Mars et la Terre ont plusieurs points communs. Les deux sont des planètes terrestres, les deux sont situées dans la zone habitable du Soleil, les deux ont des calottes polaires, des axes inclinés de la même façon et des variations de température similaires. Et selon certaines des dernières données scientifiques obtenues par les rovers et les sondes atmosphériques, il est maintenant connu que Mars avait autrefois une atmosphère dense et était recouverte d'eau chaude et coulante.
Mais quand il s'agit de choses comme la durée d'une année et la durée des saisons, Mars et la Terre sont très différentes. Par rapport à la Terre, une année sur Mars dure presque deux fois plus longtemps - 686,98 jours terrestres. Cela est dû au fait que Mars est beaucoup plus éloigné du Soleil et sa période orbitale (le temps qu'il faut pour orbiter autour du Soleil) est considérablement plus grande que celle de la Terre.
Période orbitale:
La distance moyenne de Mars (axe semi-majeur) par rapport au Soleil est de 227 939 200 km (141 634 852,46 mi), soit environ une fois et demie la distance entre la Terre et le Soleil (1,52 UA). Par rapport à la Terre, son orbite est également plutôt excentrique (0,0934 contre 0,0167), allant de 206,7 millions de km (128 437 425,435 mi; 1,3814 UA) au périhélie à 249,2 millions de km (154 845 701 mi; 1,666 AU) à l'aphélie. À cette distance, et avec une vitesse orbitale de 24,077 km / s, Mars met 686,971 jours terrestres, l'équivalent de 1,88 années terrestres, pour compléter une orbite autour du Soleil.
Cette excentricité est l'une des plus prononcées du système solaire, seul Mercure en ayant un plus grand (0,205). Cependant, cela n'a pas toujours été le cas. Il y a environ 1,35 million d'années, Mars avait une excentricité de seulement 0,002, ce qui rend son orbite presque circulaire. Il a atteint une excentricité minimale de 0,079 il y a 19 000 ans environ, et culminera à environ 0,105 d'ici environ 24 000 ans.
Mais depuis 35 000 ans, l'orbite de Mars devient légèrement plus excentrique à cause des effets gravitationnels des autres planètes. La distance la plus proche entre la Terre et Mars continuera de diminuer légèrement au cours des 25 000 prochaines années. Et dans environ 1 000 000 ans à partir de maintenant, son excentricité sera de nouveau proche de ce qu'elle est maintenant - avec une excentricité estimée à 0,01.
Journées de la Terre contre les «Sols» martiens:
Alors qu'une année sur Mars est considérablement plus longue qu'une année sur Terre, la différence entre un jour sur Terre et un jour martien (alias «Sol») n'est pas significative. Pour commencer, Mars prend 24 heures 37 minutes et 22 secondes pour effectuer une seule rotation sur son axe (aka. Un jour sidéral), où la Terre prend un peu moins (23 heures, 56 minutes et 4,1 secondes).
D'un autre côté, il faut 24 heures, 39 minutes et 35 secondes pour que le Soleil apparaisse au même endroit dans le ciel au-dessus de Mars (aka. Un jour solaire), par rapport au jour solaire de 24 heures que nous vivons ici sur Terre . Cela signifie que, sur la base de la durée d'un jour martien, une année martienne équivaut à 668,5991 Sols.
Variations saisonnières:
Mars a également un cycle saisonnier similaire à celui de la Terre. Cela est dû en partie au fait que Mars a également un axe incliné, qui est incliné de 25,19 ° par rapport à son plan orbital (par rapport à l'inclinaison axiale de la Terre d'environ 23,44 °). Cela est également dû à l'excentricité orbitale de Mars, ce qui signifie qu'il recevra périodiquement moins de rayonnement du Soleil à un moment de l'année qu'à un autre. Ce changement de distance entraîne des variations importantes de température.
Alors que la température moyenne de la planète est de -46 ° C (51 ° F), cela va d'un minimum de -143 ° C (-225,4 ° F) pendant l'hiver aux pôles à un maximum de 35 ° C (95 ° F) en été et midi à l'équateur. Cela équivaut à une variation de la température de surface moyenne qui est assez similaire à celle de la Terre - une différence de 178 ° C (320,4 ° F) contre 145,9 ° C (262,5 ° F). Cette température élevée est également ce qui permet à l'eau liquide de s'écouler (quoique par intermittence) à la surface de Mars.
