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Mars: attirantes oppositions

Images des oppositions périhéliques (V)

En temps normal, Mars présente un diamètre apparent de 10-15" mais qui peut se réduire à 3.5" seulement lors des conjonctions. Heureusement, en 2003 comme c'est le cas tous les deux ans, Mars était en opposition périhélique avec la Terre. La planète Rouge se trouvait dans la constellation du Verseau (à environ 23° seulement au-dessus de l'horizon sud à la latitude de 50° N) et présentait un disque appréciable dont le diamètre oscilla entre 21.5" et 25.1", le plus grand que l'on ai vu depuis un quart de siècle. Il restait tout de même moitié plus petit que celui de Jupiter (max 50.1"). On comprend que dans ces conditions exceptionnelles, les astronomes amateurs n'ont pas manqué cette opportunité pour photographier la planète Rouge en haute résolution. Les meilleures images prises à cette occasion sont présentée un peu plus bas.

Par un heureux hasard, les amateurs ont pu observer dans la calotte polaire Sud, très étendue et très brillante en 2003, une vaste échancrure au-dessus de Rimas Australis liée à la fonte des glaces, révélant le sous-sol rocailleux des montagnes de Mitchell. Ce détail était visible dans un instrument de 100 mm d'ouverture. On observa également des tempêtes de sable sur le disque et en bordure de la calotte polaire, lui donnant une forme irrégulière.

A gauche, aspect télescopique de Mars lors des oppositions comparé à sa taille lors de la conjonction dans différents instruments à grossissement moyen. A des fins photographiques et selon les conditions atmosphériques, on peut encore agrandir l'image deux ou trois fois. A droite, la rotation de Mars réalisée à partir des dessins et des photographies d'amateurs réalisés entre 2000 et 2002. La carte élaborée sous Photoshop a ensuite été corrigée pour simuler l'aspect de Mars durant l'opposition de 2003 dans un télescope d'au moins 250 mm de diamètre. Dans les deux représentations, l'image est inversée de haut en bas, le pôle Nord se trouvant en-dessous. Documents T.Lombry et Dan Toiani/ALPO.

A cette occasion, dans des instruments d'au moins 125 mm d'ouverture on pouvait apercevoir de très nombreux détails, ce qu'on appelle des formations d'albedo, dont le célèbre volcan d'Olympus Mons et deviner Valles Marineris dans la région de Tharsis (MC=120°). Dix heures plus tard on pouvait clairement observer la grande tache sombre de Syrtis Major (MC=280°) et si on pouvait encore attendre un peu plus de 4 heures (MC=350°) on pouvait observer la belle excroissance formée par Sinus Sabaeus et Sinus Meridiani. Tous ces détails apparaissent sur les photographies présentées ci-dessous.

Nomenclature et planisphère

Lors des oppositions, la surface de Mars est tellement détaillée à forts grossissements (plus de 1.5x le diamètre de l'objectif exprimé en millimètres) qu'il est utile de se munir d'un planisphère ou d'un logiciel de simulation pour identifier le méridien central et les différentes formations. Depuis l'invention du télescope, des centaines de cartes plus ou moins précises ont été élaborées et publiées dans d'innombrables publications.

La premières nomenclature de Mars fut inventée par William Dawes dont s'inspira Richard A.Proctor en 1867 dont la carte reprenait 45 noms, tous anglicisés. Elles seront suivies en 1867 par la carte de Camille Flammarion cette fois totalement francisée. Comme le rappelle la NASA, c'est également Proctor qui définit le méridien de référence pour la longitude de 0° pour déterminer la période de rotation de la planète. Il choisit une tache sombre qui était en fait double que Flammarion rebaptisa Sinus Meridiani. La "tache" de Proctor est aujourd'hui associée au cratère d'impact Airy-0 mesurant 500 m de diamètre.

