MARS
Après la Terre, en nous éloignant du Soleil, nous arrivons à Mars, à une distance moyenne de 1,5 Unités Astronomiques du Soleil. Contrairement aux autres planètes, Mars a une période de rotation très proche de celle de la Terre, l'alternance entre le jour et la nuit se fait donc au même rythme que sur notre planète. L'inclinaison de l'axe de rotation par rapport au plan de l'orbite a également une valeur similaire, ce qui conduit la planète à être soumise à un cycle de saisons semblable à celui de la Terre, légèrement plus lent car l'année martienne est plus longue que la nôtre.
Vue de la Terre, la planète apparaît généralement rougeâtre, avec quelques zones foncées et des régions polaires blanchâtres. Avec l'alternance des saisons, son aspect change beaucoup. En été, les zones polaires rapetissent et les zones foncées s'étendent. En hiver, la couverture blanche sur les pôles est très marquée et les zones foncées se font plus discrètes. Ces zones foncées sont des régions de roches plus sombres et leur changement d'aspect est probablement dû à une couche de poussière d'épaisseur variable avec les saisons. L'aspect rouge de la planète est quant à lui dû à la présence d'oxyde de fer.
L'exploration de Mars par des sondes spatiales commença en 1965 avec un survol par Mariner 4. Deux autres sondes Mariner firent de même, puis ce fut Mariner 9 qui se mit en orbite autour de la planète et prit des images pendant presque un an. En 1976, ce furent les deux sondes Viking qui étudièrent Mars pendant plusieurs années. Chacune était composée d'une sonde en orbite qui prenait des images de la surface et étudiait l'atmosphère, et d'une sonde qui se posait sur la surface, effectuait des mesures météorologiques et sismologiques et analysait quelques échantillons du sol, en particulier pour détecter de possibles traces de vie. A côté de ces immenses succès, Mars donna également lieu à de grandes déceptions, en particulier avec l'échec de la sonde Mars Observer en 1993 et, plus récemment, de l'atterrisseur Beagle 2 fin 2003.
Une photographie de Mars prise par le télescope spatial Hubble. Photo. : HST.
L'atmosphère
La planète Mars a un diamètre de 6 800 km. Elle possède une atmosphère très ténue avec une pression inférieure à 1 % de la valeur terrestre. L'atmosphère est constituée de gaz carbonique à plus de 95 %, d'un peu d'azote, d'argon et d'oxygène, et de traces d'autres gaz. Il y a également un peu de vapeur d'eau, en quantité suffisante pour donner naissance à des nuages de glace ou à du brouillard. Les images prises depuis la surface montrent que le ciel apparaît orange, ce qui est vraisemblablement dû à de fines particules de poussière présentes dans l'atmosphère.
La température à la surface de Mars est très variable, entre un minimum d'environ -140° Celsius la nuit et un maximum diurne de 0° l'hiver et de 20° l'été. L'atmosphère de Mars est parfois animée de formidables tempêtes qui englobent toute la planète et peuvent durer plusieurs mois. La surface est alors entièrement cachée par les poussières soulevées par le vent. Cela s'est, par exemple, produit au début de la mission Mariner 9, la sonde ayant alors été dans l'impossibilité d'observer la surface pendant plusieurs semaines.
Au 20ème jour de son exploration, le robot de la NASA Opportunity a observé ce coucher de Soleil à la surface de la planète. Animation : NASA.
La surface
Les différentes sondes et robots ont révélé une surface fascinante et riche en formations de types différents : volcans éteints, cratères, canyons et lits de rivières asséchés. Ces diverses formations ne sont pas réparties uniformément sur la planète, mais plutôt regroupées dans un hémisphère donné.
L'hémisphère nord de Mars est dominé par des formations d'origine volcanique. On y trouve en particulier deux régions où se concentrent de nombreux volcans : le dôme du Tharsis, avec trois volcans dont la hauteur dépasse 20 km., et, de l'autre coté de la planète, Elysium Planitia. Près du dôme du Tharsis se trouve Olympus Mons, le plus grand volcan du système solaire qui culmine à 26 km. d'altitude avec une base de 600 km. de diamètre.
Les volcans martiens sont du même type que les volcans de Hawaii, avec des flancs en pente très douce. Ils sont dus à la présence d'un point chaud dans le manteau, qui éjecte de la lave vers l'extérieur à travers la croûte. Leur taille démesurée est probablement liée à l'absence de tectonique des plaques. Sur Terre, du fait de la tectonique, la croûte se déplace par rapport au point chaud, produisant une succession de petits volcans. Sur Mars, la croûte est fixée et l'accumulation de lave en un même point forme petit à petit des volcans énormes. A partir d'une étude du nombre de cratères dans ces régions volcaniques, il a été possible de les dater de façon approximative : le dôme du Tharsis par exemple est relativement jeune, avec seulement quelques centaines de millions d'années.
L'hémisphère sud est très différent, dominé par des cratères d'impact vieux de plusieurs milliards d'années. Contrairement aux cratères lunaires dont l'aspect ne change pas avec le temps, les cratères martiens sont soumis à une érosion d'origine atmosphérique qui altère leur forme, arrondit leurs bords et recouvre leur intérieur d'une épaisse couche de poussières.
L'une des formations les plus remarquables de la surface martienne se trouve près de l'équateur : il s'agit d'un gigantesque canyon, baptisé Valles Marineris en l'honneur de la sonde Mariner, qui s'étend sur plus de 3 000 km. avec une profondeur qui peut atteindre 8 km. Il est lui-même entouré de tout un système de canyons de taille plus modeste. Les planétologues pensent que ces formations sont le résultat de l'effondrement d'énormes plateaux.
Le dernier type de structure mis en évidence sur Mars, en particulier dans le voisinage du Valles Marineris, est constitué de petites vallées qui présentent de nombreux méandres et ressemblent à des lits de rivière asséchés, ce qui laisse penser que de l'eau liquide a dû couler sur la surface de Mars par le passé.
Finissons ce rapide survol de la planète Mars, en remarquant que la planète possède deux petits satellites, Phobos et Deimos, avec une dimension de l'ordre de 10 km. À cause de la proximité de la ceinture d'astéroïdes et de leur aspect irrégulier, les astronomes les soupçonnent fortement d'être des astéroïdes capturés par Mars.