Depuis des décennies, des terriens ont envoyé des vaisseaux spatiaux sur Mars pour étudier la surface poussiéreuse de la planète et sa fine atmosphère. Maintenant, la NASA envoie un atterrisseur sur la planète rouge pour regarder au plus profond de son cœur.

Dès samedi matin, InSight de la NASA décollera de la base aérienne de Vandenberg en Californie. Après un voyage de près de sept mois, il commencera à sonder l'intérieur profond d'un monde proche qui autrefois aurait pu ressembler beaucoup plus au nôtre.

L'exploration intérieure à l'aide d'enquêtes sismiques, La mission Géodésie et transport de chaleur vise à comprendre le flux de chaleur caché de la planète, son activité sismique et la nature de son noyau. Tous ces éléments pourraient aider les scientifiques à se plonger dans l'histoire et l'évolution de notre voisin planétaire.

"Même si nous avons eu beaucoup de missions vers Mars - des orbiteurs mais aussi des atterrisseurs et des rovers rampant à la surface - nous n'avons jamais eu de mission consacrée à regarder à l'intérieur de Mars, " dit Gérald Schubert, un géophysicien et physicien planétaire à UCLA qui n'est pas impliqué dans la mission. "InSight est vraiment unique dans l'exploration de la structure interne et de la composition des planètes terrestres. Il n'y en a jamais vraiment eu une comme celle-ci auparavant."

La NASA a déjà envoyé des sismomètres sur Mars, à bord des deux atterrisseurs Viking qui ont atterri en 1976. Mais ceux-ci n'ont pas fonctionné comme prévu - l'instrument sur Viking 1 a échoué, et celui de Viking 2 a été submergé par les vibrations des vents martiens. (La dernière fois que des sismomètres de la NASA ont été déployés avec succès au large de la Terre, c'était lors des missions Apollo vers la Lune.)

Bruce Banerdt se souvient trop bien de ces échecs vikings. Étudiant diplômé en sciences géologiques à l'époque, il a ressenti un pincement au cœur lorsqu'il est devenu évident que les capteurs ne produiraient pas grand-chose, si seulement, données sismologiques.

Maintenant, Banerdt est géophysicien au Jet Propulsion Laboratory de La Canada Flintridge et chercheur principal pour InSight. Avec une nouvelle génération de sismomètres martiens prêts à être lancés, "Je peux à peine dormir la nuit, Je suis vraiment enthousiaste, " a-t-il dit. " Ça a été un si long chemin. "

Routiers, les atterrisseurs et les engins spatiaux en orbite ont trouvé des preuves de lacs, rivières, volcans et combinaisons chimiques favorables à la vie sur Mars. La sismologie permet aux scientifiques d'entrevoir les machinations internes qui ont conduit à ces caractéristiques.

« Avec la sismologie, nous pouvons essentiellement créer une carte en 3D de l'intérieur de la planète, " a déclaré Banerdt. " A partir de là, nous pouvons commencer à comprendre comment la planète s'est formée, Comment ça fonctionne."

Il y a des milliards d'années, les scientifiques pensent, Mars ressemblait beaucoup plus à la Terre :elle avait des lacs d'eau et peut-être même un océan peu profond sous des nuages ​​gonflés qui flottaient dans une atmosphère épaisse. Des tests menés par le rover Curiosity ont montré que la vie microbienne aurait théoriquement pu exister dans un tel environnement.

Puis l'intérieur de la planète s'est refroidi et Mars a perdu la majeure partie de son atmosphère. Sans ça, l'eau s'est évaporée et la surface est devenue rouillée, étendue poussiéreuse que nous voyons aujourd'hui.

L'étude de la dynamique interne de Mars aidera les scientifiques à comprendre pourquoi elle a évolué comme elle l'a fait, dit Banerdt.

Par exemple, La Terre a un champ magnétique protecteur qui empêche notre atmosphère d'être emportée par le vent solaire et les rayons cosmiques. Ce champ est alimenté par le mouvement du métal en fusion dans le noyau terrestre.

