Les sondes sovi�tiques de 1971

Apr�s deux lancements un peu honteux de 1969, les sovi�tiques reviennent � la charge en 1971 avec trois nouvelles sondes...

Kosmos 419

On pense que les russes s'�taient arrang�s pour lancer Kosmos 419 sur une trajectoire qui devait lui permettre de prendre de vitesse la sonde Mariner 8 lanc�e par les am�ricains deux jours plus t�t. Il faut dire que la concurrence entre russes et am�ricains se situait maintenant � un autre niveau. Les sondes de 1971 n'avaient plus pour objectif d'effectuer un simple survol, mais bien de se placer en orbite autour de la plan�te Mars. Il est donc crucial d'arriver le premier ! Contrairement aux deux sondes sovi�tiques qui seront lanc�es peu de temps apr�s (Mars 2 et Mars3), Kosmos 419 ne comprenait qu'un orbiteur. C'est ce gain de poids qui devait lui permettre d'emprunter une trajectoire plus rapide et de doubler en plein vol les sondes am�ricaines, en particulier Mariner 8.

La sonde ressemblait fortement au compartiment orbital de la sonde Mars 2. C'�tait un �norme engin de 4650 kg, constitu� principalement d'un corps en forme de cylindre de 3 m�tres de haut avec deux panneaux solaires enfich�s sur les c�t�s et deux antennes paraboliques. Il emportait comme charge scientifique un instrument fourni par la France pour �tudier les radiations �mises par le soleil, ainsi que les appareils n�cessaires pour photographier la surface martienne.

Lorsque Kosmos 419 arrive sur son pas de tir, il poss�de d�j� un bel avantage sur les am�ricains. Son concurrent direct, Mariner 8, a effectivement d�cid� de tenir compagnie aux poissons de l'oc�an atlantique, au grand d�pit des am�ricains. Le lanceur Proton K d�colle finalement et place la sonde sur une orbite de parking (174 km sur 159 km) avec une inclinaison de 51,4�. Malheureusement, l'�tage sup�rieur qui devait injecter Kosmos 419 vers Mars ne s'allume pas comme pr�vu. Une grossi�re erreur de programmation s'�tait gliss�e dans le planning des �v�nements. Le moteur de l'�tage sup�rieur devait normalement s'allumer 1,5 heures apr�s la mise en orbite. Mais un technicien malchanceux s'�tait tromp� en rentrant les donn�es, et avait programm� l'allumage de l'�tage au bout d'une dur�e de 1,5 ann�es ! Aucune chance, donc, de voir le moteur s'allumer. Les responsables russes ont qualifi� cette erreur de "lourde et d'impardonnable" (humm, je n'aurai pas aim� �tre � la place du type qui a commis la faute !). L'orbite de parking de Kosmos 419 �tait provisoire et les param�tres orbitaux ont commenc� � d�cliner. Kosmos 419 s'est rapproch� de l'orbite terrestre et la rentr�e atmosph�rique a finalement eu lieu 2 jours plus tard, le 12 mai 1971.

Le nom Kosmos �tait donn� aux sondes russes qui restaient en orbite terrestre et cela quelle que soit leur destination finale. La plupart des sondes sovi�tiques s�journaient pendant quelques jours sur une orbite de parking terrestre. Les engins �taient ensuite propuls�s vers leur objectif gr�ce � un moteur qui fonctionnait pendant plusieurs minutes. Si ce moteur venait � tomber en panne, ou si la pouss�e re�ue par la sonde n'�tait pas suffisante pour lui permettre d'�chapper � l'attraction terrestre, la sonde restait en orbite basse autour de notre plan�te et se voyait affect� le nom g�n�rique Kosmos, suit d'un num�ro.

Un nouveau type de sonde

Les deux derni�res missions Russes pour l'ann�e 1971 �taient bas�es sur un nouveau concept de sonde. Chaque sonde comportait un compartiment orbital destin�, comme son nom l'indique, � se placer en orbite autour de la plan�te rouge et un compartiment de descente, destin� � se poser sur la surface martienne. Les principaux objectifs des compartiments orbitaux �taient d'�tudier la surface martienne d'un point de vue topographie, chimique et physique, l'atmosph�re et ses nuages, le vent solaire, les champs magn�tiques martien et interplan�taire, tout en servant de satellite relais pour les communications entre la terre et les atterrisseurs. Les modules de descente devaient atterrir en douceur sur la plan�te Mars pour pouvoir renvoyer des images de la surface, des mesures m�t�orologiques (temp�rature, pression, vitesse des vents, composition de l'atmosph�re) et effectuer des analyses chimiques et m�caniques du sol martien. La recherche de compos�s organiques dans le sol, indice de la pr�sence �ventuelle d'une vie martienne, �tait �galement au programme.

