Les incroyables images de Mars obtenues avec deux télescopes de 1 mètre

A gauche Mars observée à l'observatoire de Calern le 24 octobre. A droite depuis le Pic du Midi le 27 octobre. C2PU/OCA/S2P/IMCCE/OMP
Coup sur coup, deux télescopes de 1 m de diamètre installés en France ont permis à des équipes d’astronomes de réaliser des images particulièrement détaillées de la planète rouge. Voici toutes les images et vidéos obtenues.

Le 6 octobre 2020, la planète Mars passait au plus près de la Terre, à seulement 62 millions de kilomètres. Hélas, la météo n’était guère favorable sur l’Hexagone pour la photographier. Malgré tout, les astronomes sont tenaces. À quelques jours d’intervalle, le télescope de 1 m Omicron, installé à 1250 m d’altitude sur le plateau de Caussols dans les Alpes-Maritimes, et celui du Pic du Midi, à 2860 m dans les Hautes-Pyrénées, ont permis à deux petits groupes d’observateurs d’accrocher d’incroyables détails sur la planète rouge.

Omicron voit les falaises de Valles Marineris

Le 24 octobre 2020, les conditions atmosphériques sont enfin bonnes au-dessus des Alpes-Maritimes. L’amateur chevronné Jean-Pierre Prost monte à l’observatoire de Calern, qui fait partie de l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA), pour tenter des images de Mars avec David Vernet, opticien de l’observatoire. Le tout en respectant les consignes sanitaires imposées en raison du Covid-19 : « Pour se conformer au couvre-feu en vigueur ce soir-là, je suis arrivé avant 21 h à l’observatoire et j’en suis reparti à 6 h passées, exténué mais content. Et nous avions tous un masque pendant cette session », indique l’amateur.

« Le seeing était correct, avec de belles visions à l’oculaire, poursuit Jean-Pierre Prost. Mais nous avons bénéficié d’une accalmie très nette en tout début de session. Nous l’avons remarqué sur la vidéo en direct, et j’ai tout de suite déclenché les acquisitions pour ne rien manquer. Le créneau a duré un quart d’heure, puis la turbulence s’est un peu renforcée et il me semble ne pas avoir retrouvé des conditions aussi bonnes par la suite… mais l’essentiel était en boite ! »

L’image finale a été traitée par Jean-Pierre Prost et Philippe Cambre. Elle dévoile en détail l’immense canyon Valles Marineris, avec ses 4500 km de long et ses 200 km de large. Et la résolution est suffisante pour en percevoir la profondeur, de l’ordre de 7 km ! De nombreux cratères d’impact sont également visibles, et pas seulement Schiaparelli, avec ses 430 km de diamètre et son contour souligné par les régions sombres de Sinus Meridiani ; plusieurs, de quelque 80 km de diamètre, sont évidents dans Arabia Terra (au nord), ainsi que dans l’enceinte d’Argyre, dans l’hémisphère Sud. Enfin, l’estuaire de Kasei Valles, débouchant sur les plaines de Chryse où s’était posée la sonde Viking 1 en 1976, est bien dessiné.

Mars photographiée le 24 octobre 2020 avec le télescope de 1 m Omicron, situé sur le plateau de Caussols, dans les Alpes-Maritimes.
© C2PU/D. Vernet/J.-P. Prost/P. Cambre/Calern Observatory

Une collaboration professionnels-amateurs

Cette image exceptionnelle, l’une des meilleures obtenues depuis la Terre, est le fruit d’une collaboration entre professionnels et amateurs. À l’OCA, elle prend forme notamment au Centre pédagogique planètes Univers (C2PU), qui réunit sur le plateau de Caussols deux télescopes de 1 m, Espilon et Omicron, servant à la fois à la formation des universitaires et à des programmes de recherche. Jean-Pierre Prost précise : « Il y a depuis longtemps des collaborations scientifiques entre la société dans laquelle je travaille (Thalès Alenia Space Cannes) et l’OCA. En marge de ce contexte général, je suis entré en contact avec les responsables du C2PU. Depuis, je suis de temps en temps invité par l’OCA lors d'événements planétaires intéressants (passage au plus près de Jupiter, Saturne ou Mars par exemple), quand l'un des deux télescopes du C2PU n'est pas occupé par des campagnes d'observations scientifiques (ce qui est leur occupation la plupart du temps). »

Le 1 m du Pic du Midi double la mise

Quelques jours plus tard au Pic du Midi, un autre télescope de 1 m se braque vers Mars. Thierry Legault, astronome amateur, auteur de l’ouvrage Astrophotographie, est monté pour quelques jours avec l’astronome François Colas pour profiter de cette opposition martienne car il faudra attendre 2033 avant d’avoir à nouveau des conditions aussi favorables. Une précédente tentative autour de l’opposition du 13 octobre a permis d’obtenir de bonnes images, mais la météo difficile ne rend pas justice aux capacités d’un télescope de 1 m situé à près de 3000 m d’altitude.

Pour l’occasion, le miroir coudé du télescope (foyer Nasmith) a été démonté afin d’utiliser le télescope directement au foyer Cassegrain. Il renoue ainsi avec la configuration dans laquelle il a construit sa renommée mondiale dans le domaine de l’imagerie planétaire. La première nuit est mise à profit pour des réglages avec un ciel peu stable. La nuit suivante, le 30 octobre 2020, sera la bonne, même si le ciel n’a pas atteint une stabilité parfaite comme le montre la vidéo suivante. Selon les vidéos, seulement 5 à 15% des images ont pu être conservées pour les additionner, les autres étant trop impactées par la turbulence atmosphérique comme le montre cette vidéo brute.

