Mars, la quatrième planète à partir du soleil, fascine les gens à bien des égards. Pour les chercheurs atmosphériques, c’est un sujet intéressant car Mars est la planète la plus semblable à la Terre de notre système solaire. Depuis 1976, des sondes posées sur Mars ont recueilli des informations sur ses phénomènes météorologiques dynamiques.
Dans sa thèse de doctorat à l’Université Aalto, Henrik Kahanpää a étudié les mesures de la pression atmosphérique sur Mars, importantes non seulement pour modéliser l’atmosphère de Mars mais aussi pour comprendre les conditions d’autres planètes.
« Le changement climatique a accru le besoin de modéliser l’atmosphère de la Terre. Le test ultime pour vérifier la validité des modèles climatiques de la Terre est de les comparer aux modèles d’une autre planète. Les modèles d’atmosphères planétaires sont également précieux pour évaluer les conditions des exoplanètes trouvées en dehors de notre système solaire », explique Kahanpää et admet que la pure curiosité l’a inspiré à étudier Mars.
« Ce n’est pas un hasard si le rover envoyé sur Mars par la NASA en 2011 et qui y effectue toujours des mesures s’appelle Curiosity. »
Savoir-faire finlandais pour les mesures martiennes
Les études doctorales de Kahanpää ont commencé alors qu’il travaillait à l’Institut météorologique finlandais. Là, il a participé au développement de l’instrument de pression du rover Curiosity.
L’Institut météorologique finlandais a également fourni un instrument de pression pour la sonde Phoenix de la NASA qui s’est posée sur Mars en 2008. Ces instruments sont basés sur des têtes de capteur Barocap développées par la société finlandaise Vaisala Oyj. Bien qu’il s’agisse des instruments météorologiques les plus précis envoyés à l’extérieur de la Terre, toutes les mesures sont affectées par des incertitudes, en particulier dans des conditions difficiles et inattendues comme sur Mars.
Kahanpää a étudié les sources d’incertitude affectant ces mesures de pression et a développé des algorithmes de correction pour les compenser. Les résultats ont été utilisés dans le développement de l’instrument de pression du rover Perseverance de la NASA opérant actuellement sur Mars. La thèse a montré que la pression atmosphérique de surface d’un autre corps céleste peut être mesurée avec une précision d’environ 0,5 % par ces instruments.
« La comparaison des mesures de pression corrigées de la sonde Phoenix avec les mesures des atterrisseurs Viking de la NASA a révélé qu’aucun changement mesurable n’a eu lieu dans le climat martien entre les années 1970 et 2008. »
Diables de poussière
Soulevant la poussière dans l’atmosphère, les diables de poussière sont importants pour la recherche du climat martien. Ils peuvent avoir des diamètres supérieurs à un kilomètre et avoir plus de dix kilomètres de haut, bien qu’ils soient généralement beaucoup plus petits.
« Sur Terre, les diables de poussière faibles font tourner les feuilles d’automne sur les parkings, tandis que les diables de poussière forts ressemblent à des tornades. Dans l’air ténu de Mars, les diables de poussière sont un phénomène plus important car la poussière soulevée de la surface de la planète a un impact énorme sur les flux atmosphériques. de Mars. »
Les tempêtes de poussière soulèvent la poussière dans l’atmosphère martienne lorsque la planète est la plus proche du soleil. Cependant, l’atmosphère est également poussiéreuse lorsque Mars est la plus éloignée du soleil. Les diables de poussière ont été soupçonnés d’être l’explication. Les recherches de Kahanpää remettent en question cette perception dominante.
« J’ai cherché des signes de tourbillons dans les mesures météorologiques de Curiosity et j’ai découvert que seuls quelques-uns des tourbillons étaient assez forts pour soulever de la poussière. En effet, selon des études récentes, il semble que d’autres phénomènes à petite échelle, tels que les vents de pente , sont capables de soulever beaucoup de poussière dans l’atmosphère martienne. »
Les informations sur les diables de poussière sont importantes pour la planification des futurs sites d’atterrissage sur Mars, car ils ont un impact significatif sur les équipements à la surface de la planète. Les diables de poussière peuvent également être bénéfiques pour les atterrisseurs martiens car ils peuvent nettoyer les panneaux solaires des sondes. Pour cette raison, le rover Spirit de la NASA a survécu à la surface beaucoup plus longtemps que prévu.