Phobos et Deimos sont les deux seules lunes de quelle planète ?
Mars
Phobos (désignation systématique : ) est le plus profond et le plus grand des deux satellites naturels de Mars, l'autre étant Deimos. Les deux lunes ont été découvertes en 1877 par l’astronome américain Asaph Hall. Phobos est un petit objet de forme irrégulière avec un rayon moyen de 11 km et est sept fois plus massif que la lune extérieure, Deimos. Phobos doit son nom au dieu grec Phobos, fils d'Arès (Mars) et d'Aphrodite (Vénus), qui était la personnification de l'Horreur. Le nom « Phobos » se prononce ou , ou comme le grec . Phobos orbite à 6 000 km de la surface martienne, plus proche de son corps principal que toute autre lune planétaire connue. Il est en effet si proche qu’il orbite autour de Mars plus rapidement que Mars ne tourne, et complète une orbite en seulement 7 heures et 39 minutes. En conséquence, depuis la surface de Mars, il semble s'élever à l'ouest, se déplacer dans le ciel en 4 heures et 15 minutes ou moins, et se coucher à l'est, deux fois par jour martien. Les images et les modèles indiquent que Phobos pourrait être un tas de décombres maintenus ensemble par une fine croûte et qu'il est déchiré par les interactions des marées. Phobos se rapproche de Mars d'environ 2 mètres tous les cent ans, et on prévoit que d'ici 30 à 50 millions d'années, soit elle entrera en collision avec la planète, soit elle se brisera en un anneau planétaire. Phobos a été découvert par l'astronome Asaph Hall le 18 août 1877, à l'Observatoire naval des États-Unis à Washington, D.C., vers 9 h 14, heure moyenne de Greenwich (des sources contemporaines, utilisant la convention astronomique d'avant 1925 qui commençait la journée à midi, donnent l'heure de la découverte était le 17 août à 16 h 06, heure moyenne de Washington). Hall avait découvert Deimos, l'autre lune de Mars, quelques jours plus tôt, le 12 août 1877 vers 07h48 UTC. Les noms, initialement orthographiés Phobus et Deimus respectivement, ont été suggérés par Henry Madan (1838-1901), maître scientifique d'Eton, basés sur la mythologie grecque, dans laquelle Phobos est le compagnon du dieu Ares. De nombreuses rainures et stries recouvrent également la surface de forme étrange. Les rainures sont généralement moins profondes, larges et longues, et on pensait à l'origine qu'elles étaient le résultat du même impact qui a créé Stickney. L'analyse des résultats du vaisseau spatial Mars Express a cependant révélé que les rainures ne sont pas en fait radiales par rapport à Stickney, mais sont centrées sur le sommet principal de Phobos sur son orbite (qui n'est pas loin de Stickney). Les chercheurs soupçonnent qu'ils ont été fouillés par des matériaux éjectés dans l'espace lors d'impacts sur la surface de Mars. Les rainures se sont ainsi formées comme des chaînes de cratères, et toutes disparaissent à mesure que l'on approche du sommet arrière de Phobos. Ils ont été regroupés en 12 familles ou plus d'âge variable, représentant vraisemblablement au moins 12 événements d'impact martien. De légers anneaux de poussière produits par Phobos et Deimos sont prédits depuis longtemps, mais les tentatives d'observation de ces anneaux ont échoué à ce jour. Des images récentes de Mars Global Surveyor indiquent que Phobos est recouvert d'une couche de régolithe à grain fin d'au moins 100 mètres d'épaisseur ; On suppose qu'il a été créé par des impacts d'autres corps, mais on ne sait pas comment le matériau s'est collé à un objet presque sans gravité. Le mouvement orbital de Phobos a été étudié de manière intensive, ce qui en fait « le satellite naturel le mieux étudié du système solaire » en termes d'orbites réalisées. Son orbite proche autour de Mars produit des effets inhabituels. Avec une altitude de 5 989 km, Phobos orbite autour de Mars en dessous du rayon de l’orbite synchrone, ce qui signifie qu’il se déplace autour de Mars plus rapidement que Mars elle-même ne tourne. Par conséquent, du point de vue d'un observateur à la surface de Mars, il s'élève à l'ouest, se déplace relativement rapidement dans le ciel (en 4 h 15 min ou moins) et se couche à l'est, environ deux fois par jour martien (chaque jour). 11 h 6 min). Parce qu'il est proche de la surface et sur une orbite équatoriale, il ne peut pas être vu au-dessus de l'horizon à des latitudes supérieures à 70,4°. Son orbite est si basse que son diamètre angulaire, vu par un observateur sur Mars, varie visiblement avec sa position dans le ciel. Vu à l'horizon, Phobos mesure environ 0,14° de large ; au zénith, elle fait 0,20°, soit un tiers de la largeur de la pleine Lune vue de la Terre. À titre de comparaison, le Soleil a une taille apparente d'environ 0,35° dans le ciel martien. Les phases de Phobos, dans la mesure où elles peuvent être observées depuis Mars, mettent 0,3191 jours (la période synodique de Phobos) pour suivre leur cours, soit à peine 13 secondes de plus que la période sidérale de Phobos. Vu de Phobos, Mars apparaîtrait 6 400 fois plus grande et 2 500 fois plus lumineuse que la pleine Lune n'apparaît depuis la Terre, occupant un quart de la largeur d'un hémisphère céleste. Le Lagrangien L1 de Mars – Phobos se trouve au-dessus de Stickney, qui est inhabituellement proche de la surface. Un observateur situé sur la surface martienne, en mesure d'observer Phobos, verrait des transits réguliers