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La découverte du monde > Le ciel
Mars
Histoire des découvertes
Mars a attiré l'attention pour de nombreuses raisons. Sa couleur rouge éclatante,  lui a conféré une valeur symbolique particulière dans de nombreuses sociétés. Cela explique que l'on découvre des mentions de Mars dans les plus anciens documents astronomiques connus. En Mésopotamie, en Chine, ils remontent à plus de 4000 ans. Avec l'apparition des premières lunettes astronomiques, ce sont les détails que l'on a commencé à distinguer à la surface de Mars qui signalé sa singularité. La planète possédait des calottes de glace, mais aussi des continents et, semblait-il des océans, et peut-être même une végétation changeante au fil des saisons...  Un monde à la fois semblable et différent de la Terre, un monde avec son atmosphère qui était parfois le siège de tempêtes et d'autres phénomènes météorologique qui nous sont si familiers. Un monde, en somme, propice à tous les emballements de l'imagination. Certes, l'exploration spatiale, depuis les années 1970, a transformé notre vision de la planète, et on ne croit plus depuis belle lurette, comme on s'en était persuadé à la fin du XIXe siècle, qu'il y ait des canaux sur Mars, pour y réguler la circulation des eaux. Et les Martiens, aujourd'hui, ne se rencontrent plus que dans les ouvrages de science-fiction. Mais en a-t-on vraiment terminé avec tous les fantasmes suscités par cette planète?
Dates clés :
1672 - Premiers détails identifiés à la surface de la planète par Huygens.

1783 - Herschel découvre la variation saisonnière des calottes polaires.

1877 - Découverte, à l'occasion de l'opposition qui a lieu cette année-là, par Asaph Hall des deux satellites de Mars, Phobos et Deimos. Par ailleurs, les observations de Schiaparelli le conduisent à annoncer l'existence de canaux sur la planète.

1912 - Abandon de l'hypothèse des canaux martiens.

c. 1920 - Nicholson et Pettit en abaissant les températures martiennes procurent à la météorologie de la planète de nouvelles bases.

1965 - Premières images de la surface martienne transmises par la sonde Mariner 4.

1976 - Alunissage en douceur des sondes Viking.


Jalons
Mars à vue d'oeil

A l'oeil nu, la planète Mars brille dans le ciel comme un astre de première magnitude. Elle se distingue particulièrement par son éclat rouge et dans tous les temps elle a été remarquée pour cette coloration. Lorsque les Grecs et les Romains voulaient parler d'une étoile rougeâtre, ils prenaient toujours Mars pour point de comparaison. Aujourd'hui encore, cet astre est le plus rouge de tous ceux que l'on voit à l'oeil nu. Le nom de l'étoile rougeâtre Antarès (constellation du Scorpion) prend lui-même Mars pour référence, puisqu'il signifie : rivale de Mars.

Dans l'ancienne Chine, Mars était nommé Young-Huo, la lueur vacillante, et aussi Tch'i-Sing, la planète rouge. Ici, comme dans le bassin méditerranéen, la planète avait une grande importance astrologique. Elle était censée gouverner les juges de l'empereur qui administraient la justice au-dedans et la guerre au-dehors. C'est en l'an 271 avant J.-C. que furent faites les premières observations de Mars, citées dans l'Almageste de Ptolémée

Mars, enfin, a eu un rôle spécial dans la compréhension des mouvements planétaires : c'est en l'étudiant d'après ses propres observations et en se basant sur celles de son maître, l'illustre Tycho Brahe, que Kepler a découvert successivement les trois lois du mouvement elliptique des planètes autour du Soleil, lois si importantes, qu'on les désigne toujours sous le nom de lois de Kepler.
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Mars et les batailles (gravure de 1693).
Mars à l'âge télescopique

II nous faut arriver jusqu'en 1610 pour voir Galilée diriger les premières lunettes sur cette planète qui a des phases comparables à celles de la Lune, mais de bien moindre intensité. A partir de cette époque, ce qui a intéressé en priorité les astronomes c'est l'étude des détails de la surface de la planète. L'aspect de Mars a montré des parties sombres et des parties claires permanentes ou légèrement variables, qui conduiront à des méprises durables sur leur nature. A propos de Mars, comme à propos de la Lune, on va parler de mers et d'océans pour désigner les régions sombres, et de continents pour les claires. Mais contrairement à ce qui c'est produit avec notre satellite, où l'on a renoncé très vite à prendre au mot pareille identification, les mers martiennes ont été considérées comme contenant véritablement de l'eau jusqu'au début du XXe siècle. Les canaux qu'à partir de 1877, on a cru également repérer sur Mars, n'étaient qu'une composante de cette méprise. 

