La chasse aux tempêtes demande de la chance et de la patience sur Terre, et encore plus sur Mars.

Pour les scientifiques observant la planète rouge à partir des données recueillies par les orbiteurs de la NASA, le mois dernier a été une aubaine. Des tempêtes de poussière "globales", où une série d'orages incontrôlables crée un nuage de poussière si grand qu'il enveloppe la planète, n'apparaissent que tous les six à huit ans (c'est-à-dire trois à quatre années martiennes). Les scientifiques ne comprennent toujours pas pourquoi ni comment exactement ces tempêtes se forment et évoluent.

En juin, l'un de ces événements de poussière a rapidement englouti la planète. Les scientifiques ont observé pour la première fois une tempête de poussière à plus petite échelle le 30 mai. Le 20 juin, il était devenu mondial.

Pour le rover Opportunity, cela signifiait une baisse soudaine de la visibilité d'un clair, journée ensoleillée à celle d'un temps couvert. Parce qu'Opportunity fonctionne à l'énergie solaire, les scientifiques ont dû suspendre leurs activités scientifiques pour préserver les batteries du rover. Depuis le 18 juillet, aucune réponse n'a été reçue du rover.

Heureusement, toute cette poussière agit comme un isolant atmosphérique, empêcher les températures nocturnes de descendre à un niveau inférieur à ce que Opportunity peut gérer. Mais le rover de près de 15 ans n'est pas encore tiré d'affaire :cela pourrait prendre des semaines, voire des mois, pour que la poussière commence à se déposer. Sur la base de la longévité d'une tempête mondiale de 2001, Les scientifiques de la NASA estiment qu'il pourrait s'écouler début septembre avant que la brume se soit suffisamment dissipée pour qu'Opportunity puisse s'allumer et appeler à la maison.

Quand le ciel commence à s'éclaircir, Les panneaux solaires d'Opportunity peuvent être recouverts d'une fine pellicule de poussière. Cela pourrait retarder une récupération du rover car il rassemble de l'énergie pour recharger ses batteries. Un coup de vent aiderait, mais ce n'est pas une condition pour un rétablissement complet..

Pendant que l'équipe d'Opportunity attend sérieusement d'avoir des nouvelles du rover, les scientifiques d'autres missions martiennes ont eu une rare chance d'étudier ce phénomène de grattage de la tête.

L'orbiteur de reconnaissance Mars, L'Odyssée de Mars, et les orbiteurs Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) adaptent tous leurs observations de la planète rouge pour étudier cette tempête mondiale et en savoir plus sur les modèles météorologiques de Mars. Pendant ce temps, le rover Curiosity étudie la tempête de poussière de la surface martienne.

Voici Voici comment chaque mission étudie actuellement la tempête de poussière, et ce que nous pourrions en apprendre :

L'Odyssée de Mars

Avec l'instrument THEMIS (Thermal Emission Imaging System), les scientifiques peuvent suivre la température de surface de Mars, température atmosphérique, et la quantité de poussière dans l'atmosphère. Cela leur permet de regarder la tempête de poussière grandir, évoluer, et se dissiper avec le temps.

"C'est l'un des événements météorologiques les plus importants que nous ayons vu sur Mars, " depuis le début des observations des engins spatiaux dans les années 1960, dit Michael Smith, un scientifique du Goddard Spaceflight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland qui travaille sur l'instrument THEMIS. "Avoir un autre exemple de tempête de poussière nous aide vraiment à comprendre ce qui se passe."

Depuis le début de la tempête de poussière, l'équipe THEMIS a augmenté la fréquence des observations atmosphériques globales de tous les 10 jours à deux fois par semaine, dit Smith. Un mystère qu'ils essaient toujours de résoudre :comment ces tempêtes de poussière se mondialisent. "Chaque année martienne, pendant la saison poussiéreuse, il y a beaucoup de tempêtes à l'échelle locale ou régionale qui couvrent une zone de la planète, ", a déclaré Smith. Mais les scientifiques ne savent pas encore comment ces petites tempêtes se développent parfois pour finir par encercler la planète entière.

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Mars Reconnaissance Orbiter dispose de deux instruments pour étudier la tempête de poussière. Chaque jour, le Mars Color Imager (MARCI) cartographie la planète entière en milieu d'après-midi pour suivre l'évolution de la tempête. Pendant ce temps, L'instrument Mars Climate Sounder (MCS) de MRO mesure l'évolution de la température de l'atmosphère avec l'altitude. Depuis fin mai, les instruments ont observé le début et l'expansion rapide d'une tempête de poussière sur Mars.