Mars 2

Le compartiment orbital

La sonde pesait plus de quatre tonnes au lancement (4650 kg exactement), dont 3440 kg pour le compartiment orbital avec les r�servoirs pleins et 1210 kg pour l'atterrisseur lui-m�me. Rappelons ici que la sonde am�ricaine Mariner 9 pesait moins d'une tonne au moment de son lancement une dizaine de jours plus tard. L'atterrisseur sovi�tique seul pesait quelques centaines de kilogrammes de plus que Mariner 9 et la sonde Mars 2 dans son ensemble �tait quatre fois plus lourde que son homologue am�ricain. Les sovi�tiques n'avaient donc pas perdu la folie des grandeurs pour ce qui �tait du poids de leurs vaisseaux !

Mars 2 �tait grossi�rement compos� d'un cylindre de 2 m�tres de diam�tre (le compartiment orbital) dont la majeure partie �tait occup�e par un r�servoir de carburant. Le syst�me de propulsion �tait fix� sur la partie inf�rieure du cylindre central. Deux panneaux solaires s'�tendaient sur les c�t�s et la parabole de 2,5 m�tres de diam�tre de l'antenne grand gain �tait �galement accroch� au cylindre. Elle �tait accompagn�e par des antennes auxiliaires de faible puissance. Les antennes d�di�es � la communication avec le module de descente �taient situ�es � l'extr�mit� des deux panneaux solaires. Le syst�me de navigation et la plupart des instruments �taient arrang�s sur le pourtour de la partie inf�rieure de la sonde. Le module de descente prenait place au sommet de l'ensemble. La sonde mesurait en tout 4,1 m�tres de haut et sa plus grande envergure �tait de 5,9 m�tres.  

La charge scientifique embarqu�e � bord de la sonde Mars 2 comprenait dix exp�riences scientifiques . Deux exp�riences sur les dix concernaient l'�tude du milieu interplan�taire ainsi que l'�tude des radiations en provenance du soleil et du milieu galactique. Ces deux exp�riences faisaient intervenir un radiom�tre et un spectrom�tre (RIEP 208). Les huit autres exp�riences �taient sp�cifiquement d�di�s � l'�tude de la plan�te Mars et quatre instruments �taient r�unis au sein d'un complexe d'astrophysique baptis� FKM-71.

• Un radiom�tre infrarouge op�rant dans le domaine spectral de 8 � 40 microns pour d�terminer la temp�rature de la surface martienne. Cet instrument faisait partie du complexe FKM-71.

• Un photom�tre infrarouge pour mesurer l'absorption de la vapeur d'eau atmosph�rique vers 1,38 microns, ce qui permettait de d�terminer sa concentration. Cet instrument faisait partie du complexe FKM-71.

• Un photom�tre infrarouge fonctionnant dans la bande spectrale de 2,06 microns ou la raie d'absorption du dioxyde de carbone peut �tre �tudi�e. Il permettra de quantifier les reliefs martiens. Suivant l'altitude des r�gions survol�es, l'�paisseur de la couche d'air entre la surface et l'instrument varie, ce qui se traduit par une diminution ou une augmentation de la quantit� de CO2 mesur�e (le CO2 �tant le constituant majoritaire de l'atmosph�re martienne). Cet instrument faisait partie du complexe FKM-71.

• Un photom�tre op�rant dans six bandes spectrales du domaine visible (0,35 � 0,70 microns). Cet instrument faisait partie du complexe FKM-71.

• Un photom�tre ultraviolet fonctionnant dans trois bandes spectrales diff�rentes pour d�tecter l'hydrog�ne atomique, l'oxyg�ne et l'argon dans la haute atmosph�re.

• Un capteur op�rant dans la bande alpha de la s�rie de Lyman pour d�tecter l'hydrog�ne dans la haute atmosph�re.

• Un ensemble radiot�lescope/radiom�tre (�quip� d'une antenne de 60 centim�tres) pour mesurer la r�flectivit� de la surface et de l'atmosph�re dans le domaine du visible (0,30 � 0,60 microns), la r�flectivit� de la surface dans le domaine radio (3,4 centim�tres), et la constante di�lectrique � une profondeur comprise entre 35 et 50 centim�tres. La connaissance de la valeur de la constante di�lectrique permet de se faire une id�e des temp�ratures du sol et du sous-sol.

