Une image du ciel nocturne prise par la caméra Context Instrument de l'atterrisseur Mars InSight le 28 janvier 2020.
(Image: © NASA / JPL-Caltech)
C'est une observation du ciel de niveau supérieur: les scientifiques utilisent des images capturées par Atterrisseur InSight de la NASA chercher des météores Mars.
D'un coup d'œil aux images obtenues, la recherche semble simple: d'innombrables stries remplissent le ciel. Mais plisser les yeux un peu, et l'histoire se révèle plus perplexe. Les images montrent principalement des fantômes, l'invisible rendu visible et le visible noyé au milieu des illusions.
En fait, si tu étais sur Mars au fur et à mesure que les étoiles se levaient, vous verriez un monde complètement différent de celui exposé dans les images de nuit transmises à la maison par les caméras d'InSight. "Essentiellement, dans les images que nous avons jusqu'à présent, il y a très peu de contenu que vous verriez réellement avec vos yeux", a déclaré à Space.com Mark Lemmon, un scientifique de l'Institut des sciences spatiales qui dirige le projet d'observation des météores.
Les images proviennent d'un appareil appelé Instrument Context Camera, l'un des deux perchés sur l'atterrisseur InSight. La caméra a été incluse pour aider les scientifiques à comprendre le quartier dans lequel le vaisseau spatial a déployé ses deux principaux instruments.
Et l'un de ces instruments, le sismomètre, est la raison de la recherche de météores. Cet instrument est réglé pour sentir des vagues frémissantes voyager à travers Mars; les scientifiques peuvent ensuite analyser ces données pour comprendre la structure intérieure et l'activité de la planète rouge.
Ces vagues pourraient être engendrées par marsquakes, l'équivalent martien des tremblements de terre. Mais elles peuvent également se produire lorsque des météorites s'écrasent à la surface de la planète. Par conséquent, l'intérêt des scientifiques pour les météores: un calcul de la fréquence à laquelle de tels impacts se produisent sur Mars aiderait les chercheurs à interpréter les données du sismomètre.
Ces efforts ne marquent pas la première fois que les scientifiques surveillent les météores dans le ciel martien. Spirit rover de la NASA, qui a parcouru la planète rouge de 2004 à 2010, a passé l'été 2005 à observer le ciel. Cette opportunité est venue grâce à la météo, qui a tellement éliminé la poussière des panneaux solaires de Spirit qu'ils produisaient de l'énergie, créant une prime qui est finalement devenue un fardeau.
"C'était le temps le plus propre que le rover a passé sur Mars", a déclaré Lemmon. "Au cours de cet été, il y avait tellement d'énergie solaire qu'ils ont dû essayer de l'utiliser la nuit, car même s'ils la vidaient, l'utilisation de cette énergie dans la journée chauffait trop le rover."
Donc, Esprit dépensé certaines nuits d'observation du ciel, mais les scientifiques n'ont jamais repéré de météore dans ces données. Compte tenu de l'échelle des observations recueillies, ce n'est pas concluant: cela pourrait signifier que moins de météores arrivent sur Mars que ce que les scientifiques attendaient ou que l'équipe n'a tout simplement pas eu de chance.
InSight, arrivé en novembre 2018, a repris la tâche en tant que projet de faible priorité. Les premières images proviennent de la caméra de déploiement d'instruments de l'atterrisseur, qui est fixée au bras du rover et peut être pointée à des endroits spécifiques. Mais depuis des mois, cet appareil photo a des préoccupations plus urgentes que les étoiles filantes. Le deuxième instrument scientifique clé d'InSight, une sonde thermique surnommée la taupe, a été problématique. La taupe est destiné à se creuser à environ 16 pieds (5 mètres) sous la surface, mesurant ainsi le transport de chaleur dans la roche martienne.
Cependant, la fouille de la taupe a été lente. En général, le sonde a du mal à obtenir une traction dans la roche. L'instrument est même sorti à mi-chemin de son terrier à quelques reprises. Les difficultés rencontrées par la taupe signifient que la caméra de déploiement d'instruments s'est concentrée sur la fourniture aux ingénieurs de preuves visuelles de ce qui se passe avec la sonde et les tentatives de sauvetage. Il n'y a pas de temps pour observer les étoiles.
Ainsi, les scientifiques à la recherche de météores ont plutôt recruté la caméra de contexte d'instrument. Comme son compagnon, cet appareil photo a été laissé par le rover Curiosity, basé sur des dessins de 1999, puis mis à niveau pour voir en couleur. (Le prochain rover de la NASA sur Mars, qui sera lancée cet été, proposera des caméras flambant neuves, dont des zooms et des capacités vidéo.)
