Après plus de six mois de voyage dans l’espace, la sonde spatiale InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) lancée par la NASA le 5 mai 2018 dans le cadre du programme Discovery, a atterri avec succès sur Mars le 26 novembre 2018. Consacrée à l’étude de la structure interne de la planète rouge, et notamment à l’évaluation de son activité sismique, InSight embarque deux puissants instruments d’analyse qui seront déployés dans les prochaines semaines.

Initié dans les années 1990, le programme Discovery comprend une série de missions spatiales robotisées destinées à l’exploration du Système solaire. En 2012, la mission InSight — la synthèse de plusieurs autres missions martiennes proposées les 20 dernières années — est sélectionnée, et son développement commence alors. L’objectif de la mission est d’atterrir sur Mars pour y opérer des relevés géodynamiques pendant deux années terrestres.

Au terme d’un voyage de presque 7 mois, InSight a correctement atterri sur Mars ce lundi 26 novembre, et a déjà commencé à envoyer des photos de son environnement immédiatement après son atterrissage :

photo insight mars

Première photo transmise par InSight après son atterrissage. Bien que le capteur optique soit tapissé de poussière (ou plutôt son cache protecteur), l’on distingue clairement la ligne d’horizon, le sol martien et une partie de l’atterrisseur au bas de l’image. Crédits : NANA/JPL/Caltech

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Photo transmise par la caméra IDC (Instrument Deployment Camera) d’InSight. À gauche, l’on distingue le sismomètre SEIS et à droite, le bras chargé de déposer les instruments sur le sol. Crédits : NASA/JPL/Caltech

Étudier l’intérieur de Mars pour mieux comprendre les processus de formation et d’évolution planétaires

Plus précisément, InSight aura pour but d’étudier la structure interne de Mars. Comme les trois autres planètes telluriques — dont la Terre — la planète rouge s’est formée par l’accrétion progressive de corps rocheux, jusqu’à ce que sa masse et sa température deviennent suffisantes pour que le processus de différentiation planétaire prenne place. Au cours de ce processus, l’intérieur d’une planète s’organise en couches de différentes densités : les matériaux les plus denses migrent au centre, et les moins denses vers la surface.

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L’étude devrait être d’autant plus facilitée que Mars ne possède pas de plaques tectoniques, sa structure interne n’a donc pas subi de grande modification depuis la formation de la planète, et doit donc avoir conservé des signatures géophysiques de ce processus de différentiation.

Cela signifie qu’en analysant les différentes parties de sa structure — croûte, manteau et noyau — InSight devrait pouvoir collecter de précieuses informations sur la manière dont les planètes se sont formées il y a 4 milliards d’années.

comparaison structures mars terre lune

Schéma comparant les structures internes de la Terre, de la Lune et de Mars (avant les précisions apportées par InSight). D’importantes incertitudes existent actuellement sur les valeurs liées à la structure martienne. Crédits : NASA/JPL

Au-delà de l’étude de la composition interne martienne, la mission devra également étudier l’activité sismique de la planète ainsi que la distribution des impacts météoritiques. Des estimations existent déjà concernant certaines caractéristiques structurelles de Mars, mais elles sont entachées d’importantes incertitudes, et InSight devrait ainsi apporter des précisions cruciales sur les chiffres actuels.

Deux instruments européens pour analyser la structure interne martienne

Pour ce faire, l’atterrisseur embarque deux puissants instruments d’analyse. Premièrement, le sismomètre SEIS (Expérience Sismique pour la Structure Intérieure) — développé par l’Institut de physique du globe de Paris sous l’autorité du CNES — est un sismomètre à trois axes d’environ 30 kg, comprenant des capteurs sismiques et de température. Il permettra d’étudier l’activité tectonique martienne et d’effectuer des relevés sismiques.

Le sismomètre SEIS et ses différents composants. À gauche, un des capteurs à très large bande (VLB). Au centre, le berceau compensant les irrégularités du terrain et à droite, la sphère contenant les capteurs VLB. Crédits : NASA/JPL

Secondairement, le capteur de flux de chaleur HP3 (Heat Flow and Physical Properties Package) développé par l’agence spatiale allemande. Il s’agit d’une sonde thermique qui s’enfoncera jusqu’à 5 mètres de profondeur sous la surface martienne, soit plus profondément que tous les autres instruments utilisés précédemment. Son rôle est de mesurer le flux de chaleur dégagé par le noyau martien, afin de mieux comprendre son évolution.

sonde thermique hp3

La capteur de flux de chaleur HP3, avec la sonde thermique visible sur la gauche. Crédits : NASA/JPL

La phase de déploiement de ces outils devrait prendre 67 jours, tandis que 7 semaines supplémentaires sont prévues pour que la sonde thermique s’enfonce dans le sol martien. En attendant, InSight a atterri avec succès dans la plaine martienne appelée Elysium Planitia (seconde région volcanique de la planète) et a correctement déployé ses panneaux solaires, qui devraient fournir entre 600 et 700 W de puissance aux différents instruments.

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