De plus, l'excentricité de Mars signifie qu'elle se déplace plus lentement sur son orbite lorsqu'elle est plus éloignée du Soleil, et plus rapidement lorsqu'elle est plus proche (comme indiqué dans les Trois lois de Kepler sur le mouvement planétaire). L'aphélie de Mars coïncide avec le printemps dans son hémisphère nord, ce qui en fait la saison la plus longue de la planète - qui dure environ 7 mois terrestres. L'été est le deuxième plus long, durant six mois, tandis que l'automne et l'hiver durent respectivement 5,3 et un peu plus de 4 mois.
Dans le sud, la durée des saisons n'est que légèrement différente. Mars est près du périhélie quand c'est l'été dans l'hémisphère sud et l'hiver dans le nord, et près de l'aphélie quand c'est l'hiver dans l'hémisphère sud et l'été dans le nord. En conséquence, les saisons dans l'hémisphère sud sont plus extrêmes et les saisons dans le nord sont plus douces. Les températures estivales dans le sud peuvent être jusqu'à 30 K (30 ° C; 54 ° F) plus chaudes que les températures estivales équivalentes dans le nord.
Modèles météorologiques:
Ces variations saisonnières permettent à Mars de connaître des conditions météorologiques extrêmes. Plus particulièrement, Mars a les plus grandes tempêtes de poussière du système solaire. Ceux-ci peuvent varier d'une tempête sur une petite zone à de gigantesques tempêtes (des milliers de kilomètres de diamètre) qui couvrent la planète entière et obscurcissent la surface à la vue. Ils ont tendance à se produire lorsque Mars est le plus proche du Soleil et il a été démontré qu'ils augmentent la température mondiale.
La première mission à remarquer ce fut le Mariner 9 Orbiteur, qui fut le premier vaisseau spatial à orbiter autour de Mars en 1971, il renvoya sur Terre des images d'un monde consumé par la brume. La planète entière était couverte d'une tempête de poussière si massive que seul l'Olympe de Mons, le volcan martien géant qui mesure 24 km de haut, pouvait être vu au-dessus des nuages. Cette tempête a duré un mois complet et a retardé Mariner 9Tente de photographier la planète en détail.
Et puis le 9 juin 2001, le télescope spatial Hubble a repéré une tempête de poussière dans le bassin Hellas sur Mars. En juillet, la tempête s'était apaisée, mais elle est ensuite redevenue la plus importante tempête en 25 ans. La tempête était si grande que les astronomes amateurs utilisant de petits télescopes ont pu la voir depuis la Terre. Et le nuage a augmenté la température de l'atmosphère martienne glaciale de 30 ° Celsius.
Ces tempêtes ont tendance à se produire lorsque Mars est le plus proche du Soleil, et sont le résultat de l'augmentation des températures et du déclenchement de changements dans l'air et le sol. À mesure que le sol sèche, il devient plus facilement absorbé par les courants d'air, qui sont causés par des changements de pression dus à une chaleur accrue. Les tempêtes de poussière font monter les températures encore plus loin, ce qui fait que Mars connaît son propre effet de serre.
Compte tenu des différences de saisons et de durée du jour, on peut se demander si un calendrier martien standard pourrait jamais être développé. En vérité, c'est possible, mais ce serait un peu difficile. D'une part, un calendrier martien devrait tenir compte des cycles astronomiques particuliers de Mars, et nos propres cycles non astronomiques comme la semaine de 7 jours avec eux.
Une autre considération dans la conception d'un calendrier tient compte du nombre fractionnaire de jours dans une année. L'année terrestre est longue de 365,24219 jours. Les années civiles contiennent donc 365 ou 366 jours en conséquence. Une telle formule devrait être élaborée pour tenir compte de l'année martienne à 668,5921 sol. Tout cela deviendra certainement un problème à mesure que les êtres humains s'engageront de plus en plus à explorer (et peut-être à coloniser) la planète rouge.
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur Mars ici à Space Magazine. Voici combien de temps dure une année sur les autres planètes?, Quelle planète a le jour le plus long?, Combien de temps dure une année sur Mercure, Combien de temps dure une année sur Terre?, Combien de temps dure une année sur Vénus?, Combien de temps dure une Année sur Jupiter?, Combien de temps dure une année sur Saturne?, Combien de temps dure une année sur Uranus?, Combien de temps dure une année sur Neptune?, Combien de temps dure une année sur Pluton?
Pour plus d'informations, consultez la page d'exploration du système solaire de la NASA sur Mars.
Astronomy Cast a également plusieurs épisodes intéressants sur le sujet. Comme l'épisode 52: Mars et l'épisode 91: La recherche d'eau sur Mars.