de Phobos à travers le Soleil. Plusieurs de ces transits ont été photographiés par le Mars Rover Opportunity. Lors des transits, l'ombre de Phobos se projette sur la surface de Mars ; un événement qui a été photographié par plusieurs vaisseaux spatiaux. Phobos n'est pas assez grand pour couvrir le disque solaire et ne peut donc pas provoquer une éclipse totale. On a longtemps pensé que les rainures de Phobos étaient des fractures causées par l'impact qui a formé le cratère Stickney. D'autres modélisations suggérées depuis les années 1970 soutiennent l'idée selon laquelle les rainures ressemblent davantage à des « vergetures » qui se produisent lorsque Phobos est déformé par les forces de marée, mais en 2015, lorsque les forces de marée ont été calculées et utilisées dans un nouveau modèle, les contraintes étaient trop faibles. pour fracturer une lune solide de cette taille, à moins que Phobos ne soit un tas de décombres entouré d'une couche de régolithe poudreux d'environ 100 m d'épaisseur. Compte tenu de la forme irrégulière de Phobos et en supposant qu'il s'agit d'un tas de décombres (en particulier un corps de Mohr-Coulomb), il finira par se briser lorsqu'il atteindra environ 2,1 rayons de Mars. Lorsque Phobos sera finalement détruit par les forces de marée, il est probable qu’une fraction des débris formera un anneau planétaire autour de Mars. Cet anneau peut durer entre un million et cent millions d'années. L'origine des lunes martiennes est encore controversée. Phobos et Deimos ont tous deux beaucoup en commun avec les astéroïdes carbonés de type C, avec des spectres, un albédo et une densité très similaires à ceux des astéroïdes de type C ou D. Sur la base de leur similitude, une hypothèse est que les deux lunes pourraient être des astéroïdes capturés par la ceinture principale. Les deux lunes ont des orbites très circulaires qui se situent presque exactement dans le plan équatorial de Mars, et donc une origine de capture nécessite un mécanisme pour circulariser l'orbite initialement très excentrique et ajuster son inclinaison dans le plan équatorial, très probablement par une combinaison de traînée atmosphérique et de marée. forces armées, même s'il n'est pas certain qu'il y ait suffisamment de temps pour que cela se produise à Deimos. La capture nécessite également une dissipation d’énergie. L'atmosphère martienne actuelle est trop fine pour capturer un objet de la taille de Phobos par freinage atmosphérique. Geoffrey Landis a souligné que la capture aurait pu avoir lieu si le corps d'origine était un astéroïde binaire qui s'était séparé sous l'effet des forces de marée. Phobos pourrait être un objet du système solaire de deuxième génération qui s'est fusionné en orbite après la formation de Mars, plutôt que de se former simultanément à partir du même nuage de naissance que Mars. Une autre hypothèse est que Mars était autrefois entourée de nombreux corps de la taille de Phobos et Deimos, peut-être éjectés en orbite autour d'elle par une collision avec un grand planétésimal. Craddock, R. A. ; (1994) ; L'origine de Phobos et Deimos, résumés de la 25e conférence annuelle sur les sciences lunaires et planétaires, tenue à Houston, Texas, du 14 au 18 mars 1994, p. 293 La porosité élevée de l'intérieur de Phobos (sur la base d'une densité de 1,88 g/cm3, les vides sont estimés représenter 25 à 35 pour cent du volume de Phobos) est incompatible avec une origine astéroïde. Les observations de Phobos dans l'infrarouge thermique suggèrent une composition contenant principalement des phyllosilicates, bien connus de la surface de Mars. Les spectres sont distincts de ceux de toutes les classes de météorites chondrites, ce qui s'éloigne encore une fois d'une origine astéroïdale. Les deux séries de découvertes soutiennent l'origine de Phobos à partir d'un matériau éjecté par un impact sur Mars qui s'est réaccrété sur l'orbite martienne, similaire à la théorie dominante sur l'origine de la Lune terrestre. La densité de Phobos a désormais été directement mesurée par un vaisseau spatial et est de 1,887 g/cm3. Les observations actuelles concordent avec le fait que Phobos est un tas de décombres. De plus, les images obtenues par les sondes Viking dans les années 1970 montraient clairement un objet naturel et non artificiel. Néanmoins, la cartographie réalisée par la sonde Mars Express et les calculs de volume ultérieurs suggèrent la présence de vides et indiquent qu'il ne s'agit pas d'un morceau de roche solide mais d'un corps poreux. La porosité de Phobos a été calculée à 30 % ± 5 %, soit un quart à un tiers de vide. Phobos a été photographié en gros plan par plusieurs vaisseaux spatiaux dont la mission principale était de photographier Mars. Le premier fut Mariner 7 en 1969, suivi de Viking 1 en 1977, de Mars Global Surveyor en 1998 et 2003, de Mars Express en 2004, 2008 et 2010, et de Mars Reconnaissance Orbiter en 2007 et 2008. Le 25 août 2005, le Spirit Rover, avec un excès d'énergie dû au vent qui chassait la poussière de ses panneaux solaires, a pris plusieurs photographies à courte exposition du ciel nocturne depuis la surface de Mars. Phobos et Deimos sont tous deux clairement visibles sur la photographie. L'Union soviétique a entrepris le programme Phobos avec deux sondes, toutes deux lancées avec succès en juillet 1988. Phobos 1 a été accidentellement arrêté