L'atterrisseur InSight est à la surface de Mars depuis environ un an, et une demi-douzaine d'articles viennent d'être publiés décrivant certains résultats de la mission. Bien que la mission principale d'InSight soit de rassembler des preuves sur l'intérieur de Mars - InSight signifie l'exploration intérieure utilisant les enquêtes sismiques, la géodésie et le transport de chaleur - l'atterrisseur garde également une trace de la météorologie martienne. Un nouvel article rapporte qu'InSight a trouvé des ondes de gravité, des tourbillons de poussière tourbillonnants et un bruit continu d'infrasons.
Ces nouveaux résultats sont publiés dans la revue Nature Geoscience. L'auteur principal est Don Banfield de l'Université Cornell. Le document est intitulé «L'atmosphère de Mars observée par InSight».
Les principaux instruments scientifiques d'InSight sont conçus pour sonder la structure intérieure de Mars. Ils comprennent le package de flux thermique et de propriétés physiques (HP3), l'expérience sismique pour la structure intérieure (SEIS) et l'expérience de rotation et de structure intérieure (RISE). Mais une autre suite d'instruments, appelée la suite de capteurs de charge utile auxiliaire (APSS), mesure la température, le vent, la pression atmosphérique et le champ magnétique près de l'atterrisseur.
Au total, l'APSS est une station météorologique - et plus - qui fournit des rapports météorologiques quotidiens depuis son emplacement sur Mars.
Certaines des conclusions ne sont pas nécessairement aussi surprenantes. Les fluctuations quotidiennes de température et de pression sont plus prononcées sur Mars que sur Terre. "L'atmosphère est si mince qu'elle peut se réchauffer et se refroidir beaucoup plus rapidement que sur Terre", a déclaré l'auteur principal Banfield dans un communiqué de presse.
Mais selon l'équipe scientifique, la découverte des ondes de gravité (et non des ondes gravitationnelles) a été une surprise. Les ondes de gravité sont générées dans un fluide qui, en physique, comprend les gaz atmosphériques, lorsque ces fluides sont hors d'équilibre. Alors que le fluide cherche l'équilibre, les ondes se propagent.
Sur Terre, les ondes de gravité peuvent créer des formes de nuages distinctes appelées nuages de vagues. Il y a encore des questions sur les ondes de gravité martiennes. "Nous travaillons toujours pour comprendre ce que ces vagues peuvent nous apprendre sur Mars", a déclaré Banfield. Dans leur article, les chercheurs ont déclaré avoir découvert «des similitudes inattendues entre la turbulence atmosphérique sur Terre et sur Mars».
"Il est encore mystérieux de savoir exactement ce qui cause les signaux que nous avons entendus, mais nous continuerons à étudier."
don Banfield, auteur principal
Les chercheurs ont également découvert ce qu'on appelle les infrasons sur Mars, quelque chose qu'ils s'attendaient à trouver. Les infrasons sont un grondement à basse fréquence qui est hors de portée de l'audition humaine, en dessous de 10 Hertz. "Nous nous attendions à ce que des infrasons existent, mais il s'agit de la première mesure directe", a déclaré Banfield. "Il est encore mystérieux de savoir exactement ce qui cause les signaux que nous avons entendus, mais nous continuerons à étudier."
InSight a également détecté des milliers de diables de poussière au cours de sa première année, mais aucun n'a jamais été vu par les caméras de l'atterrisseur. «Nous avons vu la pression de milliers de démons de poussière et nous avons essayé de prendre des images aux bons moments de la journée», a déclaré Banfield. «Nous n’avons capturé aucun démon de la poussière devant la caméra. D'autres atterrisseurs ont imaginé plus facilement des diables de poussière, il est donc surprenant que nous n'en ayons même pas capturé l'image. »
"Ce site a plus de tourbillons que tout autre endroit où nous avons atterri sur Mars tout en transportant des capteurs météorologiques", a déclaré Aymeric Spiga, scientifique de l'atmosphère à l'Université de la Sorbonne à Paris.
Dans l'ensemble, l'APSS donne aux scientifiques la possibilité d'étudier de près une atmosphère autre que la Terre. Les orbiteurs et autres atterrisseurs ont observé l'atmosphère martienne, mais InSight nous offre notre échantillonnage le plus continu et le plus précis des conditions atmosphériques sur la planète rouge. Dans son article, l’équipe de chercheurs déclare qu’InSight «étend notre compréhension de la météorologie de Mars à toutes les échelles».
Non seulement les instruments de l'atterrisseur prennent des mesures fréquentes des conditions à son emplacement, mais il a également traversé une grande tempête de poussière peu de temps après avoir atteint Mars. Ces grandes tempêtes se produisent fréquemment sur Mars, devenant parfois de véritables tempêtes mondiales.
Mars est bien sûr plus sec que la Terre. Sur Terre, l'humidité de l'atmosphère joue un grand rôle. Sur Mars, c'est la poussière qui joue un rôle important. La poussière en suspension dans l'air a un impact surdimensionné sur l'atmosphère mince et contrôlée par la lumière du soleil de Mars. La poussière contribue aux caractéristiques des ondes de gravité près de la surface, bien que les chercheurs n'aient pas encore une idée claire de la façon dont tout cela fonctionne.
Les chercheurs de Mars sont enthousiasmés par les capacités et les résultats d'InSight jusqu'à présent. Bien que d'autres recherches par satellite se soient penchées sur la haute atmosphère pendant de longues périodes, InSight est la première station de mesure in situ de longue durée au niveau du sol pour l'atmosphère martienne. Les mesures APSS d'InSight complètent non seulement les mesures orbitales, mais les données peuvent servir à aider à prouver ou à réfuter des modèles de l'atmosphère martienne.
InSight a également détecté des lueurs aériennes et des nuages noctilucents sur Mars, qui sont tous deux des phénomènes de la haute atmosphère. Avec les ondes de gravité, les diables de poussière invisibles et les infrasons, c'est un trésor de données pour la première année de l'atterrisseur.
Avec environ un an de plus pour la mission, qui sait quoi d'autre l'atterrisseur déterrera? Surtout si le HP3 commence à travailler.
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