Quoi qu'il en soit, la planète est minutieusement étudiée à chacune de ces oppositions, c'est-à-dire, tous les deux ans, lorsque les conditions sont le plus favorables, car la planète est alors au plus près de la Terre. La richesse des détails observés, dans des instruments chaque fois plus puissants, a conduit ainsi à un grand travail de cartographie. Une discipline nouvelle s'est créée, l'aréographie  (du grec Arès = Mars), ou cartographie martienne.  Les premières cartes ont été dressées par Beer et Maedler en 1830, 1832 et 1837; d'autres sont dues à Dawes, Green, Proctor, Flammarion, etc. La meilleure, estimera-t-on quelque temps sera celle Schiaparelli, qui  étudia si attentivement la planète sous le beau ciel de Milan. Cette carte, sur laquelle figurait pour la première fois le vaste réseau supposé de canaux martiens, posait également les bases de la nomenclature martienne toujours en vigueur .
 

L'Atmosphère et les climats

La surface, si complexe et changeante, de Mars n'a pas été la seule à attirer l'attention des astronomes, dès qu'ils ont disposé de lunettes et de télescopes suffisamment puissants. Certaines variations trahissaient en effet des phénomènes qui affectaient plutôt l'atmosphère de la planète, et parfois même des relations possibles entre cette atmosphère et le sol. L'observation des calottes polaires, d'abord repérées par Cassini dès 1666, aura été de ce point de vue déterminante.  Herschel, en 1781 interprétera leurs variations saisonnières un effet des fontes de la glace, et, à partir de là, il ne sera plus douteux qu'il y ait de l'eau sur Mars, et qu'elle y participait à des cycles comparables à ceux que l'on connaît sur Terre. D'ailleurs cette eau, vu sous  forme de glace dans les neiges polaires, n'apparaissait-elle pas sous forme de brouillards dans les nuages de la planète? Et l'étude spectroscopique, conduite dès 1867 par Huggins ne montrait-elle pas elle aussi que l'atmosphère martienne était imprégnée de vapeur d'eau?  Il y a sur Mars, observait-on par ailleurs, des jours, des saisons entières même, où cette atmosphère est brumeuse, nuageuse, sur une grande étendue géographique, de telle sorte qu'on ne distingue plus la surface et que la planète paraît beaucoup plus blanche, à cause de l'éclairement supérieur de ces nuages par le Soleil. Autant dire les éléments de la météorologie de Mars semblaient avoir une grande analogie avec ceux de la Terre. A partir du début du XIXe siècle, les astronomes avaient cependant pratiquement fait le tour des similitudes, et ils durent au cours des décennies suivantes se préoccuper aussi des nombreuses différences. 

Si, par exemple, l'aspect de la géographie de Mars, estimaient-ils alors, prouvait que l'eau y était à l'état liquide, et que les phénomènes météorologiques qui s'y déroulaient semblaient bien montrer qu'elle s'y évaporait et donnait naissance à des vapeurs, des brouillards, des nuages, des pluies et des neiges, ils reconnaissait que ces phénomènes n'avaient pas l'ampleur qu'ils ont sur Terre. La masse de la planète étant beaucoup plus petite que celle de notre globe, la distribution toute différente des mers et des continents sur Mars et sur la Terre amenait, expliquait-on, des différences considérables qu'un simple coup d'oeil sur la carte fait vite remarquer. Certaines des variations observées à la surface étaient interprétées comme des inondations périodiques qui couvraient d'immenses étendues du sol de la planète à chaque été martien, pour les laisser ensuite libres. Et cela expliquait que la circulation des eaux dans l'atmosphère puisse au total être si différente de celle que nous connaissons sur Terre. En particulier, il ne pouvait pleuvoir que très peu sur Mars, et pour certains, il se pouvait qu'il ne pleuve pas du tout, car en ne constate jamais de voiles vaporeux comparables à nos nuages et qui soient capables d'amener une précipitation aqueuse. Il reviendra au XXe siècle de comprendre le caractère illusoire de cette météorologie, reposant sur des bases presque toutes erronées.

