Première mission sur Mars : la place particulière de Mariner 4 dans l’histoire
Mariner 4 était le premier vaisseau spatial à avoir une vision proche de Mars. La mission Mariner 4 a été conçue pour répondre à trois objectifs principaux : Étudier les zones et les particules interplanétaires, y compris le champ magnétique martien, la poussière cosmique, les rayons cosmiques, et le vent solaire. Prendre les images de plan rapproché de Mars dans l’espoir de découvrir les processus géologiques et atmosphériques au travail sur la planète au-dessus des eons. Fournir l’expérience afin de lancer des missions interplanétaires à long terme.
À propos de la mission 
Une rencontre rapprochée
Mariner 4 n’a passé que 25 minutes à observer Mars lors de son passage le 14 juillet 1965. Pendant ce bref laps de temps, il a pris 21 photos complètes qu’il a renvoyées sur Terre le lendemain. Les vues du vaisseau spatial seraient les premières à être renvoyées d’une autre planète. De 6 200 milles à 10 500 milles (10 000 à 17 000 kilomètres), Mariner 4 était trop loin pour voir la vie comme des plantes ou des animaux, a averti la NASA. Pourtant, ce serait peut-être assez proche pour savoir s’il y avait des canaux ou non. Après que les images soient revenues, elles ne montraient aucun canal ni aucun signe évident de vie. Bien que floues selon les normes d’aujourd’hui, les images étaient suffisamment claires pour révéler une surface fortement cratérisée. Les scientifiques ont déclaré qu’il semblait que Mars ressemblait plus à la Lune qu’à la Terre. « Le premier regard rapproché de l’homme sur Mars a révélé le fait scientifiquement surprenant qu’au moins une partie de sa surface est couverte de grands cratères », a déclaré la NASA lors de la publication des images. « Bien que l’existence de cratères martiens soit clairement démontrée au-delà de tout doute, leur signification et leur signification sont, bien sûr, une question d’interprétation. »
Alors qu’aucun canal n’était visible, il y avait une diversité de cratères. Leur taille variait d’environ 3 à 75 miles (5 à 120 kilomètres). Les scientifiques ont supposé que les cratères devaient avoir entre deux et cinq milliards d’années, comme ce que l’on voit sur la lune terrestre. Ils ont également dit que l’atmosphère de Mars devait être mince en effet pour préserver les cratères aussi bien qu’ils apparaissent. Le bref aperçu de Mars n’a révélé aucune montagne, vallée ou caractéristique similaire à la Terre. Bien sûr, des missions ultérieures vers Mars ont révélé des volcans de grande hauteur et Valles Marineris, un immense gouffre plusieurs fois plus grand que le Grand Canyon.
Réaction aux résultats de Mariner 4
Les rovers Spirit, Opportunity et Curiosity ont tous trouvé des preuves d’eau passée à la surface, avec leurs observations de « vérité terrain » complétées par des vues à grande échelle de la planète depuis des engins spatiaux en orbite. Quand il s’agit de trouver de la vie sur Mars, nous n’avons toujours pas de réponse définitive. La plus grande leçon scientifique de Mariner 4 est de nous apprendre à ne pas sauter aux conclusions. Il faudra plusieurs éléments de preuve avant de pouvoir dire avec certitude qu’il y avait quelque chose – ou rien – vivant sur la planète rouge.
Première mission sur Mars : la place particulière de Mariner 4 dans l’histoire [Publié le 14 juillet 2017]
Lorsque les humains poseront enfin le pied sur Mars, ce sera l’aboutissement d’un voyage qui a duré des décennies. Comme dans tout voyage, l’étape la plus importante est la première. Cela s’est produit lors de la première rencontre rapprochée de l’humanité avec la planète rouge le 14 juillet 1965, lorsque le vaisseau spatial pionnier Mariner 4 a pris les premières photographies détaillées de la surface martienne, ouvrant la voie à de futures missions pour atterrir avec succès une sonde au sol.
La mission Mariner 4 était la septième tentative d’envoi d’un vaisseau spatial sur Mars. Entre 1960 et 1964, l’Union soviétique a essayé et échoué cinq fois. La NASA a lancé Mariner 3, également destiné à Mars, quatre semaines avant Mariner 4 mais il n’a pas réussi à se séparer de la fusée Atlas-Agena qui l’a propulsé dans l’espace. Mariner 4 a été lancé de Cap Canaveral, en Floride, le 28 novembre 1964. La photo ci-dessus illustre le dévouement du personnel de la NASA au succès de la mission. Elle a été prise dans la salle informatique de l’antenne « Echo » de la station de suivi de Goldstone dans le désert de Mojave, en Californie. 
Après avoir voyagé pendant 228 jours, Mariner 4 a volé à moins de 10 000 km de Mars, capturant les premières images d’une autre planète jamais prises dans l’espace. Il s’agit d’une version à contraste amélioré de la première photographie de Mars, publiée le 15 juillet 1965. Elle a été transmise par radio à la Terre sous forme de données numériques. Mariner 4 pourrait transmettre des informations via son antenne à gain élevé à une vitesse de 33,3 bits par seconde et son antenne à faible gain à 8,3 bps. L’envoi d’une image entière (200 par 200 pixels) a pris environ 10 heures.
Les données d’images numériques transmises par Mariner ont été converties par un « traducteur de données en temps réel » en nombres imprimés sur de fines bandes de papier. Trop impatients d’attendre l’image officielle traitée, les membres de la section des télécommunications du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont arrangé manuellement les bandes et colorié à la main les chiffres pour produire l’image ci-dessus. L’image terminée a ensuite été encadrée et présentée au directeur du JPL, William Pickering.
En quelques heures, Mariner 4 a pris un grand total de 21 photos complètes de Mars (plus une partie d’une 22ème). Cela était dicté par les limites du magnétophone à quatre pistes sur lequel les images étaient initialement stockées pour une transmission ultérieure ; ses 100 mètres de bande avaient une capacité de stockage de 5,24 millions de bits, soit 655 kilo-octets – à la pointe de l’époque. Chaque photo couvrant une zone d’environ 200 kilomètres carrés, les images floues en noir et blanc ne capturaient collectivement que 1 % de la surface martienne ; mais c’était assez.
La mission de Mariner 4 a mis fin à des siècles de fantasmes sur Mars. Il a montré que la planète rouge était un monde battu et rempli de cratères, plus comme la Lune que la Terre, sans aucun signe d’eau ou d’autres conditions nécessaires à la vie. Il a également collecté des données sur la planète cruciales pour le succès des missions d’exploration ultérieures. L’une des observations les plus importantes a été la découverte inattendue que Mars a une pression atmosphérique très basse – une fraction de ce que l’on trouve sur Terre. Les scientifiques savaient donc que réussir à faire atterrir un module à la surface nécessiterait des rétrofusées ainsi que des parachutes. Mariner 4 continue d’être considérée comme l’une des missions les plus réussies de la NASA – elle vaut bien son coût estimé à 83 millions de dollars américains. Après son survol de Mars, le vaisseau spatial s’est mis en orbite solaire, continuant à renvoyer des données sur Terre pendant encore trois ans. Le dernier contact a été perdu le 21 décembre 1967.
On this day in 1964, NASA’s Mariner 4 probe began its 228-day journey to Mars. pic.twitter.com/bYc5a7evnB
— Humanoid History (@HumanoidHistory) November 28, 2022
Seul dans les ténèbres : Mariner 4 vers Mars, 50 ans plus tard [Publié le 14 juillet 2015]
Le 14 juillet marque 50 ans de reconnaissance visuelle du système solaire par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, à commencer par le survol de Mars par Mariner 4 en 1965. Parmi les premiers efforts planétaires du JPL, les Mariner 3 et 4 (connus collectivement sous le nom de « Mariner Mars ») ont été planifiés et exécutés par un groupe de scientifiques pionniers de Caltech en partenariat avec le JPL. La NASA n’avait que 4 ans lorsque le premier survol de Mars a été approuvé en 1962, mais l’équipe scientifique principale travaillait ensemble à Caltech depuis de nombreuses années. L’équipe comprenait le professeur de Caltech Robert Sharp (d’où le nom du mont Sharp, la cible principale du rover martien Curiosity) et Gerry Neugebauer, professeur de géologie et professeur de physique, respectivement ; Robert Leighton et H. Victor Neher, professeurs de physique ; et Bill Pickering, professeur de génie électrique, qui a été directeur du JPL de 1954 à 1976. Le contingent de Caltech était complété par un jeune Bruce Murray, un nouvel ajout à la faculté de géologie, qui succéderait à Pickering en tant que directeur du JPL en 1976.
« Les missions Mariner ont marqué le début de la géologie planétaire, dirigée par des chercheurs de Caltech, dont Bruce Murray et Robert Sharp », a déclaré John Grotzinger, professeur de géologie Fletcher Jones et président de la division des sciences géologiques et planétaires. « Ces premières missions de survol ont montré l’énorme potentiel de Mars pour donner un aperçu de l’évolution d’un proche cousin de la Terre et ont stimulé la création d’un programme dédié à l’exploration itérative impliquant des orbiteurs, des atterrisseurs et des rovers. »
Selon les normes d’aujourd’hui, Mariner Mars était un saut virtuel dans l’inconnu. La NASA et le JPL avaient peu d’expérience des vols spatiaux pour les guider. Il n’y avait eu qu’une seule mission planétaire réussie- le voyage de Mariner 2 devant Vénus en 1962 – sur laquelle s’appuyer. Envoyer des engins spatiaux vers d’autres planètes était encore une nouvelle entreprise. Le vaisseau spatial Mariner Mars a été conçu à l’origine sans caméras. Neugebauer, Murray et Leighton ont estimé qu’il était possible de répondre à de nombreuses questions scientifiques grâce aux images de cette rencontre rapprochée avec Mars. Il s’est avéré que le fait de renvoyer des photos de la planète qui avaient si longtemps captivé l’imagination de millions de personnes avait l’avantage supplémentaire de rendre le survol de Mars plus accessible au public. Mariner 3 a été lancé le 5 novembre 1964. La fusée Atlas qui l’a propulsé hors de l’atmosphère a parfaitement fonctionné (ce n’est pas toujours le cas dans les premières années du vol spatial), mais le carénage entourant la charge utile ne s’est pas complètement ouvert et le vaisseau spatial, incapable de capter la lumière du soleil sur ses panneaux solaires, a cessé de fonctionner après environ neuf heures de vol.
Mariner 4 a été lancé trois semaines plus tard, le 28 novembre, avec un carénage redessiné. La sonde s’est déployée comme prévu et a commencé son voyage vers Mars. Mais il y avait encore du drame en réserve pour la mission. Au cours de la première heure de vol, l’étage supérieur de la fusée avait poussé le vaisseau spatial hors de l’orbite terrestre et les panneaux solaires s’étaient déployés. Ensuite, le système de guidage a acquis un verrou sur le soleil, mais un deuxième objet était nécessaire pour guider le vaisseau spatial. Cela dépendait d’une cellule photoélectrique trouvant l’étoile brillante Canopus, qui a été tentée environ 15 heures plus tard. Au cours de ces premières tentatives, cependant, l’électronique embarquée primitive a identifié par erreur d’autres étoiles de luminosité similaire.
À l’époque, ce que l’on savait de Mars avait été appris des télescopes terrestres. Les images étaient floues et indistinctes – au plus près, Mars est encore à environ 35 millions de kilomètres. Les mesures scientifiques dérivées d’observations visuelles de la planète étaient inexactes. Alors que les idées sur la véritable nature de Mars ont évolué tout au long de la première moitié du XXe siècle, en 1965, personne ne pouvait dire avec certitude à quel point l’atmosphère martienne était dense ou déterminer sa composition exacte. Les levés télescopiques avaient enregistré un événement visuel appelé la « vague d’assombrissement », dont certains scientifiques ont émis l’hypothèse qu’il pourrait s’agir de la floraison et de la disparition de la vie végétale au fur et à mesure que les dures saisons martiennes changeaient. Quelques-uns d’entre eux considéraient encore Mars comme un endroit capable de supporter une vie avancée, bien que la plupart pensaient que c’était peu probable. Cependant, Ainsi, alors que Mariner 4 survolait Mars, l’enjeu était important, tant pour la communauté scientifique que pour le grand public curieux. Y avait-il des canaux ou des canaux à la surface, comme certains astronomes l’avaient rapporté ? Trouverions-nous des formes de vie avancées ou de vastes collections de plantes ? Y aurait-il de l’eau liquide à la surface ?
Un peu plus de sept mois après le lancement, la rencontre avec Mars était imminente. Le 14 juillet 1965, les instruments scientifiques de Mariner ont été activés. Ceux-ci comprenaient un magnétomètre pour mesurer les champs magnétiques, un compteur Geiger pour mesurer le rayonnement, un télescope à rayons cosmiques, un détecteur de poussière cosmique et la caméra de télévision. Environ sept heures avant la rencontre, la caméra de télévision a commencé à acquérir des images. Après le passage de la sonde sur Mars, un enregistreur de données embarqué – qui utilisait une boucle sans fin de bande magnétique de 330 pieds pour stocker des images fixes – a lancé la lecture des images brutes sur Terre, les transmettant deux fois avec certitude. Chaque image a pris 10 heures à transmettre.
Les 22 images envoyées par Mariner 4 sont apparues concluantes. Bien qu’ils soient en basse résolution et en noir et blanc, ils indiquaient que Mars n’était pas un endroit propice à la vie. C’était un désert froid et sec, couvert de tant de cratères qu’il ressemblait fortement à la lune de la Terre. La densité atmosphérique était d’environ un millième de celle de la Terre et aucune eau liquide n’était apparente à la surface. En discutant de la mission lors d’une interview à Caltech en 1977, Leighton se souvient avoir vu les premières images au JPL. « Si quelqu’un avait demandé ‘Qu’attendez-vous de voir ?’ nous aurions dit « cratères »… [Pourtant] le fait que des cratères étaient là, et une forme de terrain prédominante, était en quelque sorte surprenant. »
Leighton a également rappelé une lettre qu’il a reçue de, de toutes les personnes, un producteur laitier. Il disait : « Je ne suis pas très proche de votre monde, mais j’apprécie vraiment ce que vous faites. Continuez comme ça. » Leighton a déclaré à propos du sentiment : « Une lettre d’un laitier … J’ai trouvé que c’était plutôt sympa. » Après son voyage au-delà de Mars, Mariner 4 a maintenu une communication intermittente avec le JPL et a renvoyé des données sur l’environnement interplanétaire pendant encore deux ans. Mais à la fin de 1967, le vaisseau spatial avait subi des dizaines de milliers d’impacts de micrométéoroïdes et était à court d’azote gazeux qu’il utilisait pour manœuvrer. La mission s’est officiellement terminée le 21 décembre.
Mariner 4
En 1964, Mariner 4 a été lancé depuis Cape Kennedy, en Floride. Survolant Mars le 14 juillet 1965, ce fut le premier satellite à transmettre une photographie rapprochée de Mars. Volant aussi près que 9 846 km (6 118 miles), Mariner 4 a révélé que Mars avait une surface cratérisée de couleur rouille, avec des signes sur certaines parties de la planète que l’eau liquide s’était autrefois gravée dans le sol. Il avait divers capteurs et détecteurs de champ et de particules, ainsi qu’une caméra de télévision, qui a pris 22 images de télévision couvrant environ 1% de la planète. Initialement stockées sur un magnétophone à 4 pistes, ces images ont mis quatre jours à être transmises à la Terre, montrant les processus géologiques et atmosphériques à l’œuvre sur la planète au cours des éons. Il est resté en orbite solaire pendant environ 3 ans.
https://www.caltech.edu/about/news/alone-darkness-mariner-4-mars-50-years-later-47324
https://cosmosmagazine.com/space/first-mission-to-mars-mariner-4s-special-place-in-history/
https://www.space.com/18787-mariner-4.html