par une commande erronée du contrôle au sol émise en septembre 1988 et perdu alors que l'engin était encore en route. Phobos 2 est arrivée sur le système martien en janvier 1989 et, après avoir transmis une petite quantité de données et d'images, mais peu avant de commencer son examen détaillé de la surface de Phobos, la sonde a brusquement arrêté la transmission en raison soit d'une panne de l'ordinateur de bord, soit du émetteur radio, fonctionnant déjà sur l'alimentation de secours. D'autres missions sur Mars ont collecté davantage de données, mais la prochaine tentative de mission dédiée serait une mission de retour d'échantillons. L'Agence spatiale russe a lancé une mission de retour d'échantillons vers Phobos en novembre 2011, appelée Fobos-Grunt. La capsule de retour comprenait également une expérience des sciences de la vie de la Planetary Society, appelée Living Interplanetary Flight Experiment, ou LIFE. Un deuxième contributeur à cette mission a été l'Administration spatiale nationale de Chine, qui a fourni un satellite d'étude appelé "Yinghuo-1", qui aurait été largué sur l'orbite de Mars, ainsi qu'un système de broyage et de tamisage du sol pour la charge utile scientifique du satellite. Atterrisseur Phobos. Cependant, après avoir atteint l'orbite terrestre, la sonde Fobos-Grunt n'a pas réussi à lancer les brûlages ultérieurs qui l'auraient envoyée vers Mars. Les tentatives pour récupérer la sonde ont échoué et elle s'est écrasée sur Terre en janvier 2012. En 2007, la filiale aérospatiale européenne EADS Astrium aurait développé une mission vers Phobos à titre de démonstrateur technologique. Astrium a participé à l'élaboration d'un plan de l'Agence spatiale européenne pour une mission de retour d'échantillons sur Mars, dans le cadre du programme Aurora de l'ESA, et l'envoi d'une mission vers Phobos, avec sa faible gravité, a été considéré comme une bonne opportunité pour tester et prouver les technologies nécessaires pour une éventuelle mission de retour d’échantillons sur Mars. La mission devait démarrer en 2016 et durer trois ans. La société prévoyait d'utiliser un "vaisseau-mère", qui serait propulsé par un moteur ionique, et lâcherait un atterrisseur à la surface de Phobos. L'atterrisseur effectuerait quelques tests et expériences, rassemblerait des échantillons dans une capsule, puis retournerait au vaisseau mère et retournerait sur Terre où les échantillons seraient largués pour être récupérés à la surface. En 2007, l'Agence spatiale canadienne a financé une étude menée par Optech et le Mars Institute pour une mission sans pilote vers Phobos connue sous le nom de Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME). Un site d'atterrissage proposé pour le vaisseau spatial PRIME se trouve sur le « monolithe Phobos », un objet important près du cratère Stickney. La mission PRIME serait composée d'un orbiteur et d'un atterrisseur, et chacun transporterait 4 instruments conçus pour étudier divers aspects de la géologie de Phobos. En mars 2014, une mission de classe Discovery a été proposée pour placer un orbiteur en orbite autour de Mars d'ici 2021 pour étudier Phobos et Deimos à travers une série de survols rapprochés. La mission s’appelle Phobos And Deimos & Mars Environment (PADME). Deux autres missions Phobos proposées pour la sélection Discovery 13 comprenaient une mission appelée Merlin, qui survolerait Deimos mais en réalité orbiterait et atterrirait sur Phobos, et une autre mission, Pandora, qui orbiterait à la fois sur Deimos et Phobos. Planetary.org/blogs/guest-blogs/van-kane/20150810-merlin-proposal-to-explore-the-martian-moons.html MERLIN : Les choix créatifs derrière une proposition d'exploration des lunes martiennes] (Informations Merlin et PADME aussi) Dans le cadre d'une mission habitée vers Mars Phobos a été proposé comme première cible pour une mission habitée vers Mars. La téléopération de robots de reconnaissance sur Mars par des humains sur Phobos pourrait être réalisée sans délai significatif, et les problèmes de protection planétaire lors des premières explorations de Mars pourraient être résolus par une telle approche. Phobos a également été proposé comme première cible d'une mission habitée vers Mars, car un atterrissage sur Phobos serait considérablement moins difficile et coûteux qu'un atterrissage sur la surface de Mars elle-même. Un atterrisseur à destination de Mars devrait être capable d'entrer dans l'atmosphère et de revenir ensuite en orbite, sans aucune installation de support (une capacité qui n'a jamais été tentée dans un vaisseau spatial habité), ou nécessiterait la création d'installations de support in situ (une capacité qui n'a jamais été tentée dans un vaisseau spatial habité). mission "colonie ou buste") ; un atterrisseur destiné à Phobos pourrait être basé sur des équipements conçus pour les atterrissages sur la Lune et sur les astéroïdes. De plus, le delta-v pour atterrir sur Phobos et revenir ne représente que 80 % de celui d'un voyage vers et depuis la surface de la Lune, en partie à cause de la très faible gravité de Phobos. L’exploration humaine de Phobos pourrait servir de catalyseur pour l’exploration humaine de Mars et être en soi passionnante et scientifiquement précieuse. *Le roman "Phobos" de Ty Drago est un thriller "d'enquête sur des morts mystérieuses" se déroulant sur Mars et Phobos.
Phobos (désignation systématique : ) est le plus profond et le plus grand des deux satellites naturels de Mars, l'autre étant Deimos. Les deux lunes ont été découvertes en 1877 par l’astronome américain Asaph Hall.
Phobos est un petit objet de forme irrégulière avec un rayon moyen de 11 km et est sept fois plus massif que la lune extérieure, Deimos. Phobos doit son nom au dieu grec Phobos, fils d'Arès (Mars) et d'Aphrodite (Vénus), qui était la personnification de l'Horreur. Le nom « Phobos » se prononce ou , ou comme le grec .
Phobos orbite à 6 000 km de la surface martienne, plus proche de son corps principal que toute autre lune planétaire connue. Il est en effet si proche qu’il orbite autour de Mars plus rapidement que Mars ne tourne, et complète une orbite en seulement 7 heures et 39 minutes. En conséquence, depuis la surface de Mars, il semble s'élever à l'ouest, se déplacer dans le ciel en 4 heures et 15 minutes ou moins, et se coucher à l'est, deux fois par jour martien.
Phobos est l'un des corps les moins réfléchissants du système solaire, avec un albédo de seulement 0,071. Les températures de surface varient du côté ensoleillé au côté ombragé. L'élément déterminant de la surface est le grand cratère d'impact, Stickney, qui occupe une proportion substantielle de la surface de la Lune.
Les images et les modèles indiquent que Phobos pourrait être un tas de décombres maintenus ensemble par une fine croûte et qu'il est déchiré par les interactions des marées. Phobos se rapproche de Mars d'environ 2 mètres tous les cent ans, et on prévoit que d'ici 30 à 50 millions d'années, soit elle entrera en collision avec la planète, soit elle se brisera en un anneau planétaire.
Découverte
Phobos a été découvert par l'astronome Asaph Hall le 18 août 1877, à l'Observatoire naval des États-Unis à Washington, D.C., vers 9 h 14, heure moyenne de Greenwich (des sources contemporaines, utilisant la convention astronomique d'avant 1925 qui commençait la journée à midi, donnent l'heure de la découverte était le 17 août à 16 h 06, heure moyenne de Washington). Hall avait découvert Deimos, l'autre lune de Mars, quelques jours plus tôt, le 12 août 1877 vers 07h48 UTC. Les noms, initialement orthographiés Phobus et Deimus respectivement, ont été suggérés par Henry Madan (1838-1901), maître scientifique d'Eton, basés sur la mythologie grecque, dans laquelle Phobos est le compagnon du dieu Ares.
Caractéristiques physiques
Phobos a des dimensions de et conserve trop peu de masse pour être arrondi sous sa propre gravité. Phobos n'a pas d'atmosphère en raison de sa faible masse et de sa faible gravité. C'est l'un des corps les moins réfléchissants du système solaire, avec un albédo d'environ 0,071. Spectroscopiquement, il semble être similaire aux astéroïdes de type D et sa composition est apparemment similaire à celle des chondrites carbonées. La densité de Phobos est trop faible pour être une roche solide et on sait qu'elle a une porosité importante. Ces résultats ont conduit à suggérer que Phobos pourrait contenir un réservoir important de glace. Les observations spectrales indiquent que la couche de régolithe de surface manque d'hydratation, mais la présence de glace sous le régolithe n'est pas exclue.
Phobos est fortement cratérisé. Le plus important d'entre eux est le cratère Stickney (du nom de l'épouse d'Asaph Hall, Angeline Stickney Hall, Stickney étant son nom de jeune fille), un grand cratère d'impact d'un certain diamètre, occupant une proportion substantielle de la surface de la lune. Comme pour le cratère Herschel de Mimas, l'impact qui a créé Stickney a dû presque briser Phobos.
