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22 septembre 1976 – La sonde américaine Viking confirme que la planète Mars possède une calotte glaciaire

ImageMissions d’exploration planétaire – 3 septembre 1976 : Viking 2 atterrit sur MarsImageEn 1976, quand le double sonde Viking se rendit à Mars, une partie de chaque sonde se mit en orbite autour de la planète et l’autre se posa au sol. Les modules en orbite ont découvert des volcans géants, beaucoup plus gros que les volcans terrestres. Ils découvrirent aussi de vastes régions criblées de cratères et un canyon aussi long que l’étendue des États-Unis.  Les modules au sol ont photographié des blocs rocheux de tailles très variées. Le ciel martien a une teinte rosée à cause de la poussière en suspension dans l’atmosphère. La sonde Viking est restée active pendant plusieurs années et a envoyé des données sur les vents, les conditions météorologiques et leurs variations saisonnières. L’atmosphère de Mars est très ténue ; au sol, la pression atmosphérique correspond à 1 % de celle de la surface de la Terre.Image3 septembre 1976 : Viking 2 atterrit sur Mars

1976 : Viking 2, la deuxième mission vers Mars, se pose sur la planète et commence à transmettre des images et des analyses de sol.  La mission Viking s’est rendue sur Mars pour rechercher des signes de vie, étudier le sol et l’atmosphère et prendre des photos. Il y a eu deux lancements d’orbiteurs et d’atterrisseurs jumelés, à bord de fusées Titan-Centaur. Chaque orbiteur a pris des photos des sites d’atterrissage candidats avant le début de la séquence d’atterrissage finale.  Les atterrisseurs Viking sont arrivés sur Mars à six semaines d’intervalle en 1976.ImageL’atterrissage de Viking 2 a été plus spectaculaire que ce que la NASA aurait pu espérer : lorsque l’atterrisseur s’est séparé et a commencé à descendre, le système de stabilisation de l’orbiteur s’est déréglé et s’est éteint pendant près d’une heure. L’engin a roulé de manière à ce que son antenne principale ne pointe plus vers la Terre.  L’atterrissage a eu lieu 31 secondes plus tard que prévu, mais le bref problème de communication n’a eu aucun effet indésirable. Viking 2 a atterri à 18 h 38 HAE sur Utopia Planitia, le plus grand cratère d’impact sur Mars. Le site a été choisi en partie parce que les images satellites suggéraient la présence de plus d’humidité là-bas qu’au site d’atterrissage de Viking 1.Mars - Spacecraft exploration | BritannicaLes atterrisseurs Viking mesuraient environ 10 pieds de large et 7 pieds de haut, pesant environ 1 270 livres sans carburant. En plus du corps de l’atterrisseur, qui était la plate-forme d’expériences scientifiques, l’atterrisseur se composait d’un bioshield, d’un aeroshell, d’un système de couverture de base et de parachute, et de sous-systèmes d’atterrisseur pour les communications, les sous-systèmes d’alimentation, les moteurs de descente, etc.

Les moteurs de descente ont été conçus pour disperser les gaz d’échappement aussi largement que possible, pour perturber le moins possible le site d’atterrissage. Dans le cas de Viking 2, cependant, une erreur de calcul radar a provoqué un bref déclenchement des moteurs juste avant l’atterrissage, ce qui a fissuré la surface.The Viking Program: The History and Legacy of NASA's First Missions to Mars: Charles River Editors: 9781077061316: Amazon.com: BooksSelon la NASA, l’ordinateur de bord « avait des instructions stockées dans sa mémoire qui pouvaient contrôler les 22 premiers jours de l’atterrisseur sur Mars sans aucun contact avec la Terre ». Cela a été accompli avec « deux canaux informatiques à usage général avec des mémoires à fil plaqué, chacun avec une capacité de stockage de 18 000 mots. Un canal serait opérationnel, tandis que l’autre était en réserve. »Life on Mars: Study claims NASA pictures show alien mushrooms and fungi growing on Mars | Weird | News | Express.co.ukViking 2 a effectué toute une série d’expériences : propriétés physiques du sol, structure atmosphérique, biologie, chromatographie en phase gazeuse et spectroscopie de masse, météorologie, sismologie, radio science (localisation de l’atterrisseur et également informations sur le mouvement de Mars), spectroscopie de masse des neutrons, Spectroscopie de fluorescence X et propriétés ionosphériques. La mission Viking a pu cartographier la quasi-totalité de la surface de Mars et comprendre les changements saisonniers de la planète avec une nouvelle précision.How the Search for Little Green Men—or Any Life on Mars—Got Smarter - HISTORYAlors que les premières analyses de sol de Viking 1 semblaient indiquer de nouveaux processus chimiques ou de nouvelles formes de vie, ces résultats n’ont finalement pas été confirmés. De plus, aucun des atterrisseurs Viking n’a trouvé de quantités importantes d’eau ou de glace. Cependant, cela ne diminue en rien l’héritage scientifique de la mission Viking. Une comptabilité détaillée et précise du sol martien, une argile riche en fer, a été réalisée, ainsi que des informations importantes sur le vent et le climat martien.Mars Express - Satellite Missions - eoPortal DirectoryLa présence d’azote dans l’atmosphère a également été documentée. Le sismomètre de Viking 2 a peut-être même enregistré un tremblement de terre sur Mars, et les deux atterrisseurs ont observé des tempêtes de poussière – locales et mondiales. Pour la plupart des gens, l’héritage des atterrisseurs vikings est dans ses images – les premières photos de surface d’une autre planète. Par exemple, voici la première image couleur d’Utopia Planitia.

