Comme la Terre, Mars est entouré d'une ionosphère – la partie de son atmosphère supérieure où le rayonnement du soleil fait tomber les électrons des atomes et des molécules, créant des particules chargées. L'ionosphère martienne est complexe et change continuellement au cours de la journée, mais son rôle dans la dynamique atmosphérique et les signaux de communication radio signifie que la compréhension est essentielle pour l'exploration de Mars.
Une façon d'étudier l'ionosphère martienne est avec la radio occultation, dans laquelle un vaisseau spatial en orbite autour de Mars envoie un signal radio à un récepteur sur Terre. Lorsqu'il traverse l'ionosphère martienne, le signal se plie légèrement. Les chercheurs peuvent mesurer cette réfraction pour en savoir plus sur les propriétés ionosphériques martiennes telles que la densité électronique et la température. Cependant, les positions relatives de Mars, de la Terre et du Soleil moyen d'occultation conventionnelle ne peuvent pas mesurer le milieu de la journée martienne.
Maintenant, dans un article publié dans le Journal of Geophysical Research: PlanètesJacob Parrot et ses collègues approfondissent notre compréhension de l'ionosphère martienne en utilisant une approche appelée radio-occultation mutuelle, dans laquelle le signal radio n'est pas envoyé d'un orbiteur sur Terre mais entre deux orbites de Mars. Alors qu'un orbiteur monte ou set derrière Mars du point de vue de l'autre, le signal traverse l'ionosphère et se réfracte selon les propriétés de l'ionosphère.
Les chercheurs ont analysé 71 mesures de radio-occultation mutuelle entre deux satellites de l'Agence spatiale européenne en orbite en orbite: Mars Express et l'orbiteur de gaz trace exomars. Trente-cinq de ces mesures ont été rapprochées de midi que jamais auparavant réalisables, permettant en fait aux scientifiques de voir une nouvelle partie de l'ionosphère martienne.
Les nouvelles données ont permis à l'équipe de recherche de calculer comment la densité électronique de l'ionosphère change tout au long de la journée. Ils ont également pu en savoir plus sur la façon dont les altitudes des couches supérieures et inférieures de l'ionosphère – appelées M2 et M1, respectivement – vartées quotidiennement. Les nouvelles données suggèrent que la densité d'électrons maximale de la couche M2 change moins radicalement pendant la journée que ce qui a été suggéré par des recherches antérieures. Les données montrent également que le M1 existe, en effet, toujours à midi, contredisant les hypothèses précédentes.
Les chercheurs ont également utilisé les nouvelles données pour calculer les températures ionosphériques. Ils ont constaté qu'au lieu d'être le plus chaud à midi, les températures de l'ionosphère se lèvent lorsque le soleil atteint le coucher du soleil martien. Les simulations utilisant un modèle de climat Mars suggèrent qu'il s'agit probablement de vents transportant de l'air, plutôt que la chaleur directe du soleil, qui contrôlent ces dynamiques de température.