• Un magn�tom�tre trois axes mont� sur une perche (elle-m�me fix�e � l'extr�mit� de l'un des panneaux solaires) pour mesurer la valeur du champ magn�tique interplan�taire et de l'�ventuel champ magn�tique martien.

• Des capteurs de plasma, au nombre de huit, diss�min�s un peu partout sur le corps de la sonde et qui avaient pour objectif de mesurer la temp�rature, la vitesse et la composition du vent solaire. En plus de l'�tude des particules du vent solaire, Mars 2 pouvaient �galement �tudier celles du rayonnement cosmique.

• Deux unit�s de photo-t�l�vision, appel� aussi blocs de prises de vues, comprenant une cam�ra grand angle FTU-1 (52 mm de focale) et une cam�ra � angle �troit FTU-2 (350 mm de focale) munies de diff�rents filtres (vert, rouge, bleu, UV). Les cam�ras retournaient des images comportant 1000 lignes de 1000 pixels avec une r�solution variant entre 10 et 100 m�tres/pixel. Les images �taient d�velopp�es � bord gr�ce � un laboratoire automatique, scann�es puis transmises � la Terre.

• Le syst�me de communication radio permettait enfin de se livrer � des exp�riences d'occultation lorsque la sonde passait derri�re la plan�te Mars, ce qui provoquait alors la travers�e par les ondes radios de l'atmosph�re martienne. La variation du signal enregistr�e � ce moment l� permettait de d�duire de nombreux param�tres atmosph�riques.

Le module de descente

Le module de descente �tait fix� au somment du cylindre du corps principal, exactement � l'oppos� du syst�me de propulsion. Il comportait une capsule sph�rique de 1,2 m�tres de diam�tre surmont�e d'un imposant bouclier thermique de 2,9 m�tres de diam�tre. Ce bouclier devait servir � prot�ger l'atterrisseur de l'�chauffement g�n�r� lors de la travers�e de l'atmosph�re. En offrant une large surface de r�sistance � l'air, il permettait �galement de freiner l'engin dans sa descente vers la surface. L'atterrisseur �tait aussi �quip� d'un parachute et de r�trofus�es, plac�es sous le contr�le d'un radar altim�trique et qui �taient mises � feu pendant la phase finale de l'atterrissage. Le module de descente pesait 1210 kg au total, dont 350 kg pour la capsule proprement dite. Une fois � la surface, cette capsule s'ouvrait comme la corolle d'une fleur, ses quatre p�tales triangulaires servant � la fois de stabilisateur et de support aux diff�rents instruments scientifiques. Quatre protub�rances en haut de la sph�re servaient aux communications avec les orbiteurs. L'alimentation �lectrique �tait fournie par un ensemble de batteries recharg�es avant la s�paration de l'atterrisseur avec le compartiment orbital. Le module de descente avait �t� st�rilis� avant le lancement de mani�re � �viter toute contamination biologique du site d'atterrissage par des microorganismes terrestres.

L'atterrisseur �tait �quip� d'un certain nombre d'instruments scientifiques : 

• Deux cam�ras de t�l�vision avec un champ de vision de 360�.

• Un spectrom�tre de masse pour l'�tude de la composition chimique de l'atmosph�re.

• Une station m�t�orologique pour mesurer la temp�rature, la pression et la vitesse des vents.

• Un dispositif exp�rimental pour �tudier les propri�t�s chimiques et m�caniques du sol martien, incluant une pelle capable de creuser des tranch�es � la surface pour mener apr�s collecte une recherche de mati�res organiques et d'�ventuels signes de vie.

• Un petit fanion aux couleurs de l'Union Sovi�tique, qui n'a sans doute rien � faire dans la liste des instruments scientifiques, mais qui sera le seul � r�ussir sa mission dans le cas de Mars 2 !

L'atterrisseur comportait �galement un bloc de sondage qui devait �tre catapult� vers la surface martienne. Ce dispositif original permettait d'effectuer des mesures � une certaine distance du site d'atterrissage, le bloc �tant reli� � l'atterrisseur par un c�ble de liaison. Bien qu'extr�mement simplifi�, il est difficile de ne pas voir dans ce bloc de sondage un pr�curseur des futurs robots martiens.

