Phobos est un objet en forme de pomme de terre de 27 x 22 x 18 km et caractérisé par un cratère « géant » de 9 km de diamètre, nommé Stickney. © Esa, DLR, FU Berlin, G. Neukum

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En vidéo : Mars Express s'apprête à survoler Phobos de très près

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Dix ans après son arrivée autour de Mars, la sonde Mars Express de l'Agence spatiale européenne est toujours aussi vaillante. Pour preuve, l'Esa lui a préparé un rase-motte au-dessus de Phobos qui devrait la secouer.

Le 29 décembre prochain, la sonde Mars Express de l'Agence spatiale européenne s'approchera à seulement 45 kilomètres de la surface de Phobos. Seul regret : en raison de la vitesse élevée de la sonde, il n'y aura pas de photos prises à cette occasion. Les mouvements de Mars Express seront trop importants et brusques pour permettre d'enclencher les caméras. Cela dit, bien qu'aucune prise de vue ne sera possible, le retour scientifique attendu du survol sera tout de même significatif.

En effet, Mars Express devrait fournir des détails très précis, voire les plus précis connus à ce jour, du champ gravitationnel de Phobos et, partant, de sa structure interne. Une aubaine pour les astronomes qui travaillent à écrire l'histoire de sa formation et de son origine.

Comprendre l’origine des satellites de Mars, Phobos et Déimos

Lors des survols précédents, notamment celui de 2010 qui a permis à la sonde de s'approcher à seulement 67 km de Phobos, les données acquises ont suggéré que ce satellite pouvait n'être qu'un empilement de débris, avec de grands espaces vides entre les blocs rocheux, et non un objet dense.

Vue à 360° de Phobos réalisée à partir d'images acquises par la caméra HRSC de la sonde Mars Express lors de ses précédents survols. Le 29 décembre, la sonde passera au plus près de ce satellite de la Planète rouge. © Esa

En clair, les blocs rocheux qui composent Phobos seraient uniquement liés par la gravité, voire dépourvus de cohésion interne, ce qui pourrait signifier que la formation de ce satellite de Mars serait due à l'accumulation de fragments. Tout l'enjeu du survol par Mars Express est donc de confirmer les mesures précédentes. Pour les scientifiques, cette compréhension de la structure de Phobos doit amener à mieux comprendre son histoire et celle de Déimos, l'autre satellite naturel de Mars.

Pour expliquer la présence de ces corps autour de Mars, les deux théories les plus généralement admises sont celles d'un astéroïde capturé par Mars et de la formation à partir de débris provenant d'impacts géants sur la Planète rouge. Or, Phobos ressemble aux météorites à chondrites carbonées que l'on sait provenir des régions les plus éloignées de la ceinture d'astéroïdes. Ce qui laisse à penser qu'il ne s'est pas formé en même temps que Mars ni à partir des mêmes matériaux.

Mesurer la gravité de Phobos

Pour les scientifiques, l'étape suivante consiste à déterminer l'origine des fragments qui semblent former Phobos. Sont-ils issus de la destruction antérieure d'un corps de la ceinture d'astéroïdes, de l'éjection dans le ciel de débris martiens à l'impact d'un objet géant, ou tout simplement formés à partir des mêmes matériaux qui ont donné naissance à Mars ? Les premiers éléments de réponse sont attendus assez rapidement.

L'idée est d'utiliser les perturbations que ne manquera pas de provoquer le champ de gravité de Phobos sur la vitesse de la sonde Mars Express lors de son rase-motte. On s'attend à des modifications de l'ordre de quelques centimètres par seconde. Ces petits écarts sont suffisants pour que les scientifiques les traduisent en mesure de la structure de masse et de la densité à l'intérieur de la lune.

Afin de rendre les calculs les plus précis possible, la position de la sonde doit être connue avec une très grande exactitude par rapport à Phobos tout au long de son survol. L'Esa va donc mobiliser des stations au sol dans le monde entier pour surveiller la sonde pendant 35 heures. Enfin, en plus d'examiner le champ gravitationnel de Phobos, Mars Express va réaliser des mesures de la façon dont le vent solaire influe sur la surface de la lune.

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