Mars est l'une des trois planètes telluriques du Système solaire. C'est la plus petite et la plus éloignée du Soleil. Elle partage également nombre de caractéristiques avec les petites planètes, parmi lesquelles ont pourrait aussi la ranger. Surnommée la planète rouge, Mars doit sa couleur de rouille à la présence à sa surface de nombreuses roches riches en fer oxydé. Les pôles sont recouverts de calottes blanches composées, comme sur Terre, de glace. 

Dans le passé, Mars a attiré l'attention pour de nombreuses raisons. Sa couleur rouge éclatante,  lui a conféré une valeur symbolique particulière dans de nombreuses sociétés. Cela explique que l'on découvre des mentions de Mars dans les plus anciens documents astronomiques connus. En Mésopotamie, en Chine, ils remontent à plus de 4000 ans. Avec l'apparition des premières lunettes astronomiques, ce sont les détails que l'on a commencé à distinguer à la surface de Mars qui signalé sa singularité. La planète possédait des calottes de glace, mais aussi des continents et, semblait-il des océans, et peut-être même une végétation changeante au fil des saisons... Un monde à la fois semblable et différent de la Terre, un monde avec son atmosphère qui était parfois le siège de tempêtes et d'autres phénomènes météorologique qui nous sont si familiers. Un monde, en somme, propice à tous les emballements de l'imagination. Certes, l'exploration spatiale, depuis les années 1970, a transformé notre vision de la planète, et on ne croit plus depuis belle lurette, comme on s'en était persuadé à la fin du XIXe siècle, qu'il y ait des canaux sur Mars, pour y réguler la circulation des eaux. Et les Martiens, aujourd'hui, ne se rencontrent plus que dans les ouvrages de science-fiction. Mais en a-t-on vraiment terminé avec tous les fantasmes suscités par cette planète? .

L'hémisphère sud de Mars, au sol très ancien, est couvert de nombreux cratères creusés par des météorites. Au nord de la planète, au contraire, la surface a été rajeunie par les coulées de laves d'immenses volcans aujourd'hui éteints. Plusieurs de ces volcans, tel le plus grand du Système solaire, Olympus Mons, dépassent les 20 km d'altitude.

Bord du cratère martien Victoria, exploré par le robot Opportunity.
Le promontoire au premier plan a été surnommé le Cap Saint-Vincent.
Surce : NASA/JPL/Cornell.

Bien que son atmosphère, principalement composée de gaz carbonique, soit très ténue, Mars connaît des climats comparables à ceux de notre planète. Des nuages de glace se forment parfois sur les flancs des montagnes en été. Des brumes apparaissent au-dessus des pôles en hiver. Parfois le vent soulève d'énormes tempêtes de sable visibles depuis la Terre. En toutes saisons, la planète reste un monde très froid. La température moyenne y est de -23°C. 

L'eau cachée de Mars - L'analyse d'une roche martienne grâce étudiée grâce au robot de la sonde Opportunity (L'exploration de Mars) a révélé des indices jugés solides de l'existence passée d'eau liquide en quantités importantes à la surface de Mars. La conclusion des chercheurs de la Nasa, qui ont fait cette annonce début mars 2004, repose sur la convergence de plusieurs indices révélées par l'étude de cette roche baptisée El Capitan : la présence dans la roche étudiée de sulfates de fer et de magnésium, qui ne se forment normalement sur Terre, que dans de l'eau liquide, ajoutée à l'observation de morphologies en principe caractéristiques des roches sédimentaires (des strates qu'une activité éolienne pourrait, il est vrai, aussi expliquer), ainsi que celle de petites cavités interprétées comme le résultat de la croissance d'anciens cristaux, tout cela concorde donc assez pour penser qu'il y a probablement plus d'un milliard d'années la région de Meridiani Planum où s'est posée la sonde a pu être recouverte d'eau. 
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El Capitan. (Image : NASA/JPL/Cornell).

Peut-être plus probantes encore sont les comparaisons de divers clichés pris depuis 1999 par les caméras de l'orbiteur de la mission Mars Global Surveyor, de Mars Odyssey et de Mars Express, qui montrent des changements à la surface de Mars qui pourraient s'interpréter comme des traces laissées par des écoulements d'eau très récents. Pour un responsable de la Nasa, "ces observations fournissent à l'heure actuelle la preuve la plus forte que de l'eau liquide coule encore occasionnellement à la surface de Mars".
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Changements observés à l'intérieur d'un cratère de la Terra Sirenum. 
Le premier cliché date de 2001, le second de 2005; la troisième image montre un agrandissement de la traîné claire apparue dans l'intervalle.
(Image : NASA/JPL/Malin Space Science Systems ).