La mission

La sonde Mars 2 d�colle du cosmodrome de Ba�konour le 19 mai 1971 et elle est inject�e peu apr�s vers la plan�te Mars gr�ce � une plate-forme orbitale terrestre Tyazheliy Sputnik. Des man�uvres de correction de trajectoire ont lieu pendant le voyage le 17 juin et le 20 novembre 1971. 4,5 heures avant d'atteindre la plan�te Mars, le 27 novembre 1971, le module de descente se d�sengage du compartiment orbital. Ce dernier termine son voyage en s'ins�rant correctement en orbite. Malheureusement pour les sovi�tiques, les am�ricains �taient d�j� sur place gr�ce � Mariner 9 qui s'�tait ins�r� en orbite 13 jours avant, le 14 novembre 1971.

Le module de descente conna�tra une fin peu glorieuse. Lorsque les am�ricains �taient arriv�s � proximit� de Mars avec Mariner 9, il avait eu la mauvaise surprise de d�couvrir une plan�te compl�tement ennoy� dans une vaste temp�te de poussi�re plan�taire, dont la naissance avait d'ailleurs �t� suivie par quelques astronomes �m�rites. Contrairement � la sonde am�ricaine qui pouvait �tre reprogramm�e � distance, les sondes sovi�tiques �taient des v�ritables robots aveugles. Elles allaient suivre � la lettre un programme charg� � bord un peu avant le lancement, sans pouvoir tenir compte des conditions ext�rieures. Larguer un module de descente en plein dans le c�ur d'une temp�te de poussi�re n'est peut �tre pas la meilleure chose � faire pour r�ussir une mission, mais Mars 2 n'avait pas le choix. Les sovi�tiques s'�taient sans doute rendu compte que les conditions n'�taient pas du tout r�unies pour un atterrissage mais ils ne pouvaient plus qu'assister, impuissant, � la s�paration de l'atterrisseur et � sa descente vers l'enfer de poussi�re.

Ce qui devait arriver arriva. Le module de descente aborda l'atmosph�re avec une vitesse de 6 km/s. Peu apr�s, il fut victime d'un dysfonctionnement, que l'on peut attribuer soit � un d�faut de conception, soit � une panne caus�e par la temp�te elle-m�me. Toujours est-il que la s�quence d'atterrissage n'eu pas lieu comme pr�vu et le module se crasha � la surface de la plan�te � une vitesse particuli�rement �lev�e. Il en fallait plus cependant pour que les sovi�tiques acceptent de perdre la face. Ceux ci annonc�rent en grande pompe que le module de descente de Mars 2 n'�tait qu'un petit fanion aux couleurs de l'Union Sovi�tique et qu'ils venaient de r�ussir le premier atterrissage (m�me si le terme de collision est pr�f�rable) sur la plan�te Mars. Le premier artefact humain s'�tait �cras� � la surface de la plan�te rouge � 44,2� de latitude sud et 313,2� de longitude ouest, un peu au nord du bassin d'Hellas, et il �tait sovi�tique !

Le compartiment orbital n'avait pas une man�uvre aussi risqu�e � accomplir que son complice, mais la temp�te de poussi�re plan�taire n'allait pas non plus lui laisser le moindre r�pit. Le compartiment orbital de Mars 2 commence par se positionner sur une orbite poss�dant les param�tres suivants : 1380 km de p�riapse, 24 900 km d'apoapse, 18 heures de p�riode et 48,9� d'inclinaison . Les instruments scientifiques s'allumaient les uns apr�s les autres 30 minutes avant chaque passage au p�riapse, seule portion de l'orbite autorisant une �tude rapproch�e de la surface et de l'atmosph�re.

Mais le compartiment orbital va �tre handicap� par le m�me probl�me que le module de descente. Il ob�it lui aussi aveuglement � une programmation implacable. Ainsi, lorsque ses cam�ras vont commencer � mitrailler la surface martienne, les sovi�tiques verront arriver les unes apr�s les autres des images pratiquement identiques, ne montrant qu'une surface grise et terme, et sur lesquelles aucun d�tail n'appara�t. Mars 2 n'a que faire de la qualit� d�plorable des images qu'elle envoie. Elle continue � prendre ses clich�s jusqu'� �puisement de son magasin.

