| Les quatre premières tentatives vers Mars sont soviétiques, elles ne produisent aucune donnée (1960-62). Elles sont suivies de deux tentatives américaines sans succès (1964). Les premiers résultats sont ceux de Mariner 4 (1965). À ce moment-là, on surestimait encore la pression atmosphérique d'un facteur 10, on venait tout juste de détecter la vapeur d'eau, on ne connaissait pas les reliefs, et certains croyaient encore à l'existence des canaux de Lowell. L'hypothèse végétation dans les régions sombres était encore crédible. Mariner 4 (1965) Mars apparaît au contraire très semblable à la Lune, les seuls détails visibles en surface sont des cratères, que personne n'avait réellement prévus. La sonde renvoie 22 images pendant le survol (résolution typique de quelques dizaines de km). Pas de fort champ magnétique détecté, mais rien de concluant. Première estimation correcte de la pression et de la composition de l'atmosphère : elle consiste en 96% de CO2. C'est la fin de l'image d'une planète semblable à la Terre.
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Image Mariner 4 (Nasa) |
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| Mariner 6 et 7 (1969)
Photographient 10% de la surface, une semaine après l'alunissage d'Apollo 11 (premier homme sur la Lune). Confirment les observations Mariner 4, mais observent 3 types de terrains différents (cratérisés, chaotiques, sans détails - en fait les plaines basaltiques récentes), ce qui implique une histoire géologique et des processus plus complexes que sur la Lune (173 images en tout, dont la résolution varie de 43 km à 100 m). Les observations résolues sont dans les terrains anciens pour l'essentiel, pas très précises (on reconnaît a posteriori Valles Marineris et les volcans géants sur les images d'approche). Améliorations sur l'atmosphère (pression, composition, températures de surface). Spectroscopie infrarouge, mais peu de résultats publiés sur la surface (détection de glace carbonique sur la calotte Sud). Mariner 7 renvoie la première image de Phobos, qui passait par hasard dans le champ de la caméra. |
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Image Mariner 6, (Nasa) |
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| Mars 2 et 3 (1971)
Arrivées en pleine tempête de poussière, les sondes soviétiques ne voient rien (les séquences d'observation sont préprogrammées). Les 2 atterrisseurs se posent mais ne renvoient pas de données. Composition et pression atmosphérique, détection des aérosols. Détection (douteuse) d'un champ magnétique. Mariner 9 (1971) Arrivé en même temps que les sondes soviétiques, Mariner 9 est commandé depuis la Terre en temps réel, et attend la fin de la tempête. Les observations Mariner-9 ont révolutionné notre comréhension de Mars. Premières observations détaillées de la surface : relief/morphologie, géologie, évolution, températures, inertie thermique (7329 images, couverture presque complète). Champ de gravité et grands traits de la structure interne. Pression et composition atmosphérique détaillées, climatologie, composition des aérosols. Observations résolues des deux satellites. On reconnaît enfin la complexité de la surface, et l'histoire complexe de la planète. Mars occupe une place intermédiaire entre la Lune et Mercure d'une part, la Terre d'autre part (resurfaçage intense, mais pas de tectonique de plaques). Les mécanismes géologiques en œuvre sur Mars existent sur Terre, mais produisent des édifices gigantesques alors que la planète est 10 fois plus petite en volume. Mars 4, 5 et 6 (1973) Cette flotte comportait six sondes en tout, trois orbiteurs et trois atterrisseurs, qui ont joué de malchance. Quelques résultats sur les propriétés de surface, l'atmosphère, l'ionosphère. L'atterrisseur de Mars-6 fournit le premier profil atmosphérique. Quelques images orbitales de Mars 4. |
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Image Mariner 9 avant traitement (Nasa) |
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| Viking (1976-1982)