A lire : Histoire des planisphères et des canaux de Mars

Localisation des principales formations visibles sur Mars adaptée du logiciel Mars Previewer. Le méridien central (MC) est indiqué en longitudes planétographiques (le système de coordonnées le plus utilisé). S'il est 0h sur l'image de gauche, il est H+10h au centre et H+14h sur l'image de droite. Documents T.Lombry.

Finalement, c'est Giovanni Schiaparelli qui contribua le plus sérieusement à la nomenclature de Mars et qui substitua notamment des dénominations latines à toutes les dénomations antérieures. Ces cartes historiques ont évidemment été revues et mises à jour grâce aux missions spatiales. Aujourd'hui, la seule nomenclature valide est celle approuvée par l'UAI qui est utilisée pour créer les cartes planétaires officielles éditées par l'USGS. Toutefois, lors de la dernière révision en 2006, certaines formations n'ont plus été validées, certaines ont été retirées de la liste ou été renommées. C'est une des raisons expliquant que certains observateurs ont conservé d'anciennes dénominations dans leur planisphère. L'exemple le plus connu est le volcan Nix Olympica qui fut renommé Olympus Mons en 1973.

Plusieurs planisphères sont proposés ci-dessous en projection cylindrique équidistante (les latitudes sont équidistantes) ou équivalentes (les latitudes polaires sont resserrées). Le National Geographic a également publié de très belles cartes topographiques de Mars en format poster en 1973 et 2001, cette dernière étant disponible en version laminée dans leur boutique en ligne. A l'heure de l'informatique, l'amateur peut avantageusement utiliser des logiciels spécialisés et gratuits tels ceux listés ci-dessous.

Logiciels à télécharger :  Solar System Imaging Simulator, Kyle Edwards - Stellarium

Mars Previewer II 2.01 (32 bits), Leandro Rio

Trois planisphères de Mars préparés par l'auteur dont celui de droite et ci-dessous sont inversés S-N afin de reproduire l'image télescopique. Les systèmes de coordonnées planétocentrique et planétographique sont représentés. 1° en projection planétocentrique représente 60.8 km au sol. Le planisphère ci-dessous en projection cylindrique équivalente (les latitudes polaires sont resserrées) indique l'extension des glaces. La résolution atteint 15 km par pixel. Documents T.Lombry basés sur la nomenclature de l'UAI/USGS.

Les photographies ci-dessous sont agrandies de 2 à 5 fois par rapport à l'original. La première série prouve qu'il est possible d'obtenir de bons résultats avec des télescopes de 115 à 150 mm d'ouverture dont le rapport focal a été porté entre f/30 et f/60.

Mais il n'y a pas de secret pour obtenir des images de qualité. Ainsi que nous l'avons expliqué dans les pages précédentes, contrairement à l'observation visuelle où le cerveau compense les imperfections de l'image, pour obtenir des photographies en haute résolution au moyen d'un appareil numérique (webcam, CCD, APN, vidéo), il est indispensable d'augmenter le rapport signal/bruit (S/N) en empilant plusieurs images individuelles (jusqu'à un bon millier d'images), si possible LRGB, surtout si le télescope est de petite ouverture. Mais attention, sur les montures altazimutales on observe une lente rotation du champ (~1.3° en 5 minutes) qui impose soit d'utiliser un logiciel rectificateur ou un dérotateur soit idéalement de placer la monture en mode équatorial.

Si vous appliquez ces méthodes, vous atteindrez une résolution photographique inférieure à 0.6" - moins de 170 km au sol - avec un télescope de 125 mm d'ouverture, soit la résolution visuelle d'un 200 mm !

Instruments de 115 à 200 mm d'ouverture

Auteur: Philip Stevens

Optique: Newton de 115/900 mm

Accessoire: Barlow 1.5x (f/12)

Exposition: Empilement de 80 images, agrandissement 2x

Webcam: Quickcam Pro 4000

Diamètre de Mars: 24.83", Phase 0.993

Coordonnées M.C. : 195°, Déclin.Terre : -19°

Date: 19 août 2003 vers 10h TU

Lieu: USA

Région de Mare Sirenum avec en haut de l'image la grande zone claire de Trivium Charontis, Amazonis et Mesogaea.