Mars 3

La sonde

La sonde sovi�tique Mars 3 �tait pratiquement identique � la sonde Mars 2, mais elle transportait une exp�rience exclusive d'origine fran�aise qui n'�tait pas � bord de Mars 2. Cette exp�rience nomm�e St�r�o comportait une antenne de mesure fix�e sur l'un des panneaux solaires. Elle devait permettre l'�tude du rayonnement solaire dans le domaine m�trique (169 MHz) en m�me temps que des observations men�es depuis la surface terrestre (en particulier � Nancay), et cela pour tenter de mieux comprendre les sursauts d'activit� dont le soleil fait preuve par moment, et qui s'accompagnent de la lib�ration de v�ritables bouff�es de particules tr�s �nerg�tiques.

La mission

La sonde Mars 3 fut lanc� gr�ce � un lanceur Proton depuis le cosmodrome de Ba�konour le 28 mai 1971. Son injection sur une orbite de transfert vers Mars eu lieu gr�ce � l'utilisation d'une plate-forme orbitale Tyazheliy Sputnik. Une man�uvre de correction de trajectoire a lieu le 8 juin 1971. Le module de descente se d�sengage du compartiment orbital 4,5 heures avant l'arriv�e sur Mars le 2 d�cembre 1971, � une distance d'environ 50 000 km.

L'atterrissage du module de descente

15 minutes apr�s la s�paration, le moteur de descente est mis � feu pour pointer le bouclier thermique vers la surface martienne. Le module aborde les hautes couches de l'atmosph�re martienne avec une vitesse de 5,7 km/s et un angle inf�rieur � 10� par rapport � la verticale. Le bouclier thermique abaissera la vitesse de l'atterrisseur � 0,7 km/s par freinage atmosph�rique. Le parachute intervient ensuite, mais son ouverture s'effectuera en deux temps. Il s'ouvre d'abord de mani�re incompl�te avant de se d�ployer compl�tement apr�s que la vitesse de la sonde soit tomb�e en dessous de la vitesse du son. Le bouclier thermique, devenu inutilisable, est abandonn� tandis que le radar altim�trique s'allume. A une altitude de quelques dizaines de m�tres, alors que la vitesse de descente est encore de 60 � 110 m/s, le parachute se d�tache avant d'�tre emport� au loin gr�ce � l'allumage d'une petite fus�e lat�rale (il serait en effet dommage que le parachute retombe sur la sonde, une fois celle ci au sol !). Simultan�ment, le radar altim�trique commande la mise � feu des r�trofus�es de l'atterrisseur. Apr�s une phase de rentr�e atmosph�rique qui n'a dur� au total qu'un peu plus de 3 minutes, l'atterrisseur de Mars 3 atteint enfin la surface avec une vitesse de 20,7 m/s. Le module de descente se pose � 45� de latitude sud et 158� de longitude ouest, sur une basse plaine entre Electris et Phaethontis, au niveau de la r�gion de Terra Sirenum.

Largu� en pleine temp�te de poussi�re, l'atterrisseur de Mars 3 a r�ussi � se poser impeccablement sur Mars,  Pour la premi�re fois dans l'histoire de l'exploration spatiale, un engin humain effectue un atterrissage en douceur � la surface d'une autre plan�te.

L'impact avec la surface est violent, la vitesse d'arriv�e n'�tant pas n�gligeable, mais des absorbeurs de chocs sont la pour �viter tout dommage. Les quatre p�tales s'ouvrent et les communications avec l'orbiteur Mars 3 commencent peu apr�s l'atterrissage, le temps pour les antennes de se d�ployer.

Malheureusement, la joie des sovi�tiques responsables du petit appareil allait �tre de courte dur�e. Environ 20 secondes apr�s l'atterrissage, alors que les instruments et en particulier la cam�ra s'�taient d�j� attel�s � la tache, les communications radios furent coup�es pour une raison qui demeure inconnue. Elles ne seront plus r�tablies. Impossible de savoir si l'incident incombe � l'atterrisseur lui-m�me ou au syst�me de relais radio de l'orbiteur. La courte session de communication avait servi � transmettre des donn�es en provenance de la cam�ra. Mais sur l'image panoramique incompl�te, aucun d�tail n'�tait visible. La photographie �tait de plus extr�mement peu lumineuse, comme si elle avait �t� prise en pleine obscurit�. Les donn�es obtenues sur l'atmosph�re pendant la descente vers la surface seront �galement perdues. Elles ne pouvaient malheureusement pas �tre transmises pendant la descente, mais uniquement apr�s l'atterrissage.

