Exploration de Mars :

les grandes étapes de l'observation







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Tycho Brahe (fin XVIe) : observations visuelles très précises (~4') que Képler utilisera pour déterminer les lois du mouvement des planètes.

Galileo Galilei (vers 1610) : premières observations télescopiques. Découverte des phases de Mars, qui prouvent la forme sphérique de la planète.

Christiaan Huygens (1659) premier dessin correct, identifiant les régions claires et sombres. Permet de mesurer une période d'environ 24 heures (affinée à 24h 40 min par Cassini en 1666).

Gian-Domenico Cassini (1672) : observations de la calotte polaire (Sud).

Filippo Maraldi (1672 à 1719) : premier programme d'observation suivi. Variations saisonnières et atmosphériques (extension des calottes polaires, nuages, taches en surface).

William Herschel (1777 à 1783) : variations des calottes et de la surface, mesure de l'inclinaison. Suppose que les régions sombres sont des mers (hypothèse dominante jusqu'à la fin du XIXe siècle), et que les calottes sont de la glace d'eau (seule hypothèse jusqu'au début du XXe siècle). Confirmation de la présence d'une atmosphère, jugée ténue à la suite de mesures négatives d'occultations stellaires.



J. E. Schroeter (1785 à 1802) : variabilité, nombreux dessins. Rétrospectivement, on constate qu'il aurait dû voir des tempêtes de poussière s'il y en avait eu. Ses observations n'ont été publiées qu'en 1881, et ont peu contribué à la compréhension de la planète.

Honoré Flaugergues (1809 à 1813) : identification des nuages jaunes (tempêtes de poussières locales). Variations saisonnières de la surface.

W. Beer et J. H. Mädler (1840) : première carte complète de Mars, début de l'étude géographique. Fixent le méridien origine.

Début des grands programmes d'observations suivis d'opposition en opposition : F. Arago (1811-1847), W. de la Rue (1850), J. Lockyer (1862), F. Kaiser (1862-1864), C. Flammarion (1862-1890), W. Dawes (1864), R. Proctor (1867)...

Pierre Angelo Secchi (1863) : première mention de variations de couleur importantes en surface.

Emmanuel Liais (1866) : hypothèse d'une couverture végétale dans les régions sombres (hypothèse en faveur jusqu'aux années 1950).

Pierre-Jules Janssen et William Huggins (1867) : mesures spectroscopiques de O2 et H2O, résultats négatifs.



Giovanni Schiaparelli (1877) : premières cartes précises (réseau de contrôle télémétrique). Origine de la nomenclature actuelle. Premières observations de canaux en grand nombre (mentionnés dès 1869 par Secchi) ; ces structures n'apparaissent que très fugitivement, dans les moments où l'atmosphère terrestre se fige momentanément.

Asaph Hall (1877) : découverte des deux satellites à très courte distance de la planète (déjà recherchés en vain, dès Herschel).



Nathaniel Green (1877) : premières observations de nuages au limbe.

Schiaparelli publie une autre carte après l'opposition de 1879, couverte de canaux dont certains se dédoublent ("gémination"). Il y a dès lors une forme de conditionnement, tout le monde s'attendant à voir des canaux - ne pas en voir trahirait le mauvais observateur.

La grande lunette de Lick (91 cm), premier observatoire en altitude (1300 m) est mise en service en 1888, à la fin de l'opposition. Malgré cela, des canaux sont reportés. Les différents observateurs dressent des cartes différentes, et différentes de celles de Schiaparelli.

William Pickering (1890) : premières photos correctes.



En 1892, l'opposition est très rapprochée mais Mars est très bas sur l'horizon ; seule la station d'Arequipa dans les Andes (2500 m) est suffisamment au Sud pour voir quelque chose. Pickering y voit des canaux dans les régions sombres, ce qui selon lui élimine l'hypothèse des mers et impose celle de la végétation. Voit également des projections au limbe et les interprète comme des nuages, en proposant une altitude de 32 km. C. A. Young, à Princeton, compare des observations dans 2 lunettes de diamètres très différents et conclue qu'on imagine un peu trop de détails dans les petits instruments, qui se révèlent inexistants (les canaux en particulier).

Percival Lowell (1894 à 1916) : voit des canaux partout, qu'il interprète comme des constructions artificielles destinées à l'irrigation. Estime la température moyenne comparable à celle de la Terre, la différence majeure étant liée aux précipitations. Si la plupart des grands observateurs de l'époque accepte la réalité des canaux (C. Flammarion , O. von Stuve, W. Holden, W. Pickering...), beaucoup en proposent une origine naturelle (fractures de la croûte, crevasses dans une surface englacée...) ; Edward Barnard et quelques autres ne voient absolument rien. Le doute s'installe quand Lowell mentionne également des canaux sur Vénus et Saturne.