 « Nous avons obtenu une bonne série d’images entre 22h39 et 22h49 et une autre entre 23h09 et 23h21. Je suis enthousiasmé par l’homogénéité de cette série », se réjouit Thierry Legault, après un premier tri des acquisitions. Ces images nous ont ensuite été envoyées pour aider au traitement, et voici le résultat :

Mars le 30 octobre 2020 à 23h07, depuis le Pic du Midi. Au limbe, Syrtis Major est en train de se coucher, alors que passe au méridien central le terrain sombre de Terra Meridiani, surplombé par la vaste plaine claire d’Arabia Terra. À l’ouest, Valles Marineris se lève sous les brumes matinales. © T. Legault/F. Colas/ J.-L. Dauvergne/S2P/IMCCE/OMP

La planète Mars en 3D

La quantité de données obtenue a permis de décliner ce traitement en créant une vue stéréo à partir des images prises autour de 22h44 et 23h16. Voir en stéréo demande une petite gymnastique pour le cerveau ; certaines personnes sont à l’aise avec une vision croisée, en louchant, d’autres avec une vision droite. Pour vous aider à percevoir la vision droite, vous pouvez séparer les deux images avec une feuille au centre. En vision croisée, il s’agit de loucher. Placez l’index devant vos yeux en variant la distance jusqu’à ce que les images fusionnent à l’arrière-plan. La difficulté ensuite est de focaliser l’œil sur l’image fusionnée tout en continuant à loucher.

 

Une autre façon d’avoir une impression de relief est de mettre ces images en mouvement. L’animation suivante montre la rotation de Mars entre 22h44 et 23h16. Tout comme la Terre Mars fait un tour sur elle-même par jour.

Quelques données prises un peu plus tard dans la nuit permettent de voir Valles Marineris sortir de la brume. Mais le détail le plus intéressant se trouve au limbe avec l’émergence des monts de Tharsis. Ascraeus Mons est bien visible au nord, de même que Pavonis Mons dans le prolongement de Valles Marineris. Plus au sud, Arsia Mons est partiellement couvert de brume.

Cette vue de Mars a été prise à 2h18 au 1 m du Pic du Midi le 31 octobre 2020. À gauche, les monts de Tharsis sont en train d’apparaître au limbe. © T. Legault/F. Colas/J.-L. Dauvergne/S2P/IMCCE/OMP

L’image suivante décrit les pincipales formations visibles.

La tradition de la haute résolution  

« Depuis le début du XXe siècle, le Pic du Midi est connu comme étant un site favorable à l’obtention d’images planétaires haute résolution. Pendant longtemps, les dessins réalisés au sommet avec une lunette de 38 cm dépassaient les meilleures photos argentiques », explique François Colas. Fort de cette réputation, l’observatoire s’est doté dans les années 1960 d’un télescope de 1 m partiellement financé par la Nasa en vue de préparer les mission Apollo. Depuis cette époque, l’instrument reste principalement consacré à l’observation du Système solaire et produit toujours des vues en haute résolution parmi les meilleures du monde au fil des évolutions techniques.

L’image ci-dessous souligne des progrès faits depuis la fin de l’ère argentique au milieu des années 1980, par comparaison avec une photo de l’astrophotographe Jean Dragesco, qui nous a quitté en 2020 à l’âge de 100 ans. Au dos de cette photo, il expliquait : « Il semblerait que cette photo soit l’une des meilleures jamais réussies à partir d’un observatoire terrestre. Il y a une infinité de fins détails, certains jamais encore photographiés. »

À gauche, Mars photographiée le 15 juillet 1986 par Jean Dragesco avec un appareil photo OM1 installé sur le télescope de 1 m. La planète avait alors une taille apparente de 22,9”. À droite, la même région vue le 31 mars 2020, alors que Mars mesurait 20,2”.

De nouveaux télescopes pour les planètes

Parmi les grands télescopes de classe professionnelle, celui du Pic du Midi a pendant longtemps été le seul, avec l’IRTF à Hawaï, à être pointé régulièrement vers les planètes. Ce champ d’observation a perdu en attrait à partir des années 1990 avec le développement des sondes spatiales et l’émergence de nouveaux besoins d’observation pour la cosmologie et les exoplanètes. Il est intéressant de noter que cette situation change avec de nouveaux instruments comme ceux du C2PU. Des projets se développent sur d’autres télescopes, comme les Keck de 10 m à Hawaï, où un programme existe pour observer les planètes au crépuscule quand aucune autre observation n’est possible. Depuis 2015, le télescope spatial Hubble vise Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune à chaque opposition dans le cadre du programme OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy).

Il y a également depuis une dizaine d’années un boum des collaborations entre amateurs et professionnels, car les progrès techniques permettent d’obtenir des images très détaillées en utilisant des télescopes de 250 à 350 mm. Depuis quelques années, les amateurs peuvent même pointer un télescope de 1 m vers les planètes. Il s’agit de celui de Chilescope dans le désert d’Atacama. C’est un télescope privé, mais il peut être loué pour le piloter à distance.

Pour l’observation planétaire, c’est même l’un des seuls instruments au monde pilotable à distance. L’astrophotographe britannique Damian Peach l’utilise régulièrement et produit également de très belles vues des planètes. Le hasard veut qu’il ait aussi observé Valles Marineris et ce, à quelques jours d’écart seulement des images produites au Pic du Midi et à Calern, le 27 octobre.

Mars vue le 27 octobre depuis le désert d’Atacama avec le télescope de 1 m de Chilescope. © D. Peach/Chilescope
Recevez Ciel & Espace pour moins de 6€/mois

Et beaucoup d'autres avantages avec l'offre numérique.

Voir les offres

Nous avons sélectionné pour vous