Un catalogue inédit de plus de 21 000 images prises par une webcam sur Mars Express de l'ESA fait ses preuves en tant qu'instrument scientifique, fournissant une enquête mondiale sur les caractéristiques inhabituelles des nuages ​​​​à haute altitude sur la planète rouge.

La caméra basse résolution a été initialement installée sur Mars Express pour confirmer visuellement que l'atterrisseur Beagle-2 s'était séparé en 2003. En 2007, elle a été rallumée et utilisée principalement pour la sensibilisation, l'éducation et la science citoyenne, avec des images automatiquement postées sur une page Flickr dédiée, parfois en seulement 75 minutes après avoir été pris sur Mars.

L'année dernière, avec un nouveau logiciel, la caméra a été adoptée comme instrument scientifique de soutien. Maintenant, le premier article a été publié, sur détaché, nuages ​​​​à haute altitude et tempêtes de poussière sur le bord, ou "membre", de la planète.

Alors que ces nuages ​​​​de membres peuvent être imagés par d'autres instruments ou engins spatiaux, ce n'est pas nécessairement leur tâche principale - ils regardent généralement directement la surface avec un champ de vision étroit qui couvre une petite partie de la planète pour une étude spécialisée. Par contre, la webcam a souvent une vue globale du membre complet.

"Pour cette raison, les observations de membres en général ne sont pas si nombreuses, et c'est pourquoi nos images sont si précieuses pour contribuer à notre compréhension des phénomènes atmosphériques, " dit Agustin Sánchez-Lavega, auteur principal de l'étude de l'Université del Pais Vasco à Bilbao, Espagne.

"En combinant avec des modèles et d'autres ensembles de données, nous avons pu mieux comprendre le transport atmosphérique et les variations saisonnières qui jouent un rôle dans la génération des caractéristiques des nuages ​​à haute altitude."

Le catalogue de quelque 21 000 images prises entre 2007 et 2016 a été examiné et 300 identifiés pour l'étude.

Plusieurs images séparées de quelques minutes chacune ont été obtenues pour 18 événements lors de leur rotation dans la vue, fournir une documentation visuelle des caractéristiques sous différents angles.

En général, les caractéristiques des nuages ​​imagées par la caméra ont des altitudes maximales comprises entre 50 et 80 km au-dessus de la planète et s'étendent horizontalement d'environ 400 km à 1 500 km.

Afin de comprendre la nature des nuages ​​- par exemple, si elles étaient principalement composées de poussière ou de particules glacées, l'équipe a comparé les images avec les prédictions des propriétés atmosphériques détaillées par la base de données sur le climat de Mars. La base de données utilise des informations sur la température et la pression pour indiquer si des nuages ​​d'eau ou de dioxyde de carbone pourraient être capables de se former à ce moment et à cette altitude.

L'équipe a également examiné le rapport météo généré à partir d'images par Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, et dans certains cas, des observations correspondantes supplémentaires ont été obtenues à partir d'autres capteurs sur Mars Express de l'ESA.

Parmi les 18 étudiés en profondeur, la plupart ont été conclus pour être des nuages ​​de glace d'eau, et un a été attribué à une tempête de poussière.

Les hautes nuages ​​de glace d'eau semblaient dépendre de la position du soleil :ils sont présents au lever du soleil et en début d'après-midi, lorsque les températures sont plus basses, permettant à la glace d'eau de se condenser. Plus tard dans la journée, à mesure que la lumière du soleil augmente, l'eau-glace s'évapore, et ils se dissipent.

Variabilité de la température et teneur en vapeur d'eau selon la saison, ainsi que la dynamique atmosphérique, peut également jouer un rôle dans les caractéristiques visibles des nuages.

Un événement a été attribué à une tempête de poussière locale dans l'hémisphère nord, qui a également été capturée par des images prises en regardant la surface par le Mars Reconnaissance Orbiter. La tempête a évolué rapidement, et a pris une forme d'arc avec un front d'environ 1950 km sur son bord extérieur et 730 km sur son bord intérieur, et une largeur de 60 à 130 km. Les observations des membres par la webcam ont indiqué que l'altitude était d'environ 65 km.

"Cette surveillance à long terme nous a permis de détecter et de mesurer l'étendue de la poussière et des nuages ​​sur le limbe de la planète, et étudier les changements avec une cadence d'imagerie élevée, " dit Dmitri Titov, Scientifique du projet Mars Express de l'ESA.

"Nous continuerons à maintenir la base de données avec des observations systématiques de la webcam pour fournir une vue large des phénomènes atmosphériques."

Exemple d'événement nuageux capturé par la caméra de surveillance visuelle Mars Express de l'ESA le 15 décembre 2009 au-dessus de l'équateur. La formation nuageuse atteint une altitude maximale de 40 km et s'étend sur 830 km horizontalement. Il montre des fonctionnalités intéressantes telles que les "blobs", qui comprennent un élément incliné détaché dans le sens nord-sud, suggérant qu'il est façonné par l'action des vents méridionaux. L'événement s'est produit près de l'équinoxe de printemps pour l'hémisphère nord, ce qui suggère qu'il s'agit d'un nuage de condensats de particules d'eau et de glace.