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Tremblements de Mars

InSight signifie «Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport». Il s’agit d’une mission non habitée de la NASA ayant pour but de déposer, en 2016, des instruments géophysiques sur la planète Mars afin d’en étudier la structure interne. L’un de ces instruments est un sismomètre qui mesurera l’activité sismique de Mars sur une période de deux ans. Tous les appareils scientifiques ont été conçus et réalisés en Europe. La contribution à ce projet de l’ETH de Zurich et, plus particulièrement, du Service Sismologique Suisse (SED) a lieu sur plusieurs plans: dans le domaine du développement d’équipements (électronique), du traitement de données (analyse des mesures sismiques visant à détecter et à caractériser la survenue de tremblements de terre sur Mars) et de l’interprétation des données sismiques afin de mieux comprendre la structure interne de la planète.

Découvrez les instruments qui seront déployés sur Mars en cliquant sur les numéros (© NASA):

Plusieurs pays européens développent des instruments scientifiques destinés à la mission InSight parmi lesquels on compte un sismomètre à large bande (SEIS). La participation de la Suisse au programme InSight se fait par le biais de l’ETH de Zurich, le groupe «Aerospace Electronic and Instrument Laboratory (AEIL)» de l’Institut de géophysique étant chargé du développement de l’électronique d’acquisition de données et de l’électronique de commande du sismomètre. Dès que les données en provenance de Mars seront transmises de façon régulière (deux fois par jour environ), les spécialistes du Service Sismologique Suisse les analyseront dans le cadre de leurs travaux routiniers. Ceux-ci comprennent l’enregistrement de l’activité sismique sur Mars et notamment la localisation des séismes.

Le voyage entre la Terre et Mars durera environ six mois. La vidéo suivante montre comment la sonde quitte le champ d’attraction terrestre, effectue son vol vers Mars pour finalement  en douceur à la surface de la planète. Les estimations tablent sur un risque d’échec relativement faible de la mission InSight étant donné que le décollage, la trajectoire du vol et l’atterrissage ont déjà été mis en pratique avec succès lors de la mission Phoenix en 2005.

Une fois l’atterrissage accompli dans la plaine «Elysium Planitia», il s’écoulera une période de plusieurs mois avant que tous les appareils soient installés et que leur bon fonctionnement ait été vérifié. La vidéo suivante montre la phase d’installation. Elle débutera par le déploiement des panneaux solaires chargés de l’approvisionnement énergétique. Le sismomètre sera ensuite placé à même le sol puis recouvert du bouclier de protection. Ce sera enfin au tour du capteur HP3 d’être déployé sur le sol martien dans lequel il effectuera un forage de cinq mètres de profondeur.

Grâce aux résultats de la mission InSight, les scientifiques espèrent pouvoir apporter des réponses à l’une des questions fondamentales de la planétologie et de l’astrophysique. On souhaite pouvoir mieux comprendre les processus qui ont mené, il y a plus de quatre milliards d’années, à la création des planètes telluriques du système solaire interne (y compris la Terre). L’objectif principal de la mission InSight est de recueillir des informations quant à l’histoire de la planète Mars et à l’évolution des processus qui ont marqué sa formation. Ainsi, la mission étudiera la taille, l’épaisseur, la densité, la structure globale du noyau, du manteau et de la croûte de même qu’elle déterminera la vitesse de refroidissement de la planète. Par ailleurs, on saura s’il existe une activité sismique et si le noyau est solide ou liquide.

La mission a en outre pour objectif l’étude détaillée de la géophysique, de l’activité tectonique et des impacts météoritiques sur Mars. Cela doit permettre d’en tirer des conclusions pour des processus similaire à l’œuvre sur la Terre.

Mars est une planète idéale pour étudier les processus fondamentaux de la formation des planètes. Elle est susceptible de présenter les éléments historiques les plus nombreux et les plus complets, car elle est, d’une part, suffisamment grande pour avoir été soumise aux premiers processus qui ont exercé leur influence sur les planètes telluriques tout en étant, d’autre part, suffisamment petite pour avoir conservé la trace de ces mêmes processus.

Dès les débuts de l’exploration planétaire, des sismomètres furent installés sur la Lune ainsi que sur Mars. Entre 1969 et 1972, les astronautes en mission avec Apollo apportèrent plusieurs sismomètres sur la Lune. Ce réseau d’appareils a permis d’y établir l’existence de séismes. En 1976, les sondes martiennes des missions Viking avaient toutes deux des sismomètres à bord. Malheureusement, aucun séisme n’a pu être constaté parce que la gamme de fréquence des capteurs n’était pas assez large et que les capteurs étant, par ailleurs, couplés avec l’atterrisseur, d’importants signaux parasites apparurent.

Il s’agit d’un véritable défi technologique et scientifique que de détecter des ondes sismiques et de les localiser de façon fiable avec une seule et unique station de mesure. Si la mission InSight s’avère concluante, il sera permis d’espérer la mise en place d’un réseau d’appareils avec des sismomètres du même type lors de missions martiennes ultérieures.

En savoir plus

SED projet InSight

Site internet de la NASA sur InSight