Mars semble avoir perdu son bouclier magnétique au début de son histoire, et l'atmosphère de la planète est aujourd'hui environ 100 fois plus mince que celle de la Terre. L'étude du noyau martien pourrait aider les chercheurs à comprendre pourquoi le destin de Mars a divergé du nôtre.

Sur une planète rocheuse comme Mars, la chaleur qui vient du coeur est produite par des éléments radioactifs, dit Sue Smrekar, géophysicien du JPL et chercheur principal adjoint d'InSight. Cette chaleur aurait alimenté les volcans martiens et d'autres réactions géophysiques, produisant finalement l'atmosphère de la planète et au moins une partie de son eau liquide.

Savoir d'où vient l'atmosphère, ce qu'il contenait et combien de temps il a duré pourrait aider les scientifiques à estimer combien de temps Mars a hébergé des environnements favorables à la vie. Et connaître les concentrations d'éléments radiogéniques à l'intérieur de Mars aidera les scientifiques à déterminer la quantité d'énergie disponible pour alimenter toute cette activité, dit Smrekar.

"Cela nous aide à mieux comprendre les éléments constitutifs originaux de la planète, " elle a dit.

Une fois qu'InSight a atterri sur Mars fin novembre, il fera office de médecin solaire, en utilisant ses trois principaux instruments pour prendre la température de la planète, vérifier ses réflexes et effectuer une échographie.

L'engin placera un sismomètre à la surface de la planète, puis le recouvrira d'un bouclier protecteur pour amortir le vent et le "bruit" thermique à la surface. Ce sismomètre écoutera les tremblements de terre – la version martienne des tremblements de terre – ainsi que les impacts de météorites.

Les deux produisent des ondes sismiques qui sont modifiées de différentes manières lorsqu'elles traversent les couches de matériaux de la planète. Plus ces perturbations sont éloignées, mieux c'est, car les ondes traverseront plus de matière avant d'atteindre le sismomètre. L'étude des modifications subtiles de ces ondes révélera une image plus claire du contenu de la planète.

InSight déploiera également une sonde de flux de chaleur pour avoir une meilleure idée de la température interne de la planète, en le martelant à environ 16 pieds de profondeur pour éviter l'influence des oscillations jour-nuit à la surface. Les changements qu'il détecte devraient aider les scientifiques à déterminer à quel point l'intérieur de Mars est chaud.

Finalement, le vaisseau spatial mesurera le décalage des signaux radio entre lui et la Terre pour voir à quel point le pôle nord martien vacille lorsque la planète tourne autour du soleil. La taille et la fréquence de cette oscillation pourraient donner des indications sur le diamètre et la densité du noyau de la planète.

Alors que les scientifiques ont fait des suppositions éclairées sur l'apparence de l'intérieur martien, ils ne savent toujours pas avec certitude ce qu'ils vont trouver, dit Sean Solomon, un sismologue et planétologue à l'Université Columbia qui était le chercheur principal de la mission MESSENGER 2011 de la NASA à Mercure.

"Une grande partie de ce que nous comprenons des enregistrements sismiques de la Terre peut ne pas s'appliquer lorsque nous allons dans un autre corps planétaire, " dit Salomon, qui n'est pas impliqué dans InSight.

C'est une bonne chose, disent les scientifiques.

Chacune des planètes rocheuses de notre système solaire, en particulier Vénus, La Terre et Mars sont constitués à peu près de la même matière et formés à peu près dans le même environnement solaire. Mais des différences subtiles dans des facteurs tels que leur taille, la composition et la distance du soleil ont conduit chaque planète à être très différente de ses voisines.

De cette façon, chacun sert d'exécution distincte d'une expérience naturelle qui peut nous renseigner sur les planètes en général, dit Salomon.

"Un jour, nous enverrons un vaisseau spatial vers l'étoile la plus proche avec des planètes, mais en attendant, nous sommes limités à ce que les observations astronomiques peuvent être faites, " a-t-il dit. " Donc, plus nous comprenons nos voisins du système solaire, meilleure sera notre position pour interpréter ce que nous pouvons mesurer à partir des exoplanètes."

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