Le vaisseau spatial Viking a été évalué pour 90 jours de performance, mais les deux ont largement dépassé cette attente. L’orbiteur de Viking 2 a eu une fuite et a ensuite été arrêté le 25 juillet 1978, après plus de 700 orbites. Les batteries de l’atterrisseur sont mortes le 11 avril 1980. (L’atterrisseur de Viking 1 a fonctionné jusqu’au 13 novembre 1982.)

L’atterrisseur Viking 2 est toujours visible à la surface de Mars – un souvenir d’un programme qui, selon la NASA, a coûté environ 1 milliard de dollars. Il y a eu des déceptions, bien sûr. Les images de Viking 1 avaient donné aux apophéniacs du monde entier des raisons de croire que des vestiges d’une civilisation martienne perdue pourraient être retrouvés, mais pas de chance. Des analyses récentes des impacts de cratère ont montré que si Viking 2 avait creusé sa tranchée à seulement 3 ou 4 pouces de profondeur, il aurait découvert des dépôts de glace, confirmant l’existence de grandes quantités d’eau sur la planète des décennies plus tôt que ce ne serait finalement le cas. Certains scientifiques vikings, comme Patricia Straat, ont observé que la découverte de la glace aurait bien pu valider des résultats de test compatibles avec la présence de vie, bien que le poids des preuves ait montré un sol stérile.

Viking 2 occupe une place particulière dans le cœur des fans de Star Trek : The Next Generation, car son site d’atterrissage est commémoré dans la série sous le nom d’ Utopia Planitia Fleet Yards, un important chantier de construction de la Fédération. Il y a aussi une colonie sur le site de débarquement.

Missions d’exploration planétaire – Viking 1 et 2

En 1975, deux grands orbiteurs/atterrisseurs de la NASA, Viking 1 et 2, ont été lancés par de puissants Titan-Centaures. Arrivés en juin et juillet 1976, ils sont entrés en orbite et ont commencé à rechercher des sites d’atterrissage. L’atterrisseur Viking 1 s’est posé à Chryse Planitia le 20 juillet et l’atterrisseur Viking 2 est descendu à Utopia Planitia le 3 septembre de l’autre côté de Mars. Alors que les orbiteurs ont commencé à imager la planète entière et à faire des observations de télédétection spectrométrique, pendant la descente, les atterrisseurs ont mesuré la composition atmosphérique. Ensuite, les atterrisseurs ont commencé à faire fonctionner une suite d’instruments pour imager leur environnement et déterminer les propriétés météorologiques, géologiques et biologiques. Au début, une activité microbienne a été suspectée, mais finalement la plupart des scientifiques ont conclu qu’aucune vie n’existait ou ne pouvait exister dans les échantillons de sol. Le site d’atterrissage de Viking 1 a été renommé Thomas A. Mutch Memorial Station.

Physique et Chimie du Système Solaire

Données géophysiques sur Mars

Deux sismomètres se sont posés à la surface de Mars, tous deux lors du programme Viking dans les années 1970. Le sismomètre de l’atterrisseur Viking 1 ne s’est pas déployé correctement en raison de la défaillance des dispositifs de retenue, qui le protégeaient des vibrations lors du lancement, du vol vers Mars et de l’atterrissage, pour rétracter et « dégager » le mécanisme du sismomètre. En conséquence, aucune donnée utile n’a pu être obtenue à partir de cet instrument. L’instrument Viking 2 a été libéré de sa cage avec succès et a fonctionné pendant plusieurs années à la surface de Mars. Sur les deux atterrisseurs Viking, le sismomètre était monté bien au-dessus du sol sur le corps de l’atterrisseur. Pour cette raison, l’instrument était extrêmement vulnérable aux secousses du vent. Les données sismiques ne pouvaient être collectées que la nuit ou pendant des conditions diurnes exceptionnellement calmes. Plusieurs perturbations potentiellement attribuables à l’activité sismique se sont toutes avérées corrélées avec les rafales de vent mesurées par le package météorologique. Un seul autre événement pouvant être attribué à l’activité sismique martienne a été observé, et cet événement s’est produit à un moment où la vitesse du vent n’était pas surveillée. L’interprétation des données de cet événement ne peut pas être utilisée avec confiance pour déduire quoi que ce soit sur l’intérieur de Mars. La conclusion la plus ferme est peut-être négative : l’activité sismique de Mars est inférieure à celle de la Terre. Ce n’est guère une conclusion surprenante qui, au point de stagnation de la magnétosphère martienne putative (à laquelle il y a une incidence normale de laflux d’impulsion du vent solaire), est d’environ 2,5 × 10 **−9 dyn cm **−2. Le champ magnétique nécessaire pour se tenir à l’écart du vent solaire est alors de 2,5 × 10 **−4 G, soit 25 γ. Cependant, le choc en arc est assez proche du sommet de l’ionosphère de Mars (à une hauteur de 5000 km), ce qui implique que la magnétopause se situe dans une région dans laquelle une pression importante d’électrons et d’ions positifs peut être présente. De plus, l’ionosphère est un conducteur électrique, de sorte que le champ magnétique intégré dans le vent solaire peut induire des courants dans l’ionosphère, qui à leur tour génèrent des champs magnétiques. Ainsi, 25 γ est en fait une limite supérieure de l’intensité du champ magnétique due au champ intrinsèque de Mars. Après correction pour l’ionosphèrepression de gaz, une intensité de champ de 5 à 15 γ semble raisonnable. L’intégrale volumique du champ magnétique de la planète serait alors comprise entre 2 × 10 21 et 6 × 10 21 G cm **3, soit entre 2,5 × 10 **−5 et 7,5 × 10 **−5 celle de la Terre. Une estimation raisonnable de la hauteur de la magnétopause n’est alors que de 400 km. Dans quelle mesure ce champ est dû aux courants électriques ionosphériques reste indécis. Si le champ est bien d’origine planétaire, alors le champ de surface est d’ordre 20 γ.

Les magnétomètres du vaisseau spatial Mars Global Surveyor (MGS) ont trouvé une signature magnétique complexe depuis son point de vue sur l’orbite basse de Mars. MGS n’a trouvé aucune preuve d’une dynamo actuelle ou d’une composante dipolaire distincte du champ mesuré. Au lieu de cela, il a trouvé une variation complexe des champs due à la magnétisation rémanente de la croûte martienne, avec peu de preuves de contributions des courants ionosphériques. Le plus frappant a été la découverte d’un motif de bandes magnétiques de polarité alternée, rappelant les bandes magnétiques du plancher océanique de la Terre, dans l’hémisphère sud. Les champs rémanents sont étonnamment forts, environ 10 fois plus élevés que dans les roches terrestres, nécessitant la présence antérieure d’un fort champ dipolaire s’inversant épisodiquement, probablement assez tôt dans l’histoire de la planète. Nous verrons dans notre discussion sur les météorites SNC que la fusion et la différenciation très précoces de Mars et la mise en place du noyau sont requises par les données isotopiques.

Si le champ est dû à une dynamo à noyau, alors le noyau doit rester au moins partiellement fondu. Un noyau de Fe ou Fe-Ni pur aurait une température de fusion si élevée que la convection du manteau devrait rapidement geler le noyau. Un cœur en FeS aurait une température de fusion beaucoup plus basse et faciliterait grandement le maintien des mouvements du fluide du cœur. Le mieux, cependant, est un noyau FeS avec un mélange de fer métallique, qui commencerait à fondre à la température eutectique Fe – S. Ainsi, si nous savions avec certitude que Mars avait un champ dipolaire planétaire, tel qu’un enregistrement sans ambiguïté des données d’un magnétomètre d’un atterrisseur, non contaminé par des champs magnétiques générés par des équipements électriques sur l’atterrisseur, nous pourrions alors tirer des conclusions importantes sur le noyau planétaire.  Un deuxième aspect de l’intensité du champ magnétique est également d’une grande importance : si le champ planétaire est trop faible, le vent solaire peut balayer les ions de la haute atmosphère et les retirer de la planète. Ainsi, les champs magnétiques peuvent avoir une influence importante sur l’évolution d’abondances de gaz qui ont un poids moléculaire trop élevé pour être vulnérables à la fuite thermique (Jeans).

https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/viking-lander-1

https://www.wired.com/2010/09/0903viking2-mars/

https://history.nasa.gov/SP-4212/ch11.html 

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