L'HEURE  MARTIENNE

La planète Mars tourne sur elle-même en 24h 37m 22,663s. C'est la valeur du jour sidéral martien. La durée de sa révolution sidérale autour du Soleil est 686,97982 j, et la durée de sa révolution synodique est donc 779,9361 j. Ici les heures et les jours sont relatifs à la Terre. Un jour comporte 24 heures et 86400 s.

La durée du jour martien (appelé aussi "sol" abrégé en S), intervalle de temps entre deux passages du Soleil au méridien d'un site martien, se calcule tout comme pour la Terre. Si P est la durée du jour sidéral martien, et n le nombre de "sols" dans l'année martienne, on a :

n x S = (n+1) x P

La planète fait un tour sur elle-même de plus que le nombre de retours du Soleil au méridien. Or la valeur commune au deux membres de l'égalité est la durée A de l'année sidérale martienne donnée plus haut. En particulier :

(n+1) x P = A

D'où, en exprimant P et A en heures terrestres :

n = 668,5992 sols

C'est la durée de l'année sidérale martienne en jours martiens. Et la durée du "sol" est :

1 S = 24h 39m 35,244s.

Si maintenant on divise le Sol en 24 heures martiennes, notées H, on voit que la durée d'une heure martienne est

1 H = 1h 01m 38,97s

finalement très peu différente d'une heure terrestre. Le rapport entre les deux quantités est 1,027491251 valable aussi pour les minutes et les secondes. Ce sont bien sûr des heures vraies.

La précession des équinoxes martiennes est actuellement estimée à 7,58" d'arc par année terrestre ou 14" par année martienne. L'année tropique martienne dure en moyenne 686,97256 jours ou 668,5921 sols.

L'axe de rotation de la planète est incliné à 25,192° sur le plan de son orbite. Et celle ci a une excentricité relativement importante de 0,0934. Le mouvement apparent du Soleil sur l'écliptique martienne présente des fluctuations analogues à celles qui s'observent sur Terre. Il est donc possible de définir un "Sol moyen" et de calculer une Equation du Temps martienne. La procédure et les formules employées pour calculer l' Equation du Temps terrestre sont directement appliquables à Mars en changeant simplement les valeurs numériques des différents paramètres (ellipticité de l'orbite, inclinaison de l'axe de rotation sur le plan de l'orbite,etc...).

La courbe résultante de l'Equation du Temps est totalement différente de la courbe terrestre. Notons qu'une comparaison directe entre les deux planètes a un sens puisque le système d' "heures" choisi y est similaire avec des valeurs très proches. La courbe de l'Equation du Temps martienne n' a qu'un seul maximum et un seul minimum au cours de l'année, avec une très légère inflexion avant d'atteindre le minimum. Cela est dû essentiellement à l'importance de l'Equation du Centre du fait de la grande excentricité de l'orbite martienne : sa valeur extrême est de 42,9 minutes contre 7,7 minutes pour la Terre. Par contre la contribution de la Réduction à l'équateur, 11,4 minutes au maximum, est semblale à la valeur terrestre (9,8 minutes) : cela est normal, les inclinaisons des axes de rotation sont proches. Remarquons aussi que les phases des deux courbes ne sont pas radicalement différentes pour les deux planètes. Le solstice d'hiver terrestre se produit 12° avant le passage au périhélie; tandis que le même solstice sur Mars se produit 20° après le passage au périhélie.

Au total l'Equation du temps martienne atteint un maximum de +51,1 minutes et un minimum de - 39,9 minutes. Du minimum au maximum la planète se déplace d'environ 120° sur son orbite soit un tiers de l'année martienne (223 S) : la variation moyenne est de 1 min sur 2,5 S. La même évolution sur la Terre se fait en un peu plus de 3 mois (début novembre-début février) soit un quart de l'année (90 j) : la variation moyenne est de 1 min sur 3 j.

Reportée sur un cadran solaire martien cette Equation du Temps se transforme en une courbe en forme de goutte d'eau, à nouveau totalement différente du huit terrestre.

La durée du jour solaire varie de 24H 00m 41s à 23H 59m 38 s. Mais durant les deux tiers de l'année la durée du jour reste plus courte que 24 heures en moyenne de 15 s.

Source : Allison, M., 1997: Accurate analytic representations of solar time and seasons on Mars with applications to the Pathfinder/Surveyor missions. Geophys. Res. Lett., 24, 1967-1970

Simulation de la position du soleil en fin d'après-midi

© D. Mammana

De même qu'un méridien origine de temps est défini sur Terre par le méridien de Greenwich, sur Mars c'est le méridien passant par le petit cratère "Airy-0" qui joue ce rôle. Il est situé dans le cratère Airy dans Sinus Meridiani par 5,1° S.

Remarque : si, un jour prochain, l'homme s'installe sur la planète Mars de façon permanente il devra marquer l'écoulement du temps, autrement dit indiquer l'heure. Devra-t-on redéfinir une seconde martienne ? ou toujours utiliser les secondes terrestres et inventer des horloges adaptées aux journées martiennes, qui durent donc 88775,24 s ?