De nombreuses rainures et stries recouvrent également la surface de forme étrange. Les rainures sont généralement moins profondes, larges et longues, et on pensait à l'origine qu'elles étaient le résultat du même impact qui a créé Stickney. L'analyse des résultats du vaisseau spatial Mars Express a cependant révélé que les rainures ne sont pas en fait radiales par rapport à Stickney, mais sont centrées sur le sommet principal de Phobos sur son orbite (qui n'est pas loin de Stickney). Les chercheurs soupçonnent qu'ils ont été fouillés par des matériaux éjectés dans l'espace lors d'impacts sur la surface de Mars. Les rainures se sont ainsi formées comme des chaînes de cratères, et toutes disparaissent à mesure que l'on approche du sommet arrière de Phobos. Ils ont été regroupés en 12 familles ou plus d'âge variable, représentant vraisemblablement au moins 12 événements d'impact martien.
De légers anneaux de poussière produits par Phobos et Deimos sont prédits depuis longtemps, mais les tentatives d'observation de ces anneaux ont échoué à ce jour. Des images récentes de Mars Global Surveyor indiquent que Phobos est recouvert d'une couche de régolithe à grain fin d'au moins 100 mètres d'épaisseur ; On suppose qu'il a été créé par des impacts d'autres corps, mais on ne sait pas comment le matériau s'est collé à un objet presque sans gravité.
On a supposé que la météorite unique Kaidun tombée sur une base militaire soviétique au Yémen en 1980 était un morceau de Phobos, mais cela a été difficile à vérifier car on sait peu de choses sur la composition exacte de Phobos.
Une personne de 150 livres (68 kg) debout à la surface de Phobos pèserait environ deux onces (57 g).
Caractéristiques géologiques nommées
Les caractéristiques géologiques de Phobos portent le nom d'astronomes qui ont étudié Phobos ainsi que les personnes et les lieux des Voyages de Gulliver de Jonathan Swift. Il y en a un nommé regio, Laputa Regio, et un nommé planitia, Lagado Planitia ; les deux portent le nom de lieux des voyages de Gulliver (la fictive Laputa, une île volante, et Lagado, capitale imaginaire de la nation fictive Balnibarbi). La seule crête nommée sur Phobos est Kepler Dorsum, du nom de l'astronome Johannes Kepler. Plusieurs cratères ont été nommés.
PHOBOS
Caractéristiques orbitales
Le mouvement orbital de Phobos a été étudié de manière intensive, ce qui en fait « le satellite naturel le mieux étudié du système solaire » en termes d'orbites réalisées. Son orbite proche autour de Mars produit des effets inhabituels. Avec une altitude de 5 989 km, Phobos orbite autour de Mars en dessous du rayon de l’orbite synchrone, ce qui signifie qu’il se déplace autour de Mars plus rapidement que Mars elle-même ne tourne. Par conséquent, du point de vue d'un observateur à la surface de Mars, il s'élève à l'ouest, se déplace relativement rapidement dans le ciel (en 4 h 15 min ou moins) et se couche à l'est, environ deux fois par jour martien (chaque jour). 11 h 6 min). Parce qu'il est proche de la surface et sur une orbite équatoriale, il ne peut pas être vu au-dessus de l'horizon à des latitudes supérieures à 70,4°. Son orbite est si basse que son diamètre angulaire, vu par un observateur sur Mars, varie visiblement avec sa position dans le ciel. Vu à l'horizon, Phobos mesure environ 0,14° de large ; au zénith, elle fait 0,20°, soit un tiers de la largeur de la pleine Lune vue de la Terre. À titre de comparaison, le Soleil a une taille apparente d'environ 0,35° dans le ciel martien. Les phases de Phobos, dans la mesure où elles peuvent être observées depuis Mars, mettent 0,3191 jours (la période synodique de Phobos) pour suivre leur cours, soit à peine 13 secondes de plus que la période sidérale de Phobos.
Vu de Phobos, Mars apparaîtrait 6 400 fois plus grande et 2 500 fois plus lumineuse que la pleine Lune n'apparaît depuis la Terre, occupant un quart de la largeur d'un hémisphère céleste. Le Lagrangien L1 de Mars – Phobos se trouve au-dessus de Stickney, qui est inhabituellement proche de la surface.
Transits solaires
Un observateur situé sur la surface martienne, en mesure d'observer Phobos, verrait des transits réguliers de Phobos à travers le Soleil. Plusieurs de ces transits ont été photographiés par le Mars Rover Opportunity. Lors des transits, l'ombre de Phobos se projette sur la surface de Mars ; un événement qui a été photographié par plusieurs vaisseaux spatiaux. Phobos n'est pas assez grand pour couvrir le disque solaire et ne peut donc pas provoquer une éclipse totale.
Destruction prévue
La décélération des marées diminue progressivement le rayon orbital de Phobos de 2 mètres tous les cent ans. Les scientifiques estiment que Phobos sera détruit dans environ 30 à 50 millions d'années, l'estimation d'une étude étant d'environ 43 millions d'années.
