26 février 2015 , 17h14
Une vidéo de la NASA capture un coucher de soleil bleu sur Mars. Il est compilé à partir de photographies prises par le vaisseau spatial Opportunity, qui a été lancé sur Mars le 7 juillet 2003 à l'aide d'un lanceur Delta II.
Fin janvier de cette année L'appareil a célébré le 11e anniversaire de son atterrissage sur Mars. En l'honneur de cette date, le rover a pris une magnifique photo panoramique depuis l'un des points les plus élevés qu'il a pu gravir - depuis le sommet de Cape Tribulation, sur le bord ouest du cratère Endeavour.
Sur plus de 40 sondes qui se sont rendues sur Mars, moins de la moitié ont mené à bien leur mission. Il existe actuellement deux rovers opérant à la surface de Mars : Curiosity et Opportunity. Les deux rovers appartiennent à la NASA. Par ailleurs, l'atmosphère de la planète rouge est explorée par la sonde indienne Mangalyaan, ainsi que par l'américain MAVEN, qui a atteint Mars presque simultanément fin septembre 2014.
Les rovers Opportunity et Curiosity sont équipés de spectromètres à rayons X à protons alpha avec des sources russes à base de curium-244, conçus pour analyser la composition élémentaire de la matière.
Sur Mars, le Soleil est bleu. L'atmosphère terrestre diffuse la lumière bleue dans toutes les directions, de sorte que pour un observateur à la surface de la Terre, le ciel apparaît bleu-bleu. Et les composantes restantes de la lumière solaire traversent l’atmosphère sans entrave et le Soleil est visible dans le spectre, décalé vers la région rouge-jaune.
Sur Mars, la situation exactement inverse se produit. La poussière rouge dans l’atmosphère disperse la partie rouge de la lumière solaire, rendant le ciel au-dessus de Mars rouge. La partie bleue de la lumière solaire traverse l’atmosphère martienne et rend le Soleil visible depuis la surface dans des couleurs froides aux teintes bleues. Étant donné que la quantité de poussière dans l'atmosphère est directement liée au nombre d'ouragans et à la force des vents près de la surface, la couleur du Soleil martien peut fluctuer dans des limites très larges et a un caractère saisonnier prononcé.
Coucher de soleil bleu martien, 14 avril 2014
Le moment tant attendu pour beaucoup est arrivé lorsque le rover Curiosity a pris une petite pause dans la science et a simplement admiré le paysage au coucher du soleil. Quelques jours plus tard, nous avons également pu voir cette photo.
Au bureau. En taille réelle sur le site de l'auteur.
Le coucher de soleil martien est unique car il est bleu. La raison de cette couleur du ciel est la même que celle qui donne sur Terre un ciel bleu et des couchers de soleil rouges - la diffusion Rayleigh. Il existe une idée fausse selon laquelle sur Terre, la couleur bleue du ciel est due à la présence d’oxygène dans l’air ou même à la couche d’ozone. En fait, la composition de l’atmosphère affecte ici de manière moins significative que sa densité. C’est la densité du gaz qui diffuse la lumière blanche du soleil et colore le ciel.
La différence entre la couleur du ciel à midi et au coucher du soleil réside dans le volume de l'atmosphère qui est envahi par les rayons du soleil. Sur Mars, l'atmosphère est cent fois plus fine que sur Terre, mais lorsque le soleil est à l'horizon, sa lumière pénètre une couche d'atmosphère trente fois plus épaisse qu'à midi.
La poussière qui plane constamment dans l'atmosphère donne au ciel martien un effet colorant supplémentaire. Apparemment, c'est sa couleur orange, associée au bleu, qui donne une teinte légèrement verdâtre à la photo. Bien que maintenant, au contraire, le temps soit très clair. Je n'ai pas vu une aussi bonne visibilité depuis un an et demi que Curiosity travaille sur Mars. Pour la première fois, nous avons pu voir les pierres sur le versant d'une montagne située à près de 30 km du rover.
Toutefois, la poussière est toujours présente dans le ciel. Vous pouvez voir comment la chaîne de montagnes se perd dans la brume de poussière.
À la distance maximale visible à l’œil nu, il se trouve à plus de 50 kilomètres. Le ciel clair actuel explique pourquoi le ciel est presque noir au sommet du panorama au coucher du soleil. Pendant la journée, au zénith, il devrait faire aussi noir que sur la Lune ou sur Terre à plus de 30 km d'altitude.
Les observations effectuées par la sonde spatiale Viking montrent comment la couleur du ciel et sa noirceur changent en fonction de la quantité de poussière.
Revenons à la couleur du coucher de soleil. Grâce à la technologie moderne, nous pouvons voir l’aube même depuis l’espace. La couleur orange des nuages est bien visible à la frontière du jour et de la nuit sur la dernière image d'« Electro-L ».
En regardant Mars avec le télescope Hubble, nous pouvons voir la même bordure bleue qui entoure Mars le long du bord du disque illuminé.
Il est curieux que les couleurs bleues ne soient pas toujours visibles sur les images spatiales de Mars. Apparemment, la raison en est les fluctuations saisonnières de la densité atmosphérique. Selon la période de l'année, les réserves d'air martiennes peuvent chuter jusqu'à 1/150ème des réserves terrestres. Le reste gèle sous forme de neige carbonique aux pôles.
Curiosity a déjà capturé des images de coucher de soleil sur Mars, mais l'a fait avec une caméra de navigation en noir et blanc. Pour rendre la vidéo plus efficace, j'ai dû emprunter la couleur à un autre coucher de soleil, à Spirit, mais le résultat, je pense, s'est bien passé.
Cependant, le ciel bleu ne nous surprendra certainement pas. Ce qui est vraiment incroyable, c'est le soleil couchant bleu. Comme nous le savons grâce à notre expérience sur Terre, à l’aube, non seulement la couleur du ciel change, mais aussi le disque visible de l’étoile.
Malheureusement, Curiosity ne prend pas le risque de photographier directement le soleil de peur d'endommager le capteur de l'appareil photo, mais il a réussi à capturer un éblouissement du soleil qui s'est avéré être bleu.
Je vous en dirai plus sur ce que le rover a fait et exploré au cours du mois dernier plus en détail cette semaine. Restez à l'écoute.
L’une des caractéristiques d’une personne est la curiosité. Probablement tout le monde, enfant, regardait le ciel et se demandait : « pourquoi le ciel est-il bleu ? Il s'avère que les réponses à des questions aussi simples en apparence nécessitent une certaine base de connaissances dans le domaine de la physique et, par conséquent, tous les parents ne seront pas en mesure d'expliquer correctement à leur enfant la raison de ce phénomène.
Considérons cette question d'un point de vue scientifique.
La gamme de longueurs d’onde du rayonnement électromagnétique couvre presque tout le spectre du rayonnement électromagnétique, qui comprend également le rayonnement visible par les humains. L'image ci-dessous montre la dépendance de l'intensité du rayonnement solaire sur la longueur d'onde de ce rayonnement.
En analysant cette image, on peut noter que le rayonnement visible est également représenté par une intensité inégale pour des rayonnements de différentes longueurs d'onde. Ainsi, la couleur violette apporte une contribution relativement faible au rayonnement visible, et la plus grande contribution est apportