Mars vu par Mariner 4 (1965) à gauche, et par Mars Express (2021) à droite. Crédits : NASA/ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO.
Pas de doute en comparant ces 2 photos : l’imagerie spatiale a fait des progrès spectaculaires depuis 60 ans ! L’image de gauche a été prise par la sonde américaine Mariner 4 en 1965. 1 pixel correspondant à plus d’1 km. L’autre a été prise en 2021 par la sonde européenne Mars Express. La résolution est de 24 m par pixel.
« Quasiment toutes les missions d’exploration planétaire embarquent des caméras, explique Francis Rocard, astrophysicien au CNES. Ce qui prouve bien l’intérêt de l’imagerie, pour la communication comme pour la science. Souvenez-vous par exemple en 2015 : la sonde New Horizons a révélé Pluton. Les scientifiques et le public ont découvert, grâce aux images de la sonde, la diversité des paysages plutoniens. » En 1965, les 22 images de Mars prises par Mariner 4 révèlent quant à elles que la planète est aride, stérile et ressemble à la Lune. Puis quelques années après, Mariner 9 (1971) puis les sondes Viking lancées en 1975 cartographient Mars et ses reliefs. On découvre finalement que de l’eau liquide a coulé sur Mars, dans le passé.
Francis Rocard, responsable des programmes d'exploration du Système solaire au CNES. Crédits : CNES/H. Piraud.
Depuis le ciel, depuis le sol
En 1976, Viking 1 photographiait le « visage de Mars », une illusion d’optique confirmée en 2006 par une photo d’une colline vue sous un autre angle de Mars Express. Crédits : Nasa/JPL et ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum), MOC Malin Space Science Systems.
Aujourd’hui encore, les images spatiales sont des ressources précieuses pour les scientifiques. Qu’elles proviennent de satellites, comme les européens Mars Express ou ExoMars TGO, ou des rovers. « L’instrument SuperCam de Perseverance intègre une caméra, poursuit Francis Rocard, le micro-imageur RMI développé en France. Elle est essentielle pour déterminer où pointer le laser et quelles roches analyser, voire observer des objets très lointains. » Et même plus… « Les images prises par la caméra de SuperCam vont au-delà de nos espérances, s’enthousiasme Nicolas Mangold, géologue au Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes. On peut distinguer sur les photos prises dans le cratère Jezero des objets d’une dizaine de cm. » Le scientifique et son équipe ont ainsi analysé des images d’affleurement du cratère. « On a mesuré quelques 300 blocs rocheux, analysé leur distribution dans les différentes strates, fait des statistiques… Tout cela d’après les images. » Des heures de travail qui ont permis d’affirmer que le cratère Jezero avait bien été un lac, et qu’il a subi de violentes crues, preuve d’un changement radical de climat.
On va utiliser la caméra de Perseverance pour localiser les tubes d’échantillons déposés par le rover
C’est aussi Mars que photographie la plus grosse caméra jamais embarquée sur une sonde spatiale : HiRISE, 65 kg, équipe la sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Sa résolution : 30 cm par pixel ! « On a une vision de Mars complètement nouvelle, détaille Francis Rocard. On peut zoomer sur des zones bien précises. On va même l’utiliser pour localiser les tubes d’échantillons que Perseverance déposera sur le sol de la planète ». Et à chaque caméra son utilité.
Une caméra avec un champ de vision très large permet d’étudier la météorologie planétaire par exemple. « L’idéal, conclue l’astrophysicien, c’est de coupler, à bord d’une même sonde, une caméra grand champ qui donne le contexte des images détaillées prises par une seconde caméra à haute résolution. »
Les images prises par New Horizons ont permis de véritablement découvrir Pluton dont la surface était jusque-là totalement inconnue. Crédits : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
Les super capteurs du CNES
RMI (Remote Microscopic Imager) est la caméra de l’instrument français SuperCam qui équipe le rover Perseverance qui évolue actuellement sur Mars. Une caméra développée par l’entreprise française 3DPLUS et le CNES qui a fourni son expertise sur les capteurs d’images CMOS. Des capteurs qui ont fait leur preuve et qui continuent d’intéresser les ingénieurs. Ils devraient en effet équiper les instruments du rover japonais de la mission MMX, qui étudiera Phobos, l’une des 2 lunes de Mars, et le futur rover lunaire émirati RASHID.