On a longtemps pensé que les rainures de Phobos étaient des fractures causées par l'impact qui a formé le cratère Stickney. D'autres modélisations suggérées depuis les années 1970 soutiennent l'idée selon laquelle les rainures ressemblent davantage à des « vergetures » qui se produisent lorsque Phobos est déformé par les forces de marée, mais en 2015, lorsque les forces de marée ont été calculées et utilisées dans un nouveau modèle, les contraintes étaient trop faibles. pour fracturer une lune solide de cette taille, à moins que Phobos ne soit un tas de décombres entouré d'une couche de régolithe poudreux d'environ 100 m d'épaisseur. Compte tenu de la forme irrégulière de Phobos et en supposant qu'il s'agit d'un tas de décombres (en particulier un corps de Mohr-Coulomb), il finira par se briser lorsqu'il atteindra environ 2,1 rayons de Mars.
Les chercheurs suggèrent que les rainures sont des « vergetures » causées par les forces de marée. Cette idée est basée sur le modèle selon lequel Phobos est un tas de décombres entouré d’une couche de 100 m de régolithe poudreux. Les fractures de contrainte calculées pour ce modèle s'alignent avec les rainures de Phobos. Le modèle est étayé par la découverte que certaines rainures sont plus jeunes que d’autres, ce qui implique que le processus qui produit les rainures est en cours.
Lorsque Phobos sera finalement détruit par les forces de marée, il est probable qu’une fraction des débris formera un anneau planétaire autour de Mars. Cet anneau peut durer entre un million et cent millions d'années.
Origine
L'origine des lunes martiennes est encore controversée. Phobos et Deimos ont tous deux beaucoup en commun avec les astéroïdes carbonés de type C, avec des spectres, un albédo et une densité très similaires à ceux des astéroïdes de type C ou D. Sur la base de leur similitude, une hypothèse est que les deux lunes pourraient être des astéroïdes capturés par la ceinture principale. Les deux lunes ont des orbites très circulaires qui se situent presque exactement dans le plan équatorial de Mars, et donc une origine de capture nécessite un mécanisme pour circulariser l'orbite initialement très excentrique et ajuster son inclinaison dans le plan équatorial, très probablement par une combinaison de traînée atmosphérique et de marée. forces armées, même s'il n'est pas certain qu'il y ait suffisamment de temps pour que cela se produise à Deimos. La capture nécessite également une dissipation d’énergie. L'atmosphère martienne actuelle est trop fine pour capturer un objet de la taille de Phobos par freinage atmosphérique. Geoffrey Landis a souligné que la capture aurait pu avoir lieu si le corps d'origine était un astéroïde binaire qui s'était séparé sous l'effet des forces de marée.
Phobos pourrait être un objet du système solaire de deuxième génération qui s'est fusionné en orbite après la formation de Mars, plutôt que de se former simultanément à partir du même nuage de naissance que Mars.
Une autre hypothèse est que Mars était autrefois entourée de nombreux corps de la taille de Phobos et Deimos, peut-être éjectés en orbite autour d'elle par une collision avec un grand planétésimal. Craddock, R. A. ; (1994) ; L'origine de Phobos et Deimos, résumés de la 25e conférence annuelle sur les sciences lunaires et planétaires, tenue à Houston, Texas, du 14 au 18 mars 1994, p. 293 La porosité élevée de l'intérieur de Phobos (sur la base d'une densité de 1,88 g/cm3, les vides sont estimés représenter 25 à 35 pour cent du volume de Phobos) est incompatible avec une origine astéroïde. Les observations de Phobos dans l'infrarouge thermique suggèrent une composition contenant principalement des phyllosilicates, bien connus de la surface de Mars. Les spectres sont distincts de ceux de toutes les classes de météorites chondrites, ce qui s'éloigne encore une fois d'une origine astéroïdale. Les deux séries de découvertes soutiennent l'origine de Phobos à partir d'un matériau éjecté par un impact sur Mars qui s'est réaccrété sur l'orbite martienne, similaire à la théorie dominante sur l'origine de la Lune terrestre.
L'hypothèse du « Phobos creux » de Shklovsky
À la fin des années 1950 et dans les années 1960, les caractéristiques orbitales inhabituelles de Phobos ont conduit à des spéculations selon lesquelles il pourrait être creux.
Vers 1958, l'astrophysicien russe Iosif Samuilovich Shklovsky, étudiant l'accélération séculaire du mouvement orbital de Phobos, a suggéré une structure en « tôle fine » pour Phobos, une suggestion qui a conduit à des spéculations selon lesquelles Phobos était d'origine artificielle. Shklovsky a basé son analyse sur des estimations de la densité de la haute atmosphère martienne et en a déduit que pour que le faible effet de freinage puisse tenir compte de l'accélération séculaire, Phobos devait être très léger : un calcul a donné une sphère de fer creuse de diamètre mais inférieure à 6. cm d'épaisseur. Dans une lettre de février 1960 adressée à la revue Astronautics, Fred Singer, alors conseiller scientifique du président américain Dwight D. Eisenhower, a déclaré à propos de la théorie de Shklovsky :
Si le satellite est effectivement en spirale vers l'intérieur, comme le déduit l'observation astronomique, alors il y a peu d'alternative à l'hypothèse selon laquelle il est creux et donc martien. Le grand « si » réside dans les observations astronomiques ; ils se trompent peut-être. Puisqu’ils sont basés sur plusieurs ensembles indépendants de mesures prises à des dizaines d’années d’intervalle par différents observateurs utilisant des instruments différents, des erreurs systématiques peuvent les avoir influencés.
