Bonne année martienne !

Avec un peu d'avance sur les Terriens, les Martiens vont célébrer leur nouvelle année ce 26 décembre 2022 ! Bonne année 37 à eux !

Et pour fêter ça, profitons en pour parler de la mesure du temps et des dates sur Mars…

Une journée presque ordinaire

Une journée (jour solaire) sur Mars porte le nom de sol. Un sol dure un peu plus de 24 heures (24 h 39 minutes et 35 secondes).
Le nombre de sols est souvent utilisé pour les missions spatiales, en particulier à la surface. Ainsi sur ce montage de photographies du rover Opportunity, les numéros indiqués en bas sont le nombre de sols écoulés depuis le début de la mission.

Un montage de photos prises par le rover Opportunity durant la tempête de poussière de 2007, montrant à quel point l'atmosphère est devenue très opaque en quelques sols (1205 à 1235). NASA/JPL

Sur cette même image, on peut voir des heures indiquées. Faute d'avoir besoin de coordonner des choses d'un point à l'autre (il n'y a pas encore de trains martiens) et vu que les chercheurs essaient surtout de comprendre quelles variations le Soleil peut causer durant la journée, pas besoin de définir des fuseaux horaires. Pour designer l'heure les scientifiques travaillant sur Mars utilisent donc l'heure solaire locale. Au lever du soleil, il est 6h et au coucher il est 18h, le soleil culminant à 12h. Ainsi définie l'heure locale martienne dure donc un peu plus que l'heure terrestre (environ 1min et demie de plus).

Pas loin de deux ans !

Une fois défini le découpage du temps dans la journée, on peut se pencher sur le découpage de l'année.
L'année martienne dure 687 jours terrestres, ou 669 sols. Il n'existe pas d'équivalent martien du calendrier grégorien, du moins pas pour la communauté scientifique. Pour compter l'écoulement du temps dans l'année, on utilise plutôt la longitude solaire, notée Ls. Cette quantité représente la position de Mars sur son orbite et se mesure en degrés. L'année commence à Ls=0° : c'est la date de l'équinoxe de printemps pour l'hémisphère nord de la planète. À Ls=90°, c'est le solstice d'été dans l'hémisphère nord. Mars a alors parcouru un quart de son orbite. Ls=180° est le moment de l'équinoxe d'automne et Ls=270° celui du solstice d'hiver de l'hémisphère nord. Et arrivé à Ls=360°, hop, on recommence à 0° et c'est le début d'une nouvelle année.

Cette notation est pratique parce qu'elle permet d'identifier la date avec un seul nombre, quitte à ajouter des décimales pour être précis. De plus, avec un peu d'habitude on relie rapidement la valeur de Ls avec la saison et donc l'état du climat martien. Des valeurs autour de Ls=90°, indiquent la période ou la calotte polaire nord se sublime, libérant de l'eau dans l'atmosphère. Et la deuxième moitié de l'année, à partir de Ls=180° est la saison des tempêtes de poussière. De même, on peut dater le moment où Mars passe au plus près du Soleil (périhélie) à Ls=251° et au plus loin (aphélie) à Ls=71°. La longitude solaire est très utile pour faire des cartes ou des graphes d'évolution saisonnière, comme illustré ci-dessous.

Carte de la quantité totale d'eau dans l'atmosphère en fonction de la latitude et de la longitude solaire, mesurée par l'instrument SPICAM sur la sonde Mars Express. Les zones rouges ont beaucoup d'eau, celles en bleu très peu. La zone rouge près du pôle nord qui apparait autour de Ls=100° correspond à la sublimation de la glace d'eau de la calotte polaire nord durant l'été nord, libérant ainsi de grandes quantités d'eau dans l'atmosphère. (Figure Alexander Trokhimovski)

On peut également définir des mois martiens, en divisant l'année en douze période de durée égale en longitude solaire. Le premier mois est donc entre Ls=0° et Ls=30°, le second entre Ls=30° et 60°, et ainsi de suite. En revanche, l'orbite martienne étant plus excentrique (moins circulaire) que celle de la Terre, cela signifie que ces mois n'ont pas tous la même durée ! Le mois 3 dure 67 sols, alors que le mois 9 dure seulement 46 sols. Cette division est surtout utilisée par les modélisateurs pour leurs simulations.

Sur cette figure sont représentées les orbites de la Terre (en bleu) et de Mars (en rouge). Les durées des saisons sont indiquées en jours pour la Terre, et en sols pour Mars (l'équivalent en jours terrestres est entre parenthèses). CC-BY-SA Areong, via Wikimedia Commons

Choisir un point de départ 

Reste un point important, à partir de quand compter les années ? L'année martienne 1 commence au moment de l'équinoxe (Ls=0°) qui a eu lieu le 11 avril 1955 (Clancy et al. 2000). La date référence utilisée est totalement arbitraire, mais celle du calendrier grégorien l'est aussi…
Là encore, cette notation permet de distinguer facilement les années et les évènements. Par exemple, la dernière tempête de poussière globale (de l'été 2018) a commencé autour de Ls=200° durant l'année 34. L'atterrisseur Pathfinder s'est posé sur Mars à Ls=142° de l'année 23, la mission Mars Express arrive en orbite en fin d'année 26, Trace Gas Orbiter en 33 et le rover Perseverance dans les premiers jours de l'année 36.
Nos amis martiens (les scientifiques, pas les hypothétiques extra-terrestres) commenceront l'année martienne 37 ce 26 décembre 2022 et la termineront le 12 novembre 2024.

Je termine donc ce billet en vous souhaitant à nouveau une très bonne année 37. Puisse-t-elle être riche en résultats scientifiques sur la planète rouge !

Pour aller plus loin / références

Les modélisateurs martiens du Laboratoire de Météorologie Dynamique proposent un outil pour convertir les dates martiennes en dates terrestres et vice-versa.
Des explications sur les mois martiens sur le site du groupe martien du LMD.

Plus de discussion sur le suivi du temps sur Mars et un calendrier des évènements spatiaux exprimés en année martienne/Ls.
(https://en.wikipedia.org/wiki/Timekeeping_on_Mars)

Clancy, R. T.; Sandor, B. J.; Wolff, M. J.; Christensen, P. R.; Smith, M. D.; Pearl, J. C.; Conrath, B. J.; Wilson, R. J. (2000). "An intercomparison of ground-based millimeter, MGS TES, and Viking atmospheric temperature measurements: Seasonal and interannual variability of temperatures and dust loading in the global Mars atmosphere". Journal of Geophysical Research. 105 (E4): 9553–9571. doi:10.1029/1999JE001089

https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Happy_New_Year_on_Mars