Ces découvertes, qui semblent significatives, n'en sont pas pour autant une surprise. On disposait déjà d'indications de présence d'eau sous forme de vapeur dans l'atmosphère martienne et sous forme de glace aux pôles. Il était également déjà possible de déduire des diverses traces d'épanchements et de ravinements repérées en de nombreux endroits que des masses liquides - mais était-ce de l'eau? - avaient joué un rôle dans la géologie passée de Mars. Simplement, il restait encore à assembler les différentes pièces de ce puzzle.

Ainsi, selon les conceptions actuelles, quand les volcans de Mars étaient encore en activité, ils libéraient dans l'atmosphère d'énormes quantité de gaz carbonique et de vapeur d'eau. Ces gaz provoquent un effet de serre. Le climat de la planète rouge était donc plus chaud qu'actuellement. L'atmosphère était riche en vapeur d'eau et il se formait des nuages qui retombaient en pluie, comme sur Terre. L'eau a ainsi dû être impliquée dans la formation du plus grand canyon du Système solaire, la Vallée Marineris.

Mais lorsque les volcans se sont éteints, l'atmosphère de Mars n'a plus été renouvelée. Elle s'est peu a peu évanouie dans l'espace. Beaucoup de vapeur d'eau a ainsi été perdue. Les fleuves ont disparu. L'effet de serre lui a diminué et le climat s'est refroidi. L'eau qui subsistait est alors devenue glace. Elle reste désormais cachée, croit-on, dans le sous-sol ou sous la forme de banquises polaires.

Une atmosphère sous catalyse - Grâce aux conditions d'observation très favorables présentées par Mars lors de son opposition de 2003, des études conduites à l'aide du télescope James Clerk Maxwell (Hawaii), ont pour la première fois mis en évidence la molécule de peroxyde d'hydrogène (H₂0₂) dans l'atmosphère martienne. Les chercheurs s'attendaient à ce que sur Mars, comme sur la Terre, la présence de catalyseurs dans l'atmosphère joue un rôle clé dans les cycles chimiques les plus importants. Un rôle justement attribué par less modèles théoriques au peroxyde d'hydrogène. Cette molécule qui est le composant actif de notre "eau oxygénée" pourrait donc ainsi bien commander à la logique du fonctionnement chimique de l'atmosphère martienne. On notera au passage que la présence de cet antiseptique, ajoutée au rayonnement UV qui frappe l'atmosphère de Mars et à l'absence d'eau à la surface de la planète contribue encore à faire douter que des micro-organismes aient pu se développer à la surface de notre voisine. 

Mars possède deux très petits satellites de forme irrégulière, Phobos et Deimos. leur composition apparemment très différente de celle de Mars contribue à faire penser qu'il s'agit d'astéroïdes capturés. Leur densité et leur couleur extrêmement sombre rappelle les chondrites carbonées (météorites de type C). La roche dont sont constitués ces satellites, supposée poreuse et riche en carbone, pourrait également contenir de l'eau.

Phobos

Deimos

Troyens
On sait depuis 1990 que Mars possède plusieurs troyens. Le premier découvert est Eurêka (Astéroïde n° 5261), un objet qui rappelle les astéroïdes de type A. Un autre en 1998 (classe S ou D), un autre en 1999 (avec des caractérises qui le rapprocheraient de Phobos), et trois autres encore, découverts en 2001. Tous précèdent la planète sur son orbite de 60° (point de Lagrange L5), sauf celui de 1999, qui la suit, écartée de la même distance angulaire (point de Lagrange L4). 
 