Auteur: Jacques-André Regnier

Optique: Celestron NexStar 5i de 125 mm f/10

Accessoire: Powermate 5x de Tele Vue (f/58), filtre IR-bloquant Sirius Optics NIR1

Exposition: Empilement de 2235 images RRGB, images réduites de 50 %

Webcam: Philips Vesta Pro

Diamètre de Mars: 25.02", Phase 0.997

Coordonnées M.C. : 30°, Déclin.Terre : -19°

Traitement d'image: RGB sous Iris et Photoshop

Date: 23 août 2003, 0h29h TU

Lieu: France

On reconnaît Sinus Meridiani à droite, la région de Chryse Planitia au-dessus des six traits sombres et à leur gauche l'extension sombre de Valles Marineris  La lueur visible sur le limbe Est (à gauche) est provoquée par les brumes matinales qui s'élèvent dans l'atmosphère ténue de Mars. La résolution est voisine de 150 km (0.55") !

Auteur: Jefferson Teng

Optique: Lunette ortho-apochromatique Takahashi TOA-130 de 130 mm f/7.7

Accesoire: porte-oculaire de 50 mm

Exposition: instantané extrait d'une séquence vidéo (cf. page 3)

Webcam: Philips ToUcam

Diamètre de Mars: 24.12", Phase 0.983

Coordonnées M.C. : 243°, Déclin.Terre : -19°

Date: 12 août 2003 vers 9h TU

Lieu: USA

Image centrée sur la région de Mare Tyrrhenum. La tache sombre de Syrtis Major apparaît en haut à gauche.

Auteur: Sandros Nardella

Optique: Intes Micro Maksutov-Newton MN76 de 150/900 mm

Accessoire: Powermate 5x de Tele Vue (f/34), filtre IR-bloquant Baader

Exposition: Empilement de 1600 images RRGB

Webcam: Philips Vesta Pro

Traitement d'image: Iris, Photoshop, Asymetric 3d FX

Diamètre de Mars: 21.47", Phase 0.949

Coordonnées M.C. : 285°, Déclin.Terre : -20°

Date: 27 juillet 2003, 2h20 TU

Lieu: Italie

L'image est centrée sur les régions de Syrtis Major (au-dessus du centre) et de Mare Tyrrhenum (à droite).

Auteur: Marc Patry

Optique: Celestron C8 de 200 mm f/10

Accessoire: Barlow 2x

Exposition: Empilement de 50 images couleur

Webcam: Philips Vesta Pro

Diamètre de Mars: 25.07", Phase 0.997

Coordonnées M.C. : 195°, Déclin.Terre : -19°

Date: 23 août 2003 vers 23h30 TU

Lieu: France

Région de Sinus Sabaeus avec Sinus Meridiani dans son prolongement (la double pointe). Turbulence moyenne.

Auteur: Thomas Williamson du NMMNH

Optique: Celestron C8 de 200 mm f/10

Exposition: Empilement de 300 images couleur

Webcam: Philips ToUcam Pro

Diamètre de Mars: 22.44", Phase 0.961

Coordonnées M.C. : 356°, Déclin.Terre : -20°

Date: 1 août 2003 vers 10h TU

Lieu: USA

Régions de Sinus Meridiani avec Sinus Sabaeus et Arabia Terra dans son prolongement. Noter l'échancrure dans la calotte polaire Sud révélant le sous-sol rocailleux.