Avec ces données, les scientifiques étudient comment la tempête de poussière modifie les températures atmosphériques de la planète. Tout comme dans l'atmosphère terrestre, les changements de température sur Mars peuvent affecter la configuration des vents et même la circulation de l'ensemble de l'atmosphère. Cela fournit une rétroaction puissante :le chauffage solaire de la poussière projetée dans l'atmosphère modifie les températures, qui change les vents, ce qui peut amplifier la tempête en soulevant plus de poussière de la surface.

Les scientifiques veulent connaître les détails de la tempête :où l'air monte-t-il ou descend-il ? Comment les températures atmosphériques se comparent-elles maintenant à une année sans tempête ? Et comme pour Mars Odyssey, l'équipe MRO veut savoir comment ces tempêtes de poussière se mondialisent.

"Le fait même que vous puissiez commencer avec quelque chose qui est une tempête locale, pas plus grand qu'un petit état [américain], puis déclencher quelque chose qui soulève plus de poussière et produit une brume qui couvre presque toute la planète est remarquable, " a déclaré Rich Zurek du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, le scientifique du projet pour MRO.

Les scientifiques veulent savoir pourquoi ces tempêtes surviennent toutes les quelques années, which is hard to do without a long record of such events. It'd be as if aliens were observing Earth and seeing the climate effects of El Niño over many years of observations—they'd wonder why some regions get extra rainy and some areas get extra dry in a seemingly regular pattern.

MAVEN

Ever since the MAVEN orbiter entered Mars' orbit, "one of the things we've been waiting for is a global dust storm, " a déclaré Bruce Jakosky, the MAVEN orbiter's principle investigator.

But MAVEN isn't studying the dust storm itself. Plutôt, the MAVEN team wants to study how the dust storm affects Mars' upper atmosphere, about 62 miles (more than 100 kilometers) above the surface—where the dust doesn't even reach. MAVEN's mission is to figure out what happened to Mars' early atmosphere. We know that at some point billions of years ago, liquid water pooled and ran along Mars' surface, which means that its atmosphere must have been thicker and more insulating, similar to Earth's. Since MAVEN arrived at Mars in 2014, its investigations have found that this atmosphere may have been stripped away by a torrent of solar wind over several hundred million years, between 3.5 and 4.0 billion years ago.

But there are still nuances to figure out, such as how dust storms like the current one affect how atmospheric molecules escape into space, Jakosky said. Par exemple, the dust storm acts as an atmospheric insulator, trapping heat from the Sun. Does this heating change the way molecules escape the atmosphere? It is also likely that, as the atmosphere warms, more water vapor rises high enough to be broken down by sunlight, with the solar wind sweeping the hydrogen atoms into space, Jakosky said.

The team won't have answers for a while yet, but each of MAVEN's five orbits per day will continue to provide invaluable data.

Curiosité

Most of NASA's spacecraft are studying the dust storm from above. The Mars Science Laboratory mission's Curiosity rover has a unique perspective:the nuclear-powered science machine is largely immune to the darkened skies, allowing it to collect science from within the beige veil enveloping the planet.

"We're working double-duty right now, " said JPL's Ashwin Vasavada, Curiosity's project scientist. "Our newly recommissioned drill is acquiring a fresh rock sample. But we are also using instruments to study how the dust storm evolves."

Curiosity has a number of "eyes" that can determine the abundance and size of dust particles based on how they scatter and absorb light. That includes its Mastcam, ChemCam, and an ultraviolet sensor on REMS, its suite of weather instruments. REMS can also help study atmospheric tides—shifts in pressure that move as waves across the entire planet's thin air. These tides change drastically based on where the dust is globally, not just inside Gale crater.

The global storm may also reveal secrets about Martian dust devils and winds. Dust devils can occur when the planet's surface is hotter than the air above it. Heating generates whirls of air, some of which pick up dust and become dust devils. During a dust storm, there's less direct sunlight and lower daytime temperatures; this might mean fewer devils swirling across the surface.

Even new drilling can advance dust storm science:watching the small piles of loose material created by Curiosity's drill is the best way of monitoring winds.

Scientists think the dust storm will last at least a couple of months. Every time you spot Mars in the sky in the weeks ahead, remember how much data scientists are gathering to better understand the mysterious weather of the Red Planet.