La sélection du site d'atterrissage de Mars Polar Lander a largement profité des analyses menées par les instruments scientifiques de l'orbiteur Mars Global Surveyor, en particulier des photographies hautes résolutions obtenues par la caméra (MOC). L'altimètre laser (MOLA) a également fourni des relevés topographiques de première importance. L'image A montre un modèle numérique de terrain du corridor d'atterrissage (72° à 78° de latitude sud 130° à 190° de longitude ouest). L'échelle à droite indique l'élévation du terrain (violet : 0 mètre, bleu : 1500 mètres, rouge : 3000 mètres). L'image B est une carte spectaculaire du relief de la zone d'atterrissage de Mars Polar Lander établie par l'altimètre avec une très grande précision : la résolution verticale est de 37 centimètres seulement ! Par souci d'esthétisme, les hauteurs de l'image ont cependant été exagérées d'un facteur 20. Le spectromètre d'émission thermique (TES) a aussi amassé des données moins importantes mais cependant intéressantes, comme les températures au sol.

Les premières images de la zone d'atterrissage ont été prises en décembre 1997 et en janvier 1998. Après cette période, les alentours de la calotte polaire sud n'étaient malheureusement plus accessibles. L'hiver austral arrivait et le pôle sud se recouvrait peu à peu d'une épaisse couverte nuageuse, un capuchon blanc qui masquait les terrains sous-jacents. Il a donc fallu attendre la fin du long l'hiver, et c'est seulement vers le mois de juin 1999 que les rayons du soleil ont recommencé à réchauffer les terres glacées de la calotte polaire sud. La région ou le site d'atterrissage devait être sélectionné a alors été littéralement mitraillé par l'objectif de la caméra de Global Surveyor et les images obtenues ont finalement permis de se décider. Quatre sites d'atterrissage potentiels avaient été retenus à l'issue d'une première sélection, avant le choix définitif, que voici :

La région choisie pour localiser le site d'atterrissage de Mars Polar Lander s'étendait de 72° de latitude sud à 78 ° de latitude sud et de 170° de longitude ouest à 230 ° de longitude ouest. Elle formait un rectangle incurvé qui entourait la calotte polaire résiduelle, distante de quelques centaines de kilomètres (voir la vignette en haut à gauche de l'image C), et visible sur l'image C. Les bandes et les traits blancs qui traversent en tout sens la zone d'atterrissage marquent les emplacements des clichés enregistrés par Global Surveyor pendant la première semaine du mois de juin et la première semaine du mois d'août 1999. La résolution des images varie de 12 mètres à 18 mètres par pixel (traits longs) jusqu'à 4 mètres par pixels pour les traits les plus courts. Des images encore plus précises seront obtenues pendant le mois de septembre et d'octobre 1999. Le soleil sera alors plus haut dans le ciel, et il illuminera encore mieux les étendues gelées. 

La parcelle de terrains qui a finalement reporté le titre tant convoité de site d'atterrissage principal est également visible sur l'image C. Il s'agit de l'étroite ellipse violette, qui s'étend sur 200 kilomètres de long pour 20 kilomètres de large. Le site d'atterrissage principal est situé très exactement à 76° de latitude sud et 195 ° de longitude ouest, à 800 km du pôle sud.

Le choix d'un site d'atterrissage repose toujours sur un compromis entre d'une part une région intéressante du point de vue scientifique et d'autre part un terrain permettant un atterrissage relativement sûr et aisé. La zone d'atterrissage retenue devrait avoir beaucoup à offrir du point de vue scientifique. On espère que Mars Polar Lander pourra se trouver en présence des fameux dépôts stratifiés, qui portent en eux une bonne partie de l'histoire martienne. Les photographies de Global Surveyor ont révélé de plus que la zone choisie est peu accidentée avec une surface relativement plate et douce. Les pentes sont inférieures à 10 °. L'atterrissage devrait donc se passer tout en douceur.