A. Wallace (1907) : en réponse aux théories de Lowell, estime la température moyenne bien en-dessous du point de congélation de l'eau. Il suggère le premier que les calottes peuvent être constituées de glace carbonique.



(carte de la British Astronomers Association, 1896)

E. Antoniadi (1909) : observations systématiques avec la grande lunette de Meudon (83 cm), carte de grande précision. Démonstration de la nature illusoire des canaux : ce sont des artefact d'interprétation d'une structure de surface très complexe vue à travers l'atmosphère terrestre en perpétuelle agitation (les canaux auront malgré tout leurs défenseurs jusqu'aux premières observations spatiales en 1964).

Menzel (1926) et Lyot (1929) : estiment indépendamment la pression atmosphérique (26 mbar). Cette valeur (en fait trop élevée) sera longtemps considérée comme très sous-estimée.

Walter Adams (1926) estime que Mars est "ultra-aride" après des mesures spectroscopiques.

William Coblentz et Carl Lampland (1927) : mesures d'amplitudes thermiques diurnes importantes, indiquant une atmosphère ténue.

Bernard Lyot (1929) estime la pression atmosphérique à 24 mbar (observations polarimétriques).

En 1930, Antoniadi publie une compilation de toutes les observations modernes, y compris les siennes depuis Meudon. Premier catalogue systématique des variations régionales sur une longue période de temps.

Nouveaux programmes d'observation visuelle jusque dans les années 50 : Antoniadi, Lyot, Dollfus, Focas, Maggini, Slipher... Démarrage de l'étude physique de Mars, et grande époque du Pic du Midi dans les Pyrénées françaises.

B. Lyot, A. Dollfus (1930-1950) : mesures polarimétriques. Suggèrent une composition dominée par les oxydes de fer (limonite) dans les régions claires.

Öpik, Tombaugh, et Baldwin (1950) proposent indépendamment que la surface soit couverte de cratères, compte tenu de la faible épaisseur de l'atmosphère. L'idée passe inaperçue (les cratères ne sont pas observables depuis la Terre).

Gerard Kuiper (1952) : vrais débuts de l'étude de l'atmosphère, première détection du CO2 par spectroscopie (doublet à 1,6 µm et triplet à 2,0 µm).

Vaucouleurs (1954) Première synthèse des observations physiques modernes. Constate un consensus autour d'une pression atmosphérique totale de 85 ± 4 mbar, propose une composition à 98% d'azote. Rejette catégoriquement l'hypothèse de plantes à chlorophylle (essentiellement sur la base de mesures en proche IR), mais les lychens restent crédibles.

McLaughlin (1954-56) : suggère que le volcanisme est encore actif (hypothèse vite rejetée) et que les variations de surface sont des effets de transport éolien.

Sinton (1957) : détection éronée de vibrations CH, attribuées à la végétation.

Hyron Spinrad et al. (1963) : première estimation bien étayée de la vapeur d'eau atmosphérique (14 ± 7 µm précipitables).

Goldstein et Gilmore, Kotelnikov (1963) : premières observations radar, premières estimations altimétriques.

Vassily Moroz (1964) : premières études spectroscopiques de la surface en infrarouge. Confirmation de la présence d'oxydes de fer, hydratation des minéraux de surface (bande d'absorption à 3 µm).

Lewis Kaplan (1964) : estime la pression partielle de CO2 à 4 mbar (sur les spectres de Spinrad et al.), suppose une pression totale de 25 ± 15 mbar (le CO2 est toujours considéré comme un composant mineur).

Mariner 4 (1965) : premier survol de Mars, premières images de la surface.

P. et J. Connes (1966) : développement du spectromètre de Fourier et observations de Mars. L. Young en déduit en 1971 une pression totale de 5.16 mbar (essentiellement CO2), confirmée par les analyses des résultats de Mariner 6-7 (mesures en 1969).

Leighton et Murray (1966) : premier modèle atmosphérique crédible. Les calottes sont constituées de glace carbonique. Les variations de pression doivent être très importantes et peuvent être à l'origine de déplacements de matière importants en surface.

McCord et Adams (1969) : spectroscopie IR de zones spatialement résolues, minéralogie de surface. Les oxydes de fer dominent dans les régions claires, les régions sombres des basses latitudes sont pour la plupart des plaines volcaniques.


Pour en savoir plus :

Observations téléscopiques de Mars au Pic du Midi
Liens martiens
Quelques cartes de Mars en ligne
De la planète rouge à l'origine de la vie

Départ d'une source sur Terre

 
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Dernière mise à jour : 10 janvier 2006
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