La mission était composée de deux orbiteurs et deux atterrisseurs. Les atterrisseurs devaient fonctionner 90 jours, ils ont renvoyé des données pendant 6 ans. Viking a fourni les résultats les plus importants sur à peu près tous les aspects de la planète, inégalés pendant 25 ans : géologie/morphologie, topographie/altimétrie, analyses chimiques sur place ; gravité + structure interne ; atmosphère + météorologie + climatologie ; surface ; satellites. La priorité de la mission était (déjà) la recherche d'activité biologique, non concluante. |
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| Phobos-2 (1989)
Restée deux mois en orbite martienne, la sonde a fourni quelques résultats importants sur l'atmosphère (aérosols + CO + H2O + profils) et la surface (premières cartes minéralogiques), l'interaction avec le vent solaire, et Phobos. La sonde est perdue avant le survol rapproché de Phobos et l'atterrissage d'un petit module, principal objectif de la mission. Mars Observer (1992) et Mars-96 (1996) Les deux premières missions modernes (incluant notamment des caméras numériques) ont été perdues avant de renvoyer des données (Mars Observer au moment de la mise en orbite martienne, Mars-96 au lancement). La mission russe Mars-96 était la plus grosse mission planétaire jamais conçue, incluant un orbiteur, deux stations au sol et deux pénétrateurs, 30 expériences en tout. Les principaux instruments de Mars Observer équipent les différentes sondes du programme Mars Surveyor (NASA), et certains instruments de télédétection de Mars-96 ont ensuite été embarqués sur Mars-Express (ESA). Atterrisseur + premier robot mobile sur Mars. C'était une mission technologique avec peu d'instruments. Premières images numériques depuis une orbite martienne. Analyses chimiques élémentaires des roches, étude de la diffusion atmosphérique, profil de descente. Ce troisième site d'atterrissage (après les deux sites Viking) a été choisi pour son intérêt géologique, mais est très semblable aux précédents. L'expérience de radioscience a également permis de contraindre la structure interne de Mars. |
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| Mars Global Surveyor (1997-présent)
Lancée en octobre 96, la sonde porte 6 des expériences de Mars Observer (perdu en 1992) : la caméra grand angle et haute résolution MOC (1,5 m de résolution max), le laser altimétrique MOLA (40 m de résolution verticale); le spectromètre IR-thermique TES, la mesure de champ magnétique, et l'expérience de gravimétrie par suivi d'orbite. Surveyor 98 (Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander) Lancés en décembre 98 (pour l'orbiteur) et janvier 99 (pour l'atterrisseur), les deux sondes ont été renommées Mars Climate Orbiter et Mars Polar Lander. La seconde était accompagnée de deux petites stations sur pénétrateurs qui constituaient une mission technologique à eux-seuls (nommée Deep Space 2). Cette mission était consacrée à l'étude de l'atmosphère au cours du temps, et embarquait les modèles de rechange des trois dernières expériences de Mars Orbiter. Les deux sondes ont été perdues en arrivant à Mars, ce qui a profondément remis en cause la stratégie d'exploration de la NASA ("Faster, cheaper, better"...). L'atterrisseur devait se poser sur un site de haute latitude (80°) : météo et imagerie sur place + profil atmosphérique de descente, analyses d'échantillons. Les deux petits pénétrateurs portaient un sismographe et une station météo rudimentaire. L'orbiteur incluait une caméra HR et devait mesurer la température atmosphérique. |
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 Image MOC de Nirgal Vallis (PIA03657-Nasa) |
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(NASA) Orbiteur dédié à l'étude de la composition chimique (spectros gamma et neutron) et minéralogique (radiomètre IR haute résolution) et à l'environnement radiatif. Le projet initial, qui comprenait un atterrisseur et un robot mobile, a été allégé après la perte des missions de 1999. La mission nominale a été prolongée pour poursuivre la couverture d'imagerie infrarouge (THEMIS) et l'intégration de données gamma/neutron. Cette mission a remplacé le projet d'atterrisseur Surveyor 2001 annulé après la perte des deux Surveyor 98. (ISAS, ex-Planet B) Mission japonaise lancée en 98, pour l'étude de la haute atmosphère et des interactions avec le vent solaire. Des problèmes dans le système de propulsion ont retardé la mise en orbite martienne jusqu'en janvier 2004. Avant l'arrivée, la sonde a été volontairement redirigée sur une trajectoire évitant Mars, car le risque de collision direct était jugé trop important après la dégradation des sous-systèmes. Mars Exploration Rovers (2003) (NASA) Deux robots mobiles identiques, dédiés à l'étude de sites qui ont peut-être connus des ambiances humides persistantes. Le premier (Spirit) s'est posé le 4 janvier 2004 dans le cratère Gusev, à l'embouchure de Ma'adim Vallis, qui semblait être un site de dépôts lacustres. Le second (Opportunity) s'est posé le 27 janvier 2004 dans Terra Meridiani, dans la zone riche en hématite grise cristalline détectée par TES sur MGS. Les deux robots ont exploré les sites et effectué des analyses chimiques (spectros alpha/proton) et minéralogiques (spectro IR thermique) [Charge utile Athena]. La mission nominale était de trois mois terrestres, elle se poursuit toujours 2 ans plus tard. |
 Image THEMIS de Ganges Chasma (Nasa) |
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(ESA) Première mission planétaire de l'ESA, comportant un orbiteur et un atterrisseur léger (Beagle II). L'atterrisseur devait effectuer des analyses du sol et du climat ; clairement sous-dimensionné, il a été perdu lors de la descente. Certains instruments de l'orbiteur sont adaptés de ceux qui équipaient Mars-96 : HRSC (caméra stéréo haute résolution), OMEGA (spectro-imageur visible-IR), PFS (spectro IR thermique haute résolution), Spicam (spectro UV-Visible haute résolution), Marsis (radar à grande pénétration), MarS (radioscience), ASPERA (détection de particules neutres, ions et électrons). |
 Image HRSC d'Ophir Chasma (ESA/DLR/FU) |
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(NASA) a été lancé en août 2005. L'activité sera centrée sur la télédétection à très haute résolution depuis une orbite basse (imagerie avec HiRise et spectro-imagerie IR avec CRISM). (NASA) Avec un lancement en août 2007, il réutilisera l'atterrisseur prévu pour la mission Surveyor 2001 et une partie de la charge utile développée pour Mars Polar Lander. (NASA) Lancement prévu en septembre 2009. Il s'agit d'un robot mobile beaucoup plus gros que Spirit et Opportunity. (ESA) Aurora est le nom générique du programme d'exploration du Système solaire à l'ESA. L'accent est mis, à long terme, sur la recherche de la vie et l'exploration humaine. Les premières missions étudiées dans ce contexte concernent Mars : ExoMars (caractérisation de l'environnement biologique pour l'exploration future) et Mars Sample Return (dérivé du projet CNES-NASA de la fin des années 90). L'ex-projet Netlander du CNES, annulé en 2003, pourrait réapparaître dans ce programme ESA.
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Les prochaines missions spatialesLes problèmes liés aux très grosses missions spatiales sont d'une part les temps de développement très longs (qui impliquent qu'on utilise à un moment donné des technologies assez anciennes, comme par exemple sur Galileo ou Cassini actuellement), d'autre part les risques liés à la perte d'une sonde : dans le cas de Mars-96, c'est toute la communauté planétaire russe qui pâtit durablement de l'échec du lancement. Inversement, la stratégie NASA "Faster, better, cheaper" a montré ses limitations avec la poursuite du programme Mars Surveyor en 1999, qui a connu un taux d'échec particulièrement élevé (les deux sondes Mars Polar Lander et Mars Climate Orbiter, ainsi que les deux pénétrateurs Deep Space 2). Ces échecs ont remis en question le rythme et les modalités de la suite du programme d'exploration de Mars, en particulier pour le retour d'échantillons. Le programme américain actuel comprend d'autres sondes plus modestes après Mars Global Surveyor, chacune consacrée à un type d'étude particulier, en tirant parti de chaque créneau de tir (tous les 26 mois).
Pour en savoir plus :
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