Si l'atterrisseur avait r�ussi � sortir vivant d'une descente qui avait du �tre �prouvante, il lui a fallu ensuite affronter les conditions qui r�gnaient en surface. Une bourrasque violente a peut �tre malmen� un peu trop fortement le petit atterrisseur, endommageant de mani�re irr�versible ses syst�mes de bord. La forte teneur en poussi�re des couches atmosph�riques de surface explique peut �tre le faible �clairage de l'unique photographie acquise par Mars 3.

Notons ici que certaines personnes ont sugg�r� que les 20 secondes de transmission avec l'atterrisseur n'avaient en fait jamais eu lieu, et que cette information avait uniquement servi aux sovi�tiques � s'octroyer le titre du premier atterrissage en douceur � la surface de la plan�te Mars.

Echec de la mise en orbite pour le compartiment orbital 

Le compartiment orbital allait avoir beaucoup moins de chance que son pr�d�cesseur. Pendant le voyage Terre-Mars, une fuite de carburant avait vid� partiellement ses r�servoirs, et il ne lui restait plus assez de carburant pour s'ins�rer sur l'orbite initialement pr�vue. La sonde put cependant �tre plac�e sur une orbite d'une p�riode de 12,7 jours (contre 18 heures pour Mars 2 !), avec un p�riapse � 1530 km et un apoapse � 190 000 km. L'inclinaison �tait par contre similaire � celle de l'orbite suivie par Mars 2. Cette orbite de secours �tait particuli�rement d�favorable aux observations, car la sonde ne passait que tr�s peu de temps au p�riapse (seul endroit ou la surface de Mars �tait assez proche pour pouvoir �tre �tudi�e) et il fallait attendre une douzaine de jours avant de repasser dans cette partie de l'orbite !

R�sultats scientifiques de Mars 2 et Mars 3

Les deux sondes Mars 2 et Mars 3 ont envoy� vers la Terre un total de 60 images. La majorit� est inutilisable. Cet exemple montre l'avantage que peut apporter une programmation � distance d'un engin spatial. Adaptabilit� et flexibilit� sont deux facteurs essentiels dans la r�ussite d'une mission. Une le�on que les sovi�tiques auront pay� tr�s cher.

Mars 2 et Mars 3, en d�pit de la temp�te qui g�che tout, ont cependant retourn� un large volume de donn�es scientifiques sur la p�riode qui s'�tend du mois de d�cembre 1971 au mois de mars 1972. Les communications ont continu� jusqu'au mois d'ao�t 1972 et la mission s'est officiellement termin� le 22 ao�t 1972 pour les deux sondes, apr�s 362 orbites pour Mars 2 et 20 orbites seulement pour Mars 3 (� cause de sa p�riode de r�volution beaucoup plus importante). Il faut noter que la qualit� des donn�es transmises par Mars 2 �tait vraiment m�diocre, et � l'exception des informations accumul�es lors des p�riodes d'occultation, presque toutes les donn�es �taient illisibles.

Les rares informations valables transmises par les deux engins sovi�tiques de 1971 peuvent �tre r�sum�es en quelques lignes. Mars 2 et Mars 3 mettront en �vidence la pr�sence de reliefs �lev�s � la surface. La quantit� de vapeur d'eau atmosph�rique est mesur�e. Pendant la temp�te de poussi�re, cette quantit� ne d�passe pas quelques microns, mais pendant le mois de mars de l'ann�e suivante, elle monte � 20 microns au-dessus de certaines r�gions. L'humidit� est plus �lev�e au niveau de l'�quateur qu'au niveau des r�gions circumpolaires.

Le radiom�tre infrarouge mettra en �vidence des contrastes thermiques tr�s importants � la surface, et les temp�ratures enregistr�es varieront entre -93� C et +13�C, les temp�ratures les plus basses �tant enregistr�es au-dessus de la calotte polaire nord (-110�C). Le sol est caract�ris� par une conductivit� thermique tr�s faible et les r�gions sombres sont 10� � 15� plus chaudes que les r�gions claires (un r�sultat qui sera confirm� par Mariner 9). La temp�rature de la calotte polaire bor�ale est plus basse que celle de la calotte polaire australe, ce qui explique que cette derni�re disparaisse enti�rement pendant l'�t�, alors que ce n'est pas le cas pour les glaces de la r�gion polaire nord.