Par la suite, les erreurs systémiques de données prédites par Singer se sont avérées exister, et cette affirmation a été mise en doute, et des mesures précises de l'orbite disponibles en 1969 ont montré que l'écart n'existait pas. La critique de Singer a été justifiée lorsqu'il a été découvert que des études antérieures avaient utilisé une valeur surestimée de 5 cm/an pour le taux de perte d'altitude, qui a ensuite été révisée à 1,8 cm/an. L’accélération séculaire est désormais attribuée aux effets de marée, qui n’avaient pas été pris en compte dans les études précédentes.
La densité de Phobos a désormais été directement mesurée par un vaisseau spatial et est de 1,887 g/cm3. Les observations actuelles concordent avec le fait que Phobos est un tas de décombres. De plus, les images obtenues par les sondes Viking dans les années 1970 montraient clairement un objet naturel et non artificiel. Néanmoins, la cartographie réalisée par la sonde Mars Express et les calculs de volume ultérieurs suggèrent la présence de vides et indiquent qu'il ne s'agit pas d'un morceau de roche solide mais d'un corps poreux. La porosité de Phobos a été calculée à 30 % ± 5 %, soit un quart à un tiers de vide.
Exploration
Missions lancées
Phobos a été photographié en gros plan par plusieurs vaisseaux spatiaux dont la mission principale était de photographier Mars. Le premier fut Mariner 7 en 1969, suivi de Viking 1 en 1977, de Mars Global Surveyor en 1998 et 2003, de Mars Express en 2004, 2008 et 2010, et de Mars Reconnaissance Orbiter en 2007 et 2008. Le 25 août 2005, le Spirit Rover, avec un excès d'énergie dû au vent qui chassait la poussière de ses panneaux solaires, a pris plusieurs photographies à courte exposition du ciel nocturne depuis la surface de Mars. Phobos et Deimos sont tous deux clairement visibles sur la photographie.
L'Union soviétique a entrepris le programme Phobos avec deux sondes, toutes deux lancées avec succès en juillet 1988. Phobos 1 a été accidentellement arrêté par une commande erronée du contrôle au sol émise en septembre 1988 et perdu alors que l'engin était encore en route. Phobos 2 est arrivée sur le système martien en janvier 1989 et, après avoir transmis une petite quantité de données et d'images, mais peu avant de commencer son examen détaillé de la surface de Phobos, la sonde a brusquement arrêté la transmission en raison soit d'une panne de l'ordinateur de bord, soit du émetteur radio, fonctionnant déjà sur l'alimentation de secours. D'autres missions sur Mars ont collecté davantage de données, mais la prochaine tentative de mission dédiée serait une mission de retour d'échantillons.
L'Agence spatiale russe a lancé une mission de retour d'échantillons vers Phobos en novembre 2011, appelée Fobos-Grunt. La capsule de retour comprenait également une expérience des sciences de la vie de la Planetary Society, appelée Living Interplanetary Flight Experiment, ou LIFE. Un deuxième contributeur à cette mission a été l'Administration spatiale nationale de Chine, qui a fourni un satellite d'étude appelé "Yinghuo-1", qui aurait été largué sur l'orbite de Mars, ainsi qu'un système de broyage et de tamisage du sol pour la charge utile scientifique du satellite. Atterrisseur Phobos. Cependant, après avoir atteint l'orbite terrestre, la sonde Fobos-Grunt n'a pas réussi à lancer les brûlages ultérieurs qui l'auraient envoyée vers Mars. Les tentatives pour récupérer la sonde ont échoué et elle s'est écrasée sur Terre en janvier 2012.
Missions envisagées
En 1997 et 1998, la mission Aladdin a été sélectionnée comme finaliste du programme Discovery de la NASA. Le plan était de visiter Phobos et Deimos et de lancer des projectiles sur les satellites. La sonde collecterait les éjectas lors d'un survol lent (~ 1 km/s). Ces échantillons seraient renvoyés sur Terre pour étude trois ans plus tard. Le chercheur principal était le Dr Carle Pieters de l'Université Brown. Le coût total de la mission, lanceur et opérations compris, s'élevait à 247,7 millions de dollars. Finalement, la mission choisie pour voler était MESSENGER, une sonde vers Mercure.
En 2007, la filiale aérospatiale européenne EADS Astrium aurait développé une mission vers Phobos à titre de démonstrateur technologique. Astrium a participé à l'élaboration d'un plan de l'Agence spatiale européenne pour une mission de retour d'échantillons sur Mars, dans le cadre du programme Aurora de l'ESA, et l'envoi d'une mission vers Phobos, avec sa faible gravité, a été considéré comme une bonne opportunité pour tester et prouver les technologies nécessaires pour une éventuelle mission de retour d’échantillons sur Mars. La mission devait démarrer en 2016 et durer trois ans. La société prévoyait d'utiliser un "vaisseau-mère", qui serait propulsé par un moteur ionique, et lâcherait un atterrisseur à la surface de Phobos. L'atterrisseur effectuerait quelques tests et expériences, rassemblerait des échantillons dans une capsule, puis retournerait au vaisseau mère et retournerait sur Terre où les échantillons seraient largués pour être récupérés à la surface.
