Déimos et Mars dans l’œil d’Al-Amal

Sur orbite depuis le 9 février 2021 autour de la planète rouge, la sonde émiratie Al-Amal (Espoir, en arabe, Hope en anglais) est passée le 10 mars dernier à 104 km de distance de Déimos, la plus petite et la plus éloignée des deux lunes martiennes.

Le cliché obtenu à cette occasion, avec Mars en arrière-plan, est l’un des plus saisissants qui ait été fait de l’astre à ce jour.

Nous avons demandé à Gilles Dawidowicz, Vice-président de la Société Astronomique de France, de nous commenter cette 221e image Espace de la semaine.

Du temps des suppositions

Tout le monde sait depuis Kepler, Swift et Voltaire, que Mars possède deux satellites. Cette supposition ne se basait sur aucune observation astronomique, mais sur une idée que le nombre de satellites naturels autour d'une planète, était organisé selon un ordre croissant depuis la Terre.

Elle se révéla fausse, sauf pour Mars qui, comme le découvrit Asaph Hall (le 12 août 1877 depuis l’observatoire naval des Etats-Unis, près de Washington), possède en effet deux petites lunes : Phobos et Déimos.

Ces corps planétaires sont très vite apparus comme singuliers. Non seulement leurs formes en cacahuètes rappellent des astéroïdes, mais leurs simples paramètres orbitaux suscitent immédiatement l’étonnement. Aussi, les suppositions quant à leur origine n’ont cessé depuis des siècles d’aller bon train, des hypothèses les plus solides, aux hypothèses les plus farfelues.

Ainsi, il a été proposé que Phobos et Déimos soient le résultat d’une co-accrétion datant de la formation de la planète rouge et provenant des « miettes » qui ne constituèrent pas le corps planétaire principal de Mars.

Les astronomes ont également suggéré qu’il s’agisse de petits corps planétaires reconstitués suite à d’énormes collisions entre Mars et des impacteurs géants, qu’ils soient des astéroïdes capturés par Mars, qu’ils soient issus d’éjections volcaniques provenant d’Olympus Mons, directement satellisés par le plus haut volcan du système solaire, ou encore que Phobos soit creux et donc… artificiel !

De rares survols planétaires

Phobos a fait l’objet de trois missions spatiales dédiées (Phobos 1, Phobos 2 et Phobos-Grunt), qui furent toutes des échecs.

Phobos 1 fut perdue durant son trajet Terre-Mars, Phobos 2 renvoya quelques images et données de télémétrie avant de cesser toute transmission avec la Terre, et Phobos-Grunt ne dépassa pas l’orbite terrestre…

Quant à Déimos, le petit corps planétaire n’a jamais été l'objet d’une mission spatiale particulière.

Cependant, les deux lunes ont été régulièrement imagées par les sondes spatiales en orbite autour de Mars.

Ainsi, Déimos a pu être photographié pour la première fois de près par l’orbiteur Viking 2 qui s’approcha en 1977 à 22 km de sa surface et obtint des clichés dont la résolution était de 1,5 m par pixel.

Il fallut attendre 2006 pour que l’incroyable sonde Mars Global Surveyor et sa caméra MOC puisse à nouveau photographier la petite lune, mais cette fois à près de 23 000 km de distance et à la (basse) résolution de 95 m par pixel.

En 2009, ce fut au tour de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter de photographier Déimos à 20 m par pixel, révélant de nombreux détails jusque-là jamais identifiés.

Enfin, en 2011, la sonde européenne Mars Express s’est approchée de Déimos à moins de 9 600 km, et a pu prendre des clichés à l’aide de sa caméra HRSC et des mesures au spectromètre OMEGA.

Une carte d’identité complexe

Toutes ces observations – et bien d’autres depuis la Terre ou depuis Mars – ont confirmé ou précisé un certain nombre de paramètres astrophysiques et géophysiques.

Ainsi, Déimos est un petit corps sans atmosphère, de très faible albédo, à la forme irrégulière et d’une taille de 15 × 12 × 10,4 km.

C’est aussi un corps de faible masse, à la faible gravité, qui est particulièrement poreux, et dont la surface est recouverte d’un régolithe relativement épais aux teintes qui varient entre le noirâtre et le rougeâtre, bien que de petites zones claires soient localement visibles et attribuées à des impacts récents de météorites.

Enfin, son orbite quasiment circulaire est faiblement inclinée par rapport à l’équateur martien, et Déimos s’éloigne lentement de la planète.

Puis, comme pour la Lune et pour Phobos, Déimos est en rotation synchrone et présente donc toujours la même face à la planète. Sa période de rotation est donc exactement la même que sa période de révolution, soit 30 heures et 18 minutes.

Et si Al-Amal rebattait les cartes ?

Depuis janvier dernier, la sonde émiratie a donc pu survoler Déimos à une centaine de kilomètres de distance, et observer en infrarouge et en ultraviolet sa surface, y compris sa face « cachée », sa caméra EXI fournissant des images en couleurs et à haute résolution dans plusieurs longueurs d'onde.

Selon Christopher Edwards, l’un des responsables de l'instrument EMIRS, il semble d’ores et déjà que la petite lune de Mars possède des « propriétés infrarouges plus proches des roches basaltiques de Mars que de celles de la météorite tombée près du lac Tagish » au Canada, « souvent utilisée par analogie pour étudier Phobos et Déimos ».

Ces nouvelles observations, et celles à venir plus tard dans l’année, devraient permettre d’en savoir plus sur la véritable nature du petit corps planétaire, dont les secrets pourraient bien enfin être levés grâce à Al-Amal, sur laquelle les planétologues fondent maintenant tous leurs espoirs…