La pression atmosph�rique varie entre 5,5 mbars et 6 mbars. La base de l'ionosph�re commence entre 80 et 110 kilom�tres d'altitude et les particules de poussi�re des temp�tes peuvent atteindre, d'apr�s les sovi�tiques, une hauteur record de 7 km, sans qu'une valeur limite sup�rieure puisse �tre fix�e (en fait on sait maintenant que les grains de poussi�re peuvent monter bien plus haut, jusqu'� 50 km). La taille des particules �tait tr�s faible (quelques microns) et la quantit� de poussi�re brass�e pendant la grande temp�te a �t� estim�e � 10⁹ tonnes. 

A 40 km d'altitude, l'atmosph�re martienne n'est plus constitu�e que d'atomes isol�s d'oxyg�ne et d'hydrog�ne, la densit� �tant bien s�r tr�s faible (quelques centaines d'atomes tout au plus par cm³).

D'autres informations seront retourn�es � propos du champ de gravit� martien et du champ magn�tique de la plan�te. Le magn�tom�tre d�c�le � proximit� de Mars un champ magn�tique 7 � 10 fois plus puissants que le champ magn�tique interplan�taire, sans qu'il soit possible d'en conna�tre l'origine. Il pourrait s'agir soit du v�ritable champ magn�tique de la plan�te Mars, soit d'un champ magn�tique issu de l'interaction des particules du vent solaire avec la haute atmosph�re martienne. Cette collision donne �galement naissance � une onde de choc qui a �t� d�tect�e par les sondes sovi�tiques.

Une seule photographie montrant le globe martien et obtenue � grande distance par la sonde Mars 3 a �t� publi�. Je n'ai encore jamais r�ussi � mettre la main sur les photographies prises depuis l'orbite martienne par les sondes Mars 2 et Mars 3.

La sonde Mars 2 mesurait 4,1 m�tres de haut pour un diam�tre de base de 2 m�tres et une envergure de 5,9 m�tres, panneaux solaires d�ploy�s. Le syst�me de propulsion est en bas, alors que le module de descente est en haut, prot�g� par un imposant bouclier de 2,9 m�tres de diam�tre. Une antenne de 2,5 m�tres de diam�tre est mont�e sur l'un des c�t�s. Les instruments et le syst�me de navigation sont situ�s autour de la partie inf�rieure de la sonde, alors que la partie centrale est principalement occup�e par un �norme r�servoir de carburant. Les antennes pour communiquer avec le module de descente sont fix�es sur les panneaux solaires, qui s'�tendent de chaque c�t� de la sonde. Trois antennes omnidirectionnelles de faible puissance sont �galement mont�es pr�s de l'antenne parabolique. Les sondes sovi�tiques Mars 2 et Mars 3 n'ont ramen� qu'une tr�s faible quantit� de r�sultats par rapport � la sonde Mariner 9, qui a connu un succ�s sans pr�c�dent. Enti�rement sous le contr�le d'une programmation rigide et non modifiable, les cam�ras de deux sondes prendront des photographies sans int�r�t de la plan�te (alors voil�e par une temp�te de poussi�re aux dimensions plan�taires) jusqu'� �puisement de leur magasin. Mars 2 et Mars 3 ont cependant permis d'obtenir des informations sur les temp�ratures de surface, l'inertie thermique et la taille des grains qui constituent le sol martien, la teneur en vapeur d'eau de l'atmosph�re, l'altitude de certains reliefs, les variations d'alb�do et les propri�t�s optiques des nuages pendant la grande temp�te de poussi�re. Les deux modules de descente �choueront dans leur mission. Le premier deviendra muet alors qu'il aborde les hautes couches de l'atmosph�re. Le deuxi�me aura plus de chance et parviendra � toucher la surface, mais il se taira � son tour apr�s 20 secondes de fonctionnement, sans avoir pu transmettre une seule photographie de son site d'atterrissage (Cr�dit photo : NASA/JPL).

La sonde sovi�tique Mars 3. On distingue au centre la structure color�e de l'antenne omnidirectionnelle. Une h�lice blanche et orange a �t� dessin�e sur l'antenne, ce qui lui donne cet aspect un peu f�te foraine. Aplatie au moment du lancement, l'ensemble se d�tend ensuite comme un chapeau haut de forme. On note �galement au sommet de la sonde le module de descente (visible gr�ce au retrait du bouclier thermique), les panneaux solaires et la coupole de l'antenne grand gain vue de dos � gauche (Cr�dit photo : Mark Wade).

