Mars Express de l'ESA a capturé des vues détaillées du petit, Phobos lune marqué et de forme irrégulière sous différents angles lors d'un survol unique.

Mars a deux lunes :Phobos et la plus petite et plus éloignée Deimos, nommé d'après les personnifications mythologiques grecques de la peur (Phobos, d'où la « phobie ») et de la terreur (Deimos).

Mars Express a exploré ce duo depuis qu'il a commencé à observer la planète rouge en 2004 :il a vu Phobos avec les beaux anneaux de Saturne en arrière-plan, a effleuré la lune à une distance de seulement 45 km, a utilisé sa caméra stéréo haute résolution pour prendre des images à 360 degrés incroyablement détaillées de Phobos et de sa surface aux marques intrigantes, et a approché Deimos pour produire une série d'images et cerner l'emplacement et les mouvements de la lune.

Une nouvelle séquence d'images de Mars Express capture désormais en détail les mouvements et la surface de Phobos. Le film comprend 41 images prises le 17 novembre 2019, lorsque Phobos a dépassé Mars Express à une distance de 2400 km. Mars Express est actuellement le seul vaisseau spatial capable d'effectuer des rencontres rapprochées avec Phobos.

Cette opportunité a permis au vaisseau spatial de voir une myriade de caractéristiques à la surface de la lune. On peut voir un certain nombre de cratères d'impact, créé lorsque le Phobos de 26 km de long a été touché par de petits corps et des débris rocheux au cours de son voyage dans l'espace. Le plus grand d'entre eux est le cratère Stickney, qui est visible vers le centre du cadre et mesure 10 km de diamètre.

Sont également visibles un certain nombre de marques linéaires et de sillons qui ressemblent à de longs, rainures profondes ou rayures. L'origine de ces caractéristiques est incertaine :elles ont peut-être été sculptées par des débris roulant sur la surface de la lune, ou créé lorsque la lune a été tirée dans différentes directions par les forces de marée entraînées par sa planète mère.

La séquence d'images montre Phobos sous plusieurs angles - la lune peut être vue en rotation, et s'éclaircit lentement avant de recommencer à s'assombrir. Le léger mouvement de haut en bas de la lune est causé par la légère oscillation de Mars Express, car le vaisseau spatial a tourné de sa position normale (pointant vers Mars) à cette nouvelle (pointant vers Phobos) afin d'acquérir ces images.

Ces données illustrent bien le concept d'angle de phase :l'angle entre une source lumineuse (dans ce cas, le soleil) et l'observateur (Mars Express), vu de l'objet cible lui-même (Phobos). L'angle de phase initial est de 17 degrés, tombe à près de 0 degré à mi-parcours (lorsque Phobos est à son maximum), puis monte à 15 degrés à la fin de l'animation.

Pour se faire une image mentale de cette trajectoire, on peut imaginer Mars Express observant Phobos d'un côté, se déplaçant lentement pour arriver à sa hauteur, puis s'éloigner de l'autre côté, dessinant un arc dans le ciel entre Phobos et le soleil.

Images acquises sur une gamme d'angles de phase, comme montré ici, sont incroyablement utiles pour les scientifiques. Différentes ombres sont projetées lorsque la position du soleil change par rapport à l'objet cible :cela éclaire et met en évidence les caractéristiques de la surface et permet de calculer la hauteur des caractéristiques, profondeur et relief, et révèle beaucoup sur la rugosité, porosité et réflectivité du matériau de surface lui-même.

Un angle de phase de zéro degré se produit lorsque le soleil est directement derrière l'observateur. Dans cet alignement, toute la lumière éclairant Phobos frappe la surface verticalement et est ainsi largement réfléchie dans l'espace, faisant s'éclaircir sensiblement l'objet cible, comme on le voit dans l'animation, et les ombres disparaissent. L'angle de phase le plus bas dans cette animation n'est pas précisément zéro, mais 0,92 degrés.

Cet arrangement - du soleil, Mars Express et Phobos où ce dernier est observé à un angle de phase proche de zéro - est très rare, et n'arrive que trois fois par an au maximum. D'autres chances d'atteindre un angle de phase inférieur à un ne se produiront pas avant avril et septembre 2020 (dans ce dernier cas, Mars Express peut atteindre un angle de phase précisément nul).

En tant que tel, Mars Express profite de chaque occasion pour voir cette petite et intrigante lune sous cet angle, faire la lumière sur ses propriétés, comportement, origine possible, les caractéristiques orbitales et la localisation dans l'espace et pour sonder son potentiel en tant que destination de mission.

Phobos est peut-être un monde inconnu, mais le phénomène montré dans le film est familier à tous ceux qui ont vu une pleine lune. Pour créer une pleine lune, le soleil, La Terre et la Lune s'alignent sur une ligne à peu près droite (bien que, en raison des inclinaisons orbitales, une composition exacte est rare, et se traduit par une éclipse lunaire). Ici, l'angle de phase - l'angle entre la source lumineuse (le soleil) et l'observateur à la surface de la Terre, vu de la Lune - est zéro, comme dans le film de Phobos. Aujourd'hui, 12 décembre, marque la dernière pleine lune de 2019. Alors levez les yeux, et pensez à Phobos, la petite lune de Mars.