Mais contrairement à la caméra de déploiement d'instruments, la caméra de contexte d'instrument est bloquée en place et elle est équipée d'un objectif fisheye qui déforme sa vue. Ce n'est pas un skywatcher naturel, c'est le moins qu'on puisse dire. "Il a l'avantage d'avoir un champ de vision plus large, nous voyons donc environ un tiers de l'horizon", a déclaré Lemmon. "Il a le gros inconvénient de ne pas avoir l'air très haut dans le ciel. Évidemment, si vous étiez ici sur Terre à la recherche météores, vous ne vous concentreriez pas sur l'horizon. "
Les images de jour de la caméra rendent ses défis d'observation des étoiles évidents: Mars lui-même remplit la plupart du champ de vision de la caméra. Malgré l'apparente uniformité des images de nuit, le sol occupe la majeure partie de la vue de la caméra de contexte d'instrument, sans étoiles à voir. Juste une bande de ciel incurvée reste au-dessus du rocher rouge pour être remplie d'étoiles après le coucher du soleil.
Jusqu'à présent, bien que Lemmon vérifie chaque image pour les météores, les images d'InSight sont vides. "Il y a un sens dans lequel c'est quelque peu démoralisant", a déclaré Lemmon à propos de la numérisation de chaque image pour trouver des météores potentiels qui ne sont jamais là.
Il a dit que les scientifiques savent à quoi devraient ressembler ces objets. Météores suivrait un chemin incurvé comme vu par la lentille fisheye. En plus de cela, a déclaré Lemmon, les météores sur Mars devraient être plus ou moins les mêmes qu'ici sur Terre. "Vous avez un éventail de choses, d'une simple séquence lumineuse à travers le ciel à une véritable boule de feu", a-t-il déclaré. L'atmosphère riche en dioxyde de carbone pourrait donner à un météore une lueur orange, mais Lemmon a déclaré qu'il n'était pas sûr que les caméras d'InSight pouvaient détecter ce changement de couleur.
Mais la plupart des piqûres de lumière dans les images InSight proviennent d'un phénomène céleste entièrement différent: rayons cosmiques, des fragments d'atomes qui parcourent l'univers dans toutes les directions. Contrairement aux étoiles terrestres piétonnes et aux météores, les rayons cosmiques sont très difficiles à photographier depuis la Terre. Notre atmosphère empêche bon nombre de ces particules d'atteindre la surface. Un appareil photo chanceux sur Terre prêt à prendre une image à longue exposition peut capturer un rayon cosmique ici ou là.
Mais Mars n'a pas l'atmosphère de la Terre pour éloigner les rayons cosmiques, laissant la planète rouge prête à accueillir un détecteur de rayons cosmiques, a déclaré Justin Maki, scientifique en imagerie au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie. C'est ce que chaque point lumineux sous la courbe invisible de l'horizon dans les images nocturnes de la caméra de contexte d'instrument est l'empreinte digitale d'un rayon cosmique. "L'univers est en quelque sorte inondé de rayons cosmiques", A déclaré Maki." Vous n'y pensez pas beaucoup, car ils ne font que vous traverser ou traverser l'environnement. "
Bien qu'elles n'affectent pas les autres données d'InSight, les images des rayons cosmiques pourraient nourrir la curiosité des scientifiques au sujet de ces particules, en particulier de leur fréquence sur Mars. La longueur d'une séquence dépend du type de particule impliquée - les séquences plus longues sont généralement des protons ou des muons de haute énergie, a déclaré Lemmon - et de l'angle sous lequel le rayon cosmique se déplace. "Certains d'entre eux viennent du soleil. Certains d'entre eux, nous ne savons pas d'où ils viennent", a déclaré Maki. (Les couleurs affichées reflètent simplement la couleur du capteur que le rayon cosmique a frappé.)
Les images nocturnes d'InSight capturent même les ombres des rayons cosmiques. En effet, pour chaque exposition de 5 minutes, l'appareil photo capture également une vue instantanée à soustraire de l'image principale, comme une sorte d'image d'étalonnage, a déclaré Maki. Si un rayon cosmique frappe pendant cette image instantanée, mais pas pendant l'image principale, le résultat est une tache sombre, marquant l'ombre de l'endroit où un rayon cosmique apparaîtra dans l'image instantanée.
Mais les étranges photos de météores ne continueront pas à revenir de Mars. Le temps est compté pour obtenir des photos d'observation du ciel de la caméra contextuelle de l'instrument, a déclaré Lemmon, car la tristement célèbre saison des tempêtes de poussière martiennes va bientôt commencer, effaçant l'horizon. "Dans quelques semaines, je ne pense pas que nous pourrons voir même une étoile brillante aussi bas dans le ciel", a déclaré Lemmon.
Ils verraient toujours les rayons cosmiques, bien sûr. Mais ils en ont vu beaucoup.
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