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Mission Insight : la contribution de chercheurs de l’ISAE-SUPAERO
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L’atterrisseur InSight déployé par la NASA a enregistré deux tremblements de terre survenus en 2021 sur Mars fournissant aux scientifiques des données exceptionnelles, premières observations directes jamais réalisées du noyau d’une planète. Les résultats sont détaillés dans la revue scientifique américaine PNAS*. Issue d’une collaboration internationale, la publication est cosignée par deux chercheurs du groupe de recherche Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications de l’ISAE-SUPAERO.
Des ondes sismiques puissantes
Sonder le cœur de Mars : c’était l’objet de la mission InSight. Alors que la mission n’est plus opérationnelle sur le sol martien depuis décembre dernier, les informations transmises par le sismomètre SEIS ont permis aux scientifiques de caractériser plus précisément la composition du noyau de la planète rouge. Des informations fondamentales pour les géophysiciens, qui peuvent contraindre avec ces nouvelles données leurs modèles planétaires, et mieux comprendre les processus de formation de Mars et ses évolutions.
En 2021, le sismomètre a détecté deux évènements sismiques de forte intensité : un tremblement de terre et un impact de météorite causant un second tremblement du sol. Les scientifiques ont capté les ondes sismiques qui se sont alors propagées à travers le noyau martien.
Raphaël Garcia chercheur à l’ISAE-SUPAERO, spécialiste des noyaux planétaires, a participé aux côtés des chercheurs de différents laboratoires internationaux à l’analyse des signaux reçus pour parvenir à déterminer les distances parcourues par les ondes. Plus un tremblement de terre se produit loin de la station InSight, plus les ondes sismiques peuvent pénétrer profondément dans la planète avant d’être détectées. Une chance, c’était le cas !
Les ondes sismiques voyagent au cœur de Mars
Jusque-là les découvertes sur le noyau de la planète rouge s’appuyaient sur des ondes sismiques qui se reflétaient sur sa limite extérieure avec le manteau et fournissaient des informations moins précises.
"Nous n’avions pu contraindre la structure interne de la planète Mars que jusqu’à la surface du noyau. Il aura fallu attendre les jours 976 et 1000, soit plus de deux années terriennes de la mission pour obtenir la dernière pièce du puzzle et sonder l’intérieur du noyau martien" précise enthousiaste Mélanie Drilleau, chercheuse en sismologie dans le groupe de recherche Systèmes Spatiaux pour la Planétologie et ses Applications de l’ISAE-SUPAERO. « Nous avons utilisé les données fournies par le sismomètre, notamment les temps de parcours des ondes sismiques se propageant à l’intérieur du noyau par rapport à celles qui se propagent dans le manteau uniquement, pour contraindre les propriétés du noyau et construire les premiers modèles des propriétés élastiques de l’ensemble de la planète. » complète-telle.
L’analyse des données a permis aux chercheurs de déduire que le noyau de Mars était composé non seulement de fer mais également d’éléments légers tels que l’oxygène, le soufre, le carbone et l’hydrogène, et pourrait suggérer que la base du noyau est liquide.
Le travail d’analyse se poursuivra dans les années à venir. Avec plus de 1300 évènements sismiques enregistrés au cours des quatre ans qu’a duré la mission, les scientifiques espèrent encore progresser dans la compréhension de la structure de Mars.
*Proceedings of the National Academies of Sciences
En savoir plus sur la mission InSight :
InSight fait partie du programme Discovery de la NASA, géré par le Marshall Space Flight Center de l’agence à Huntsville, en Alabama. Lockheed Martin Space à Denver a construit le vaisseau spatial InSight, y compris son étage de croisière et son atterrisseur, et a soutenu les opérations du vaisseau spatial pour la mission. Plusieurs partenaires européens, dont le Centre national d’études spatiales (CNES) français et le Centre aérospatial allemand (DLR), soutiennent la mission InSight. Le CNES a fourni l’instrument SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) à la NASA, avec le chercheur principal à l’IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Des contributions importantes pour SEIS sont venues de l’IPGP ; l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire (MPS) en Allemagne ; l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich) en Suisse ; l’Imperial College de Londres et l’Université d’Oxford au Royaume-Uni ; et JPL. Le Marsquake Service est dirigé par l’ETH Zurich, avec des contributions importantes de l’IPGP ; l’Université de Bristol ; Collège Impérial ; ISAE-SUPAERO ; MPS ; et JPL. Le DLR a fourni l’instrument Heat Flow and Physical Properties Package (HP3), avec des contributions importantes du Centre de recherche spatiale (CBK) de l’Académie polonaise des sciences et d’Astronika en Pologne. Le Centro de Astrobiología (CAB) espagnol a fourni les capteurs de température et de vent.
