Vents martiens plus puissants que prévu : des rafales jusqu’a 44 m/s détectees
Mars parait calme et aride depuis l’espace, mais son atmosphere, tres tenue, cache des mouvements d’air importants. Une etude recente publiee dans Science Advances montre que des rafales et des tourbillons de poussiere peuvent atteindre 44 metres par seconde (environ 160 km/h, soit ~100 miles per hour), des valeurs bien superieures a celles mesurees jusque-la a la surface.
Des vents plus forts que ce qu’indiquaient les rovers
Sur Terre, la mesure du vent peut se faire par ballons meteorologiques ou lidar satellitaire. Sur Mars, les mesures in-situ restent ponctuelles: quelques atterrisseurs et rovers donnent des donnees locales mais ne couvrent pas la planete. Pour obtenir une vision globale, des chercheurs de l’Universite de Berne, sous la direction du Dr Valentin Bickel du Center for Space Habitability, ont applique des methodes d’apprentissage profond a plus de 50 000 images satellitaires.
Les images provenaient des caméras CaSSIS a bord de l’orbiteur ExoMars Trace Gas Orbiter et HRSC sur Mars Express. L’algorithme d’apprentissage automatique a repere des ‘dust devils’ – colonnes rotatives de poussiere qui tracent la presence du vent. Parmi plusieurs centaines de sequences stereoscopiques de bonne qualite, environ 300 ont permis de suivre le mouvement, calculer des vitesses et cartographier la direction des vents au voisinage du sol.
Principaux resultats
- Des vents associes aux dust devils atteignent jusqu’a 44 m/s (environ 160 km/h, ~100 mph).
- Ces vitesses ont ete observees a l’echelle globale, et pas seulement sur quelques sites locaux.
- Les mesures orbitaires revelent des vents plus intenses que les donnees rover-based, qui montraient generalement des vitesses inferieures a 30 mph (48 km/h) et rarement jusqu’a 60 mph (97 km/h).
- La methode combine imagerie stereo et reseaux neuronaux pour etablir des proxies de vent sur de larges regions.
Pourquoi cela a de l’importance
La poussiere joue un role central dans le climat martien: elle absorbe la lumiere solaire, modifie le bilan thermique, influence la circulation atmospherique et le developpement des tempetes. Des vents plus forts signifient que plus de particules peuvent etre soulevees, ce qui affecte la distribution de la chaleur et la dynamique des echanges atmospheriques.
Consequences pour les missions et la conception materielle
La meilleure connaissance du regime des vents est utile pour la planification des futures missions robotisees et humaines. Parmi les implications pratiques:
- Selection des sites d’atterrissage – des cartes de vent aeree peuvent aider a evaluer les risques de touchdown et la redistribution de la poussiere autour de la zone d’arrivee.
- Conception des materiels – structures, panneaux solaires, capteurs optiques et mecanismes doivent etre dimensionnes pour resister a l’abrasion et a l’encrassement par la poussiere.
- Operations energetiques – l’accumulation de poussiere sur les panneaux solaires peut reduire la generation d’electricite; cela a notamment affecte la mission Opportunity durant la tempete globale de 2018.
- Planification des procedures d’entretien et mitigation – anticiper la frequence et l’intensite des dust devils permet de prevoir des strategies de nettoyage ou des normes de resilience.
Methodes et perspectives
L’etude illustre l’interet de l’apprentissage profond pour extraire des informations dynamiques depuis de grandes series d’images orbitale. L’equipe de l’Universite de Berne a produit un catalogue de traces de dust devils et d’inferences de direction/vitesse des vents qui sert de base pour affiner les modeles climatiques martiens et les outils de planification de mission.
Les auteurs soulignent que des observations ciblees et davantage d’imagerie stereoscopique pourront amener des cartes de vent a plus haute resolution. Mieux connaitre les regimes de vent sur Mars est une etape cle pour ameliorer la securite, la performance et la longevite des futures missions sur la planete rouge.