Les Canaux de Mars

Les canaux de Mars ont fait explicitement leur apparition en 1877, lorsque Schiaparelli, à la suite de longues et persévérantes observations, répertorie un grand nombre ou lignes droites plus ou moins sombres enchevêtrées les unes dans les autres et sillonnant le globe de Mars, et les reporte sur une carte. Ces supposé canaux occuperont les astronomes pendant plusieurs décennies, et leur inexistence ne sera reconnue qu'à partir de 1912, grâce, notamment, aux travaux  d'Antoniadi. On commettrait un contresens important si l'on s'imaginait qu'il y a jamais eu pour autant une "affaire des canaux martiens". Il n'y a pas eu d'affaire, du moins si l'on entend par là un épisode qui aurait explosé à la figure des astronomes, et suscité un émoi en proportion de la surprise provoquée par leur irruption dans le débat scientifique. L'hypothèse des canaux posait des problèmes; leur existence était une énigme. Mais elle restait parfaitement acceptable pour des esprits bien préparés à l'accepter.

Les canaux martiens se sont, de fait,  inscrits dans une perspective que l'on serait tenté de qualifier d'assez logique, si ce n'est de nécessaire, au vu de l'état dans lequel se trouvait à l'époque la science martienne, tant du côté observationnel que théorique. Quand la carte de Schiaparelli est parue, on s'est avisé que des cartes précédentes signalaient déjà ces prétendues formations. Ainsi, celle de Beer et Maedler parue dans les années 1840, portait  déjà l'indication de ce que l'on identifiait désormais comme les principaux canaux : Nectar, Agathodémon, Hadès et Tartare; celle que Lockyer avait publiée en 1862 le montraient également; et en 1864, Dawes en avait ajouté huit ou dix nouveaux. Pour assimiler ces marques à de véritables canaux, il ne restait plus qu'à les rapprocher de cet autre caractéristique de Mars, que l'on reconnaissait à la même époque : les variations dans le contour des grandes régions sombres de la planète. Voyez en elles des océans, interprétez leurs variations, comme l'effet de mouvements de grande ampleur des eaux de ces océans, et vous n'aurez pas beaucoup de mal à insérer dans votre vision de la planète l'idée de voies par lesquelles se ferait le transport des eaux sur de grandes distances.

La découverte de Phobos et Deimos

En 1877, Asaph Hall, qui avait étudié longuement cette planète (11 et 17 août). Jusqu'à cette découverte, Mars passait pour une planète dépourvue de satellites. Et ce n'était pas faute de les avoir cherché, après les avoir souvent imaginé. Il avait été ainsi question déjà des deux satellites de Mars; mais ce n'était qu'une pure hypothèse, des boutades de Swift, de Voltaire... Le fait est que depuis l'invention des lunettes, aucun astronome ne se douta que Mars fût accompagné de deux satellites. Il fallut la puissante lunette de Washington pour apercevoir enfin ces astres qui restent toujours très rapprochés du globe autour duquel ils circulent, puisque l'un ne s'éloigne, pas à plus de 2,8 demi diamètres de Mars, et l'autre à plus de 6,9. L'inventeur les a baptisés des noms de Deimos et de Phobos (la Terreur et la Crainte), qui sont les compagnons habituels du dieu de la guerre 

L'exploration in situ

L'exploration de Mars, démarrée dès 1960 a permis de placer plusieurs sondes en orbite autour de la planète (sondes Viking en 1976, Mars Global Surveyor en 1997), et plusieurs engins ont également pu se poser en douceur à sa surface et y recueillir quantité d'informations (les Viking encore, et, en 1997, Mars Pathfinder). Reste que ces succès paraissent aujourd'hui bien limités au regard des très nombreuses tentatives qui ont été faites pour atteindre une planète décidément bien difficile d'accès, au regard aussi de l'effort de propagande qui, au lendemain des expéditions Apollo qui ont emmené douze astronautes sur la Lune, promettait de faire de Mars, la prochaine grande étape de l'exploration des planètes par des humains.

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