Auteur: Bill Patterson

Optique: Celestron C8 de 200 mm f/10

Accessoire: Barlow 2x (f/20)

Exposition: Empilement de 30 images RGB

CCD: SBIG ST-10

Diamètre de Mars: 21.72", Phase 0.952

Coordonnées M.C. : 33°, Déclin.Terre : -20°

Date: 28 juillet 2003 vers 10h TU

Lieu: USA

Image centrée sur la grande tache sombre de Mare Erythraeum. On distingue également la double pointe de Sinus Meridiani.

Après beaucoup d'hésitations j'ai choisi de vous présenter ces images conformément à la position réelle de Mars dans ciel, c'est-à-dire avec le pôle Sud en bas et l'Est à gauche contrairement à ce qu'on observe au télescope (Sud en haut et inversion gauche-droite). Sur les meilleures images prises dans des conditions favorables (faible turbulence) avec des instruments de 300 ou 400 mm d'ouverture et traitées sur ordinateur, on peut distinguer des détails inférieurs à 30 km (~0.2") !

Télescopes de 235 à 250 mm d'ouverture

Auteur: Sean Walker de Sky & Telescope 

Optique: Celestron C9.25 de 235 mm f/10

Accessoire: Barlow 5x (f/50)

Exposition: Empilement de 900 images couleur

Webcam: Philips ToUcam Pro

Diamètre de Mars: 24.55", Phase 0.989

Coordonnées M.C. : 149°, Déclin.Terre : -19°

Date: 16 août 2003 vers 5h TU

Lieu: USA

Image centrée sur la région de Mare Sirenum. Noter les brumes matinales près du pôle Nord et le point clair d'Olympus Mons au-dessus à droite du centre. Tharsis (où se trouve la célèbre Valles Marineris) et Solis Lacus apparaissent un peu plus bas.

Auteur: Roland Christen d'Astro-Physics

Optique: Maksutov-Cassegrain Astro-Physics de 250 mm f/14.6

Accessoire: Barlow Astro-Physics 2x (f/33.5)

Exposition: Empilement de 40 images RGB de 0.11 sec chacune

CCD: SBIG ST-10E avec roue à filtres

Traitement d'image : MaximDL

Diamètre de Mars: 25.13", Phase 0.998

Coordonnées M.C. : 51.3°, Déclin.Terre : -19°

Date: 27 août 2003, 5h TU

Lieu: USA

Région de Mare Erythraeum et Solis lacus (dit l'oeil de Mars).

Auteur: Sauro Donati, Emiliano Mazzoni, Piero Romani

Optique: Schmidt-Cassegrain de 250 mm f/10

Accessoire: Barlow 2x (f/20)

Exposition: Empilement de 12 images couleur

Webcam: Philips ToUcam Pro

Traitement d'image: Photoshop

Diamètre de Mars: 24.93", Phase 0.995

Coordonnées M.C. : 16°, Déclin.Terre : -19°

Date: 20 août 2003 vers 23h TU

Lieu: Italie

La tache sombre de Mare Erythraeum est pratiquement au centre de l'image près la double pointe de Sinus Meridiani à sa droite

Auteur: Tan Wei Leong (TASOS)

Optique: Takahashi Mewlon 250 (250 mm f/12 Dall Kirkham) sur monture William Optics GT-1

Accessoire: Barlow (f/53), filtre IR bloquant Baader (bande passante 400-700 nm)

Exposition: Empilement RRGB

Webcam: Philips ToUcam Pro

Diamètre de Mars: 24.91", Phase 0.994

Coordonnées M.C. : 289°, Déclin.Terre : -19°

Date: 20 août 2003 vers 17h TU

Lieu: Singapour

On reconnaît Syrtis Major et les bassins de Zen Lacus et d'Hellas.

Télescopes supérieurs à 270 mm d'ouverture

Auteur: Damian Peach

Optique: S-C-Celestron C14HD, 355 mm f/10 + extension

CCD: ASI 120MM + RGB

Exposition: Empilement RGB

Traitement d'imager : Oui

Diamètre de Mars: 18.34" à 0.51 UA

Lieu: Barbades, Iles Vierges

Date: 9 juin 2016, 1h 39m 30s TU

Régions de Syrtis Major et Sinus Sabaeus.

A comparer avec l'image prise par Hubble.

Auteur: John Earl

Optique: Celestron C11 de 280 mm à f/35

Accessoire: Barlow 2x + tube d'extension

CCD: Image Source DBK21 618 (couleur)

Diamètre de Mars: 18.37" à 0.509 UA

Exposition: Empilement de 400 images sur 7000 à 60 fps, gamma 100, gain 75%

Lieu: Bundaberg, Queensland, Australie

Date: 22 may 2016 (jour de l'opposition)

Régions de Sinus Sabaeus, Arabia Terra et Sinus Meridiani.

A comparer avec l'image prise par Hubble.

Auteur: Alan Chen

Optique: Meade LX 200 12" de 305 mm f/10 fixé sur une monture Losmandy Titan

Accessoire: 2 Barlow 2x imbriquées (f/45)

Exposition: Empilement de 57 images de 0.09 sec

CCD: Starlight Express SXV-H9C

Traitement d'image : Astroart

Diamètre de Mars: 25.08", Phase 0.997

Coordonnées M.C. : 82.7°, Déclin.Terre : -19°

Date: 24 août 2003, 4h10 TU

Lieu: USA

Région de Solis Lacus. Mais il y avait trop de turbulence.

Auteur: Thierry Legault

Optique: Meade LX200 12" de 305 mm f/10 sur monture allemande Takahashi NJP-160

Accessoire: Barlow

Exposition: Empilement de 125 images de luminance R et quelques dizaines de RGB

CCD: Caméra vidéo Neptune-100 avec filtres RGB

Diamètre de Mars: 24.87", Phase 0.994

Coordonnées M.C. : 50°, Déclin.Terre : -19°

Date: 20 août 2003, 0h42 TU

Lieu: France

C'est la même région que ci-dessus, Mare Erythraeum et Solis lacus (dit l'oeil de Mars), mais cette fois sous de bonnes conditions (bonne transparence et turbulence faible).

Auteur: Alan Chen

Optique: Meade LX 200 12" de 305 m f/10 fixé sur une monture Losmandy Titan

Accessoire: 2 Barlow 2x imbriquées (f/44)

Exposition: Empilement de 57 images de 0.09 sec

CCD: Starlight Express SXV-H9C

Traitement d'image : Astroart

Diamètre de Mars: 24.74", Phase 0.992

Coordonnées M.C. : 146°, Déclin.Terre : -19°

Date: 18 août 2003, 6h10 TU

Lieu: USA

Région de Mare Sirenum avec au nord de l'équateur (quadrant supérieur droit) la grande zone claire d'Amazonis, Mesogaea et Tharsis. On distingue la tache claire de la caldera du volcan Olympus Mons (~700 km) juste à droite du centre et la tache circulaire sombre de Solis Lacus (dit l'oeil de Mars) en bas de l'image. 

Auteur: Thierry Legault

Optique: Meade LX200 12" de 305 mm f/10 sur monture allemande Takahashi NJP-160

Accessoire: Barlow

Exposition: Empilement RRGB avec 1000 images de luminance

CCD: Neptune-100 avec filtres RGB

Diamètre de Mars: 22.39", Phase 0.961

Coordonnées M.C. : 256°, Déclin.Terre : -20°

Date: 1 août 2003, 3h17 TU

Lieu: France

Régions de Syrtis Major (quadrant supérieur gauche) et de Mare Tyrrhenum (à droite). On reconnaît également le plateau de Tharsis Montes et ses 4 volcans. Noter l'échancrure dans la calotte polaire Sud. La petite tache noire isolée en haut de l'image est Nodus Alcyonius.

Auteur: Ed Grafton

Optique: Celestron C14 de 355 mm f/10 porté à f/39

Exposition: Empilement LRGB

CCD: SBIG ST-5 avec filtres RGB

Diamètre de Mars: 22.52", Phase 0.959

Coordonnées M.C. : 337°, Déclin.Terre : -20°

Date: 31 juillet 2003, 8h44 TU

Lieu: Texas, USA

Les irrégularités autour de la calotte polaire Sud sont provoquées par une tempête de sable.

Auteur Tom Davis

Optique: Télescope de Newton de 400 mm f/4.5

Accessoire: Powermate 5x de Tele Vue (f/22.5)

Exposition: Empilement de 600 images RGB

Webcam: Philips TuOcam

Traitement d'image : MaximDL

Diamètre de Mars: 24.76", Phase 0.995

Coordonnées M.C. : 310°, Déclin.Terre : -19°

Date: 5 septembre 2003, 7h TU

Lieu: USA

Région de Syrtis Major et des bassins de Zen Lacus et d'Hellas (zone claire près du pôle Sud).

L'opposition de 2001

L'année 2001 nous gratifia également d'une belle opposition durant laquelle Mars nous présenta un disque de 20.5" dans le courant du mois de juin mais avec une calotte polaire à peine visible depuis la Terre. A cette occasion quelques amateurs n'ont pas hésité à saisir quelques instantanés de la planète Rouge. Je vous propose en particulier les images prises par notre ami Tan Wei Leong de Singapour en couleurs RGB. D'autres documents ont été publiés au bas de la page précédente.

Ci-dessus, trois images RGB prises par Tan Wei Leong (TASOS) depuis la banlieue de Singapour le 20 mai 2001 au foyer d'un Celestron C11 muni d'une caméra CCD SBIG ST7E alors que Mars présentait un disque de 17.44". A comparer avec l'image réalisée le 20 août 2003 présentée ci-dessus. Ci-dessous, quatre autres images RGB que vous pouvez agrandir prises le 28 juin 2001. Le diamètre de Mars était de 20.67". Le méridien central MC~280°.

L'opposition de 1999

Début janvier 1999, Mars présentait une phase assez marquée qui atteignait 90 %. Elle diminua progressivement jusqu'à disparaître au moment de l'opposition, début mai. L'année 1999 ne fut pas exceptionnelle car Mars présenta un diamètre qui ne dépassa guère 16.2" au mois de mai pour rapidement redescendre sous les 14" un mois plus tard. Dans les meilleures conditions, elle était donc trois fois plus petite que Jupiter !

Malgré tout, certains amateurs comme Antonio Cidadão équipé d'un télescope Schmidt-Cassegrain de 250 mm mais assez lumineux a pu réaliser quelques très belles images en couleurs RGB, la trichromie préservant la couleur des nuages de sables et du bassin d'Hellas par exemple ainsi que les brumes d'altitude en lisière du limbe qui auraient été estompées en quadricouleur LRGB ou IR-RGB.

L'opposition de Mars de 1999 photographiée par Antonio Cidadão avec un télescope Meade LX200 de 250 mm d'ouverture muni d'une caméra CCD SBIG. Il s'agit d'empilements RGB.

Pour plus d'informations

Sur ce site

Les filtres colorés en astronomie

La restitution des couleurs sur ordinateur

La vision des couleurs

L'imagerie couleur de la planète Mars, SAP

The Color Orange: Our mysterious neighbor in space, Brian Tung

Multimission Image Processing Laboratory, NASA/JPL

Some paradoxes, errors, and resolutions about human vision, D.Lynch et al. (PDF de 127 KB)

Logiciels et éphémérides

Ephemeris Generator, JPL

Solar System Imaging Simulator, Kyle Edwards

Stellarium

Nomenclature USGS

Nomenclature Nirgal

Mars Previewer II (apps 32 bits) ou via Sky & Telescope

REGISTAX (logiciel de traitement d'image)

ASTROSTACK (logiciel de traitement d'image)

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