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Phoenix : deux semaines sur Mars !

le 08-06-2008 à 15:14

Il y a deux semaines, le 26 mai 2008 à 01h38 (heure de Paris), la sonde américaine Phoenix se posait sur Mars avec succès. Quelques heures plus tard, la sonde renvoyait ses premières images de la surface martienne et photographiait ses panneaux solaires correctement déployés. Phoenix, l’oiseau de feu, avait atterri sans encombre dans Vastitas Borealis, près du pôle nord martien.

Phoenix au cœur d’une froide plaine boréale martienne…

Les premiers jours la mission furent marqués par le déploiement du bras robotique, la mise en marche de la station météo fournie par le Canada et la réalisation d’un panorama à 360° du site d’atterrissage, révélant un paysage monotone fait de petits cailloux et de sillons formant des structures polygonales qui s’étendent jusqu’à l’horizon.

Ces polygones, bien visibles depuis l’espace par les sondes orbitant autour de Mars, sont typiques des régions nordiques. On retrouve en effet de telles structures sur Terre, formées par la succession du gel et du dégel des couches de glaces situées sous la surface. Cependant, le mécanisme de formation de ces polygones sur Mars est peut-être différent que sur Terre car à la température et à la pression régnant sur le site d’atterrissage de Phoenix (entre –80 °C et –25°C, et 8,5 hPa), la glace passe directement à l’état vapeur sans passer par l’état liquide, on parle alors de sublimation. Est-ce à dire que de telles structures polygonales peuvent être formées par un cycle de gel/sublimation plutôt que par un cycle de gel/dégel comme sur Terre ? Ou s’agit-il de polygones « fossiles » datant de l’époque où les conditions sur Mars étaient plus clémentes ? Affaire à suivre !… Pour en savoir plus sur ce sujet, nous vous conseillons la lecture de l’article du géologue Pierre Thomas de l’ENS Lyon et celui du site Ciel & Espace.


L'horizon du site d'atterrissage de Phoenix : des polygones à perte de vue ! (crédit : NASA/JPL/University of Arizona)

Avec Phoenix, c’est la première fois dans l’histoire de l’exploration martienne qu’une sonde se pose dans une région polaire. Autant dire que les questions sont nombreuses et que l’arrivée de cet atterrisseur est une aubaine pour les scientifiques.

À la recherche de la glace !…

En 2002, la sonde Mars Odyssey a détecté de la glace d’eau en grande quantité dans le sous-sol martien, celle-ci pouvant affleurer à quelques centimètres sous la surface. La mission de Phoenix est donc principalement d’analyser pour la première fois cette glace d’eau en creusant le sol à l’aide de sa pelle mécanique. Mais après avoir déployé le bras robotique et pris des images du sol situé sous la plate-forme de l’atterrisseur à l’aide de la caméra placée à l’extrémité de ce bras, l’équipe de la mission a photographié une large plaque d’un matériau blanchâtre ressemblant à s’y méprendre à de la glace ! En se freinant lors de l’atterrissage à l’aide de ses rétrofusées, Phoenix aurait ainsi balayé la poussière martienne sur plusieurs centimètres, découvrant cette plaque blanchâtre. Je dis bien « plaque blanchâtre » car pour l’instant rien ne prouve qu’il s’agit bien de glace, il pourrait aussi bien s’agir d’une plaque de sels minéraux ou d’un autre matériau de couleur claire. Le bras robotique n’a pas pu approcher de plus près cette formation, située trop loin pour lui sous un des pieds de l’atterrisseur, et ne pourra pas la « gratter » à l’aide de sa pelle mécanique pour la même raison.


Une plaque de glace sous l'atterrisseur Phoenix ? (crédit : NASA/JPL/UA)

Faute de pouvoir accéder à cette plaque de matériau, Phoenix a donc commencé à creuser le sol qui est à sa portée. Dès le 2 juin, une première tranchée a été creusée grâce à la pelle mécanique puis l’échantillon recueilli a été photographié avant d’être déversé plus loin sur le sol. Les photographies rapprochées de ce premier échantillon montraient un sol d’apparence granuleuse dont les plus fines particules collent à la paroi de la pelle.


La première tranchée creusée par Phoenix (crédit : NASA/JPL/UA/Thomas Appéré)

Dans la masse de matériau brun, quelques taches d’un matériau blanchâtre apparaissaient également, laissant penser à des particules de sels minéraux ou de glace… Tous les autres échantillons de sol prélevés par la suite ont aussi montré ces particules blanches dont on ne connaît pas encore la nature.


Un cailloux de couleur blanchâtre, recouvert de poussière brune est visible sur cette image de l'intérieur de la pelle mécanique. (crédit : NASA/JPL/UA)

Sont-elles faites du même matériau que la plaque blanchâtre située sous l’atterrisseur ? C’est possible, mais nous n’avons aucun moyen d’en être sûr pour le moment. Les analyses de sol qui auront lieu dans les prochains jours nous permettront sans doute de savoir de quoi il s’agit.

Les premières tranchées et les premiers prélèvements !

Après s’être entraîné à creuser le sol puis à déplacer son bras robotique au dessus des principaux instruments scientifiques, Phoenix a effectué un nouveau forage juste à côté du précédent pour cette fois-ci prélever un échantillon en vue d’une première livraison à un instrument scientifique ! La seconde tranchée a été creusée lors du Sol* 11, soit le 5 juin, et l’échantillon a été déversé au dessus d’un four préalablement ouvert de l’instrument TEGA (pour Thermal and Evolved-Gas Analyser) au Sol 12. Hélas, bien que les images fournies par Phoenix montrent le déversement de l’échantillon de sol, les ingénieurs n’ont pas reçu la confirmation que devait leur envoyer le TEGA pour signaler la bonne réception de l’échantillon dans le four…


Les deux premières tranchées creusées par Phoenix (crédit : NASA/JPL/UA)


La pelle mécanique s'apprête à livrer son échantillon de sol à l'instrument TEGA (crédit : NASA/JPL/UA)

En cause peut-être la taille des particules de sol, trop grosses pour passer à travers le filtre qui recouvre le four (et qui laisse normalement passer des particules de 1mm au maximum). La cohésion du sol, qui semble plus granuleux et moins "poussiéreux" que les sols martiens connus jusqu'à aujourd'hui, est sans doute en cause. Peut-être s’agit-il aussi d’un souci au niveau de l’entonnoir interne à l’instrument qui doit rassembler, en vibrant, les fines particules de sol dans la minuscule enceinte du four de deux millimètres de large sur trois centimètres de long. Ou alors, le système de détection (une diode infrarouge) n’a pas fonctionné. Les ingénieurs mènent l’enquête et tenteront sans doute de faire vibrer l’entonnoir interne plus fortement dans l’espoir de faire tomber la poussière dans le four.
Quoiqu’il en soit, pour éviter ce problème à l’avenir Ray Arvidson de l’équipe de la mission Phoenix, précise que la pelle pourra moudre l’échantillon en écrasant ou en concassant le sol avant le prélèvement pour réduire la taille des particules.


Le premier échantillon de sol déversé sur l'un des fours partiellement ouvert du TEGA (crédit : NASA/JPL/UA)

Dans les prochains jours, Phoenix devrait prélever d’autres échantillons de sol, un pour le microscope optique, puis un autre pour le mini-laboratoire de chimie également présent sur la plate-forme de la sonde. L’équipe scientifique de Phoenix se prépare à analyser les premières données des instruments dès la semaine prochaine si tout va bien !

La poussière martienne photographiée en haute résolution !

En attendant, le microscope optique nous a déjà fourni son premier cliché lors du Sol 9. Il s'agit d'une vue rapprochée d'une pastille de silicone de 3mm de diamètre qui a été exposée à la poussière martienne lors de l'atterrissage de Phoenix. On aperçoit pour la première fois des grains de poussière martienne à haute résolution piégés dans le gel !


La poussière photographiée comme jamais par le Microscope Optique de Phoenix ! (crédit : NASA/JPL/UA)

Leur taille varie pour les plus gros entre 80 et 150 micro-mètres. Certains semblent même translucides (voir la grosse particule visible en haut à droite de la pastille de gel), ces derniers sont peut-être faits du même matériau que les dépôts blanchâtres découverts par la pelle mécanique de Phoenix… S'agit-il donc de sels minéraux ? Une si petite particule de glace se serait en effet sublimée très rapidement, donc si cette particule provient bien du sol martien (et non d’un débris de Phoenix, ce qui toujours envisageable…) il est probable qu’il s’agisse d’une particule de sel. Seules les analyses des instruments TEGA et MECA pourront nous permettre de répondre à cette question. En attendant, évitons donc de faire des conclusion trop hâtives sur la nature (glace et/ou sels minéraux ?) des formations blanchâtres observées sur l’atterrisseur et dans la pelle du bras robotique !…

  • Pour suivre quotidiennement l’avancée de la mission, rendez-vous sur la page « Missions en direct ! » d’Orbit-Mars et dans la Galerie d’images !

  • Plus d'informations sur Phoenix dans le dossier Orbit-Mars : cliquez ici !


  • * un « Sol » est un jour martien. On différencie les « jours » terrestres des « Sols » martiens car un Sol dure environ 24h40min.

    Par Olivier Poch

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