La deuxième ellipse blanche de l'image C (à gauche de l'ellipse violette) marque l'emplacement du site d'atterrissage de secours, qui sera utilisé s'il s'avère que le site principal est impraticable, ou si les prochains clichés de Global Surveyor prouvent que le site de secours est encore plus intéressant et excitant. Celui ci est situé à 75° de latitude sud et 180° de longitude ouest. La décision d'utiliser le site de secours plutôt que le site principal pourra être prise jusqu'au début du mois d'octobre, date à laquelle les préparatifs pour l'atterrissage commenceront.

L'image D permet de comparer à la même échelle une portion de la zone elliptique choisie pour l'atterrissage de Mars Polar Lander avec le site d'atterrissage de la sonde Pathfinder et de son petit robot à six roues, Sojourner. La résolution des deux vues est de 5 mètres par pixel environ. Le site d'atterrissage de Pathfinder, situé dans Ares Vallis, est relativement accidenté. On reconnaît facilement les deux collines jumelles (Twin Peaks) au centre à gauche, la colline nord (North Peak) en haut et le grand cratère (Big Crater) en bas à droite. En comparaison, le site d'atterrissage de Mars Polar Lander parait quelque peu monotone. Aucun cratère d'impact (même s'ils ne sont pas totalement absents du site), ne vient poinçonner sa surface (ce qui est normal, car elle est extrêmement jeune), et aucune colline n'égaye de sa présence les environs. La texture du sol est différente dans les deux cas. Les vaguelettes du site de Pathfinder, causé par les mouvements des sédiments qui recouvrent la totalité de la région, sont remplacées par un arrangement aléatoire de creux et de bosses, résultat d'une érosion particulière aux régions riches en glace. Les reliefs n'atteignent qu'un mètre ou deux en hauteur et s'étendent sur une centaine de mètres tout au plus. Il est possible d'apercevoir quelques points noirs sur le cliché de droite. Ces points marquent les endroits ou la couche de givre de CO2 a disparu, laissant apparaître en dessous les terrains plus sombres de la surface (voir les dunes mouchetées, pour une description précise du phénomène).

L'image E est une mosaïque de six vues représentatives des terrains appartenant à l'ellipse du site d'atterrissage principal. Chaque vue mesure 1,2 km de côté et la résolution avoisine les 5 mètres par pixel. Ces vues illustrent les différences morphologiques qui caractérisent les terrains à l'intérieur de la zone d'atterrissage. Certaines images sont plus claires que d'autres, ce qui s'explique par la quantité variable de givre qui recouvre encore les différents terrains et peut être aussi la différence de composition de la couche glacée : glace d'eau, dioxyde de carbone solide ou mélange des deux. La luminosité varie également en fonction de la texture de la surface, pour des échelles supérieures ou inférieures à celle de ces images. Le temps que Mars Polar Lander arrive à proximité de Mars et le manteau de givre aura alors complètement disparu. Le Soleil sera haut dans le ciel, et il parcourra l'horizon sans jamais se coucher. Mars Polar Lander pourra donc profiter de la lumière de ce soleil de minuit pendant les 90 jours de sa mission.

Les photographies du site d'atterrissage de Mars Polar Lander ont quelque chose de décevant. Mais il ne faut pas oublier qu'elles sont prises depuis l'orbite martienne, et que les vues au sol risquent d'être bien plus ébouriffantes. On attend donc avec une grande impatience les premières images de la caméra de Mars Polar Lander, ainsi que la série de prises de vue qui sera obtenue lors de la descente de l'atterrisseur vers le sol par une caméra de descente. Nul ne sait vraiment à quoi ressembleront les terrains du pôle sud. Comme c'est bien souvent le cas, ce que nous allons trouver la bas dépassera sans doute nos souhaits les plus fous. Le monde a toujours plus d'imagination que n'en portent nos rêves !

Pour en savoir plus :

Mars Polar Lander : description complète de la mission et de la sonde.

A

B

C

D

E

Malin Space Science Systems/MOLA Team/NASA