepté des molécules (chlorométhane et dichlorométhane) qui avaient été assimilées au détergent utilisé sur Terre pour nettoyer la sonde !
Pourtant, des matériaux organiques devaient exister sur Mars, notamment grâce à l'apport des météorites. Un élément chimique a-t-il perturbé les mesures des Viking, s'étaient demandé les scientifiques à l'époque.
En 2008, la sonde Phoenix détecte du perchlorate près du pôle Nord de Mars. Était-ce le fameux élément perturbateur ? Pour le savoir, une étude vient d'être menée, en 2010, dans le désert d'Atacama, au Chili - un terrain jugé analogue à la surface martienne.
Résultat : les mêmes molécules que celles des Viking apparaissent quand du perchlorate est mélangé aux échantillons chiliens contenant des matériaux organiques.
Mais, fait important, ce perchlorate détruit aussi toutes les autres molécules organiques présentes quand il est chauffé ! Pour l'équipe de Rafael Navarro-Gonzales (université de Mexico), ce serait donc à cause de lui que les scientifiques ont cru faire chou blanc, en 1976.
Pour savoir si des matériaux organiques sont bel et bien présents à la surface de Mars, il faudra attendre 2011 et le robot américain Curiosity. Son laboratoire de bord SAM est 1000 fois plus sensible que celui des sondes Viking. De plus, il utilise des méthodes chimiques, moins destructrices que le chauffage à haute température.
Par ailleurs, SAM possède un instrument capable de trier les molécules organiques et de déterminer quelles sont celles issues de la vie.
D'après l'équipe de Jean-Pierre Bibring, qui a reconstitué l'histoire de Mars, celle-ci a pu apparaître voici plus de 4 milliards d'année, quand la planète était entièrement couverte d'eau.

Les flancs de ce cône volcanique de Nili Patera abritent peut-être la trace d'un ancien environnement propice à la vie sur Mars. Grâce à la sonde MRO, une équipe américaine vient d'y découvrir des minéraux typiques des sources hydrothermales, sous forme de buttes brillantes d'une centaine de mètres de haut (flèches).
Sièges d'une chimie complexe entretenue par la chaleur de remontées de lave, les sources hydrothermales ont pu jouer un rôle dans l'apparition de la vie sur Terre.
Celles de Nili Patera datent probablement du dernier épisode de volcanisme majeur sur Mars, lui-même postérieur à l'époque où l'eau était omniprésente sur la planète rouge.

QUELQUES SITES REMARQUABLES AU TELESCOPE

La taille de Valles Marineris est démesurée : c'est le plus long canyon du Système solaire. Cette formation serpente le long de l'équateur sur 4500 km. Elle est large de 200 km pour 7000 m de profondeur ! Elle doit ses dimensions si gigantesques à son origine tectonique, et non à l'érosion. Il y a 3,5 milliards d'années, le bouclier de Tharsis s'est soulevé. Les contraintes exercées sur le terrain ont engendré cette immense fracture. Cette région bien contrastée est accessible avec des télescopes de 150 à 200 mm, quand le ciel est suffisamment stable.

Situé au bout de la bande sombre de Sinus Sabaeus, Sinus Meridiani se reconnaît à ses deux pointes sombres orientées vers le nord. L'astronome Camille Flammarion, à la fin des années 1870, a baptisé ainsi cette région car le méridien origine de Mars passe au beau milieu. Sur un plan scientifique, Sinus Meridiani retient l'attention des astronomes du fait de minéraux attestant de la présence d'eau dans le passé. C'est la raison pour laquelle la Nasa a choisi cette région comme site d'exploitation pour son robot martien Opportunity, à l'oeuvre depuis 2004.

Syrtis Major est bien visible. Elle est l'une des formations martiennes les plus identifiables. Elle contraste nettement avec le bassin clair d'Hellas, situé juste au sud. En effet, c'est la formation la plus sombre et la plus contrastée de la planète rouge et historiquement, la première découverte sur une autre planète, en 1659 par Christiaan Huygens. Large de 1000 km, elle est détectable avec des instruments de 60 à 100 mm d'ouverture. Il s'agit d'une structure volcanique, qui culmine à 6000 m. Sa couleur sombre est due aux roches basaltiques. Son aspect peut néanmoins changer au fil des saisons avec, par périodes, des dépôts de poussières apportés par le vent.

Lorsque le pôle nord de Mars est légèrement incliné vers nous, la calotte polaire est alors bien visible. La période de révolution de Mars (687 jours) est nettement plus longue que celle de la Terre. le tythme des saisons se déroule donc au ralenti. Au printemps boréal, nous assistons à la sublimation de la calotte polaire nord. Mais, comme dans le même temps Mars s'éloigne du Soleil, l'énergie perçue au sol diminue. Ainsi, on constate habituellement une pause dans la récession de la calotte au milieu du printemps martien.

Olympus Mons, large de 650 km pour une altitude de 27 km, est le plus grand volcan du Système solaire. Néanmoins, il reste peu contrasté et difficile à détecter en observation visuelle. En imagerie, il apparaît comme une zone légèrement plus claire. Souvent, l'apparition de nuages à son sommet est propice à son observation car ils sont bien plus visibles que le volcan lui-même. La formation de nuages dépend de la hauteur du Soleil sur Olympus Mons. Non loin de là, au sud-est, les trois sommets de Tharsis Montes peuvent aussi arborer des nuages.

DE CURIEUX SATELLITES

Les deux satellites de Mars, Phobos et Déimos, sont minuscules. Ils furent nommés d’après la mythologie grecque où Phobos (la peur) et Déimos (la terreur) sont les enfants d’Arès, le dieu de la guerre. Ils furent découverts en 1877 par l'américain Asaph Hall. Leurs orbites, quasi circulaires, sont situées dans le plan équatorial martien.