Jean-Pierre Bibring, Mars : Planète bleue?, Odile Jacob, 2009. 2738123287 Il y a de l'eau sur Mars, ou plutôt il en reste : on vient de la trouver. La planète rouge aurait donc été bleue. Elle est morte aujourd'hui, mais elle a peut-être abrité la vie, dans un passé que l'on sait désormais déchiffrer. Jean-Pierre Bibring, l'un des principaux acteurs de l'exploration martienne, nous fait revivre l'extraordinaire aventure qui vient d'aboutir à cette découverte majeure. Majeure, car elle révolutionne notre connaissance de l'histoire de Mars, laquelle éclaire d'un jour nouveau celle de la Terre et des autres objets du système solaire. Elle pose en termes inédits la question de l'apparition de la vie : phénomène banal dans l'Univers, ou exclusivement terrestre? Elle relance et oriente la recherche de vie extraterrestre. Enfin, au moment où le climat de notre planète risque de basculer dans l'inconnu, l'exploration de Mars permet de comprendre ce que la Terre, où l'eau s'est maintenue depuis des milliards d'années, a de véritablement singulier ; et qu'il faut à tout prix préserver. (couv.). Francis Rocard, Planète rouge, Mars mythes et explorations, 2e éd., Dunod, 2006. - Depuis fort longtemps déjà Mars nous fascine et nous aide à comprendre l’Univers : c’est son orbite particulière qui permit à Kepler de décrypter le mouvement des planètes, c’est sur Mars que les hommes ont imaginé des vies extraterrestres, et c’est sur Mars que des robots cherchent aujourd’hui les traces de vie qui nous aideraient tant à comprendre l’apparition du vivant dans l’Univers. Cet ouvrage nous entraîne tout d'abord dans l’histoire de cette longue relation entre Mars et les Terriens. Puis il décrit l’épopée des missions martiennes avec leur lot de succès et d’échecs. Il relate les raisons de ces échecs avec leurs conséquences ainsi que les technologies utilisées, et il rapporte certaines anecdotes vécues par les acteurs de ces exploits. Tous ces événements sont décrits avec le souci de mieux comprendre comment se construisent ces projets spatiaux hors du commun. Récemment, Mars Express et les rovers de la NASA nous ont transmis des informations cruciales sur l’histoire de la planète et particulièrement sur cette période très ancienne où son environnement était probablement propice à l’apparition de la vie. Cette version moderne de l’exploration progresse sur les pas des pionniers qui explorèrent jadis la Terre préparant un avenir plus lointain qui verra, probablement, un jour un homme fouler le sol de la planète rouge. (couv). Olivier de Goursac, Visions de Mars, La Martinière, 2004. Cet ouvrage rassemble pour la première fois une sélection des plus belles images de Mars retravaillées par un spécialiste de l'imagerie spatiale. Olivier de Goursac nous livre ici le résultat de nombreuses années de travail consacrées au traitement de centaines de clichés. La plupart de ces photographies n'ont jamais été dévoilées au grand public. L'auteur est parvenu à améliorer de façon spectaculaire la qualité et la résolution de chaque cliché qui révèle l'étonnante diversité des paysages et la profusion des détails pittoresques. Une découverte de la planète rouge comme jamais vous ne l'avez vue! (couv.).  Guillaume Cannat et Didier Jamet, Mars comme si vous y étiez, Eyrolles, 2004. - Il y a eu de l'eau à l'état liquide sur Mars! Cette hypothèse s'est renforcée grâce aux observations des robots martiens américains Spirit et Opportunity et de la sonde européenne Mars Express. Avec de l'eau, une atmosphère et des températures à peine plus rigoureuses qu'en Antarctique, les espoirs de découvrir des traces fossiles ou non d'une certaine évolution biologique martienne semblent aux yeux des amateurs de raccourcis de plus en plus grands. L'occasion est belle de porter un nouveau regard sur la planète du dieu de la Guerre des Romains, de voir en quoi elle se distingue ou se rapproche de la Terre, comment son apparence nous renseigne sur son passé et nous informe sur notre avenir. À l'heure où l'on reparle d'envoyer des humains sur Mars, une lecture entièrement renouvelée du paysage martien s'impose. C¹est ce que propose cet ouvrage grand public qui s'appuie sur les plus récentes et les plus spectaculaires images de la planète rouge. (d'après la couv.). Serge Brunier, Observer Mars, Larousse, 2005. Francis Rocard, Planète rouge, Mars : mythes et explorations, Dunod, 2003. -  Pierre Lagrange, Hélène Huguet, Sur Mars (le guide du touriste spatial), EDP Sciences, 2003. - Philippe Morel et al. Au plus près de Mars, Vuibert, 2003. - Serge Brunier, Observer Mars (avec une carte de Mars, niveau débutant à amateur confirmé), Bordas, 2001. - François Costard, La planète Mars, PUF (QSJ), 2000. - Charles Frankel, La vie sur Mars, Le Seuil, 1999. Eugène Antoniadi, La planète Mars, Burillier. Romans : Ray Bradbury, Chroniques martiennes, Gallimard, 2001; Fredric Brown, Martiens, go home!, Gallimard, 2000; H.G. Wells, La Guerre des mondes, Gallimard, 1998.