Photographie d'un mod�le du module de descente de la sonde Mars 3 au Memorial Museum of Cosmonautics en Russie. Les sondes Mars 2 et Mars 3 comportaient chacune un atterrisseur qui avait la forme d'une sph�re. Prot�g� par un bouclier thermique pendant la rentr�e atmosph�rique, chaque atterrisseur s'ouvrait une fois en sol en d�ployant quatre p�tales triangulaires. On note au sommet du module les antennes de communication radio (Cr�dit photo : Alexander Chernov, Virtual Space Museum).

Vue rapproch�e du module de descente de Mars 3, prise au NPO Lavochkin Museum. On note clairement la pr�sence d'instruments scientifiques (en bleu) � l'int�rieur des p�tales triangulaires de l'engin (Cr�dit photo : Alexander Chernov, Virtual Space Museum).

Chaque module de descente comportait �galement un bras reli� � une plate-forme qui supportait un bloc de sondage destin� � �tre catapult� au loin (peut �tre une quinzaine de m�tres). Ce dispositif peut �tre consid�r� comme �tant le pr�curseur des robots mobiles martiens (Cr�dit photo : Andy Salmon).

Tous les livres d'histoire nous le disent, les premi�res images de la surface martienne ont �t� transmises par la sonde Viking 1, peu apr�s son atterrissage sans faute sur les terres d�sol�es de la plaine de Chryse. Pourtant, cinq ans avant l'exploit des Viking, les sovi�tiques avaient failli r�ussir � atterrir sur Mars. En mai 1971, deux sondes martiennes dot�es d'un atterrisseur avaient d�coll� du cosmodrome de Ba�konour. Le contact est perdu avec Mars 2 peu apr�s la rentr�e atmosph�rique, mais Mars 3 parvient � se frayer un chemin jusqu'� la surface de la plan�te rouge, sur une basse plaine entre Electris et Phaethontis, au niveau de la r�gion de Terra Sirenum, le 2 d�cembre 1971. Malheureusement, 20 secondes apr�s son atterrissage, les communications sont brutalement coup�es, et l'engin restera d�finitivement silencieux. Or, durant ces 20 secondes fatidiques, Mars 3 avait commenc� � transmettre des donn�es vers la Terre. Une image incompl�te de la surface de Mars, d'une qualit� ex�crable, et qui pour cette raison, n'a pas �t� rendue publique � l'�poque. L'unique image de Mars 3 est une raret�, du moins � l'ouest, � tel point que certains estiment qu'elle n'a jamais exist�, et qu'elle n'est qu'une tentative d�sesp�r�e des sovi�tiques pour s'octroyer le titre du premier atterrissage sur Mars. A quoi ressemblait cette image, qui � ma connaissance n'a jamais �t� publi�e dans aucun livre traitant de la conqu�te martienne, et qui demeurait introuvable sur Internet ? Et bien, � ceci. Sur son site internet, Ted Stryk pr�sente ce clich� historique. 80 lignes transmises par la cam�ra de la petite capsule sovi�tique Mars 3. Incompl�te, floue, granuleuse, l'image permet n�anmoins d'apercevoir la surface rocailleuse de Mars et un ciel �trangement uniforme. A moins que cela ne soit l'inverse. Car lors de son arriv�e, la pauvre sonde a du affronter l'une des pires temp�tes de poussi�re qui soit, et la forte teneur en poussi�re de l'atmosph�re avait d'ailleurs �t� rendue responsable du faible �clairage de la photographie acquise par Mars 3. Il est tout � fait possible qu'une fois au sol, la petite sonde ait �t� violemment secou�e, et qu'elle ait fini par se retourner. L'image transmise par la cam�ra juste avant la perte de contact pourrait donc �tre invers�e, avec le ciel en bas et le sol en haut. Le clich� pr�sent� sur ce site est certes plus artistique qu'autre chose, et l'auteur ne s'en cache pas. Les donn�es originales ont �t� fortement retouch�es, le contraste a �t� augment� et l'image coloris�e. L'image est n�anmoins frappante, et son int�r�t historique incontestable, surtout en regard des dizaines d'images transmises chaque jour depuis la surface martienne par les rovers am�ricains Spirit, Opportunity ou Curiosity. Si l'unique image de Mars 3 montre vraiment la surface de Mars, alors il faudra corriger les livres d'histoire, et rendre � la petite capsule sovi�tique la place qui lui revient (Cr�dit photo : Ted Stryk).