Missions proposées
En 2007, l'Agence spatiale canadienne a financé une étude menée par Optech et le Mars Institute pour une mission sans pilote vers Phobos connue sous le nom de Phobos Reconnaissance and International Mars Exploration (PRIME). Un site d'atterrissage proposé pour le vaisseau spatial PRIME se trouve sur le « monolithe Phobos », un objet important près du cratère Stickney. La mission PRIME serait composée d'un orbiteur et d'un atterrisseur, et chacun transporterait 4 instruments conçus pour étudier divers aspects de la géologie de Phobos.
En 2008, le centre de recherche Glenn de la NASA a commencé à étudier une mission de retour d'échantillons Phobos et Deimos qui utiliserait une propulsion électrique solaire. L'étude a donné naissance au concept de mission "Hall", une mission de classe New Frontiers actuellement en cours d'étude.
Un autre concept de mission de retour d'échantillons de Phobos et Deimos est OSIRIS-REx II, qui utiliserait la technologie héritée de la première mission OSIRIS-REx.
Depuis janvier 2013, une nouvelle mission Phobos Surveyor est actuellement en cours de développement par une collaboration de l'Université de Stanford, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et du Massachusetts Institute of Technology. La mission est actuellement en phase de test et l’équipe de Stanford prévoit de lancer la mission entre 2023 et 2033.
En mars 2014, une mission de classe Discovery a été proposée pour placer un orbiteur en orbite autour de Mars d'ici 2021 pour étudier Phobos et Deimos à travers une série de survols rapprochés. La mission s’appelle Phobos And Deimos & Mars Environment (PADME). Deux autres missions Phobos proposées pour la sélection Discovery 13 comprenaient une mission appelée Merlin, qui survolerait Deimos mais en réalité orbiterait et atterrirait sur Phobos, et une autre mission, Pandora, qui orbiterait à la fois sur Deimos et Phobos. Planetary.org/blogs/guest-blogs/van-kane/20150810-merlin-proposal-to-explore-the-martian-moons.html MERLIN : Les choix créatifs derrière une proposition d'exploration des lunes martiennes] (Informations Merlin et PADME aussi)
La Russie prévoit de répéter la mission Fobos-Grunt à la fin des années 2020, et l'Agence spatiale européenne évalue une mission de retour d'échantillons pour 2024 appelée Phootprint.
Dans le cadre d'une mission habitée vers Mars
Phobos a été proposé comme première cible pour une mission habitée vers Mars. La téléopération de robots de reconnaissance sur Mars par des humains sur Phobos pourrait être réalisée sans délai significatif, et les problèmes de protection planétaire lors des premières explorations de Mars pourraient être résolus par une telle approche.
Phobos a également été proposé comme première cible d'une mission habitée vers Mars, car un atterrissage sur Phobos serait considérablement moins difficile et coûteux qu'un atterrissage sur la surface de Mars elle-même. Un atterrisseur à destination de Mars devrait être capable d'entrer dans l'atmosphère et de revenir ensuite en orbite, sans aucune installation de support (une capacité qui n'a jamais été tentée dans un vaisseau spatial habité), ou nécessiterait la création d'installations de support in situ (une capacité qui n'a jamais été tentée dans un vaisseau spatial habité). mission "colonie ou buste") ; un atterrisseur destiné à Phobos pourrait être basé sur des équipements conçus pour les atterrissages sur la Lune et sur les astéroïdes. De plus, le delta-v pour atterrir sur Phobos et revenir ne représente que 80 % de celui d'un voyage vers et depuis la surface de la Lune, en partie à cause de la très faible gravité de Phobos.
L’exploration humaine de Phobos pourrait servir de catalyseur pour l’exploration humaine de Mars et être en soi passionnante et scientifiquement précieuse.
Dans la fiction
*La nouvelle d'Arthur C. Clarke "Hide-and-Seek" (dans Expedition to Earth) se déroule sur et à proximité de Phobos.
*Dans l'histoire d'Alastair Reynolds "Blue Remembered Earth", l'un des indices d'Eunice Akinya est caché dans une base sur Phobos. Il est révélé plus tard qu'une race extraterrestre connue sous le nom de « Les M-builders » a inscrit le monolithe de Phobos avec la physique plusieurs millions d'années auparavant.
*Le roman "Phobos" de Ty Drago est un thriller "d'enquête sur des morts mystérieuses" se déroulant sur Mars et Phobos.
*Le jeu Doom d'Id Software de 1993 a son premier épisode se déroulant sur Phobos.
*Dans le roman d'Andy Weir Le Martien, la trajectoire du lever et du coucher de Phobos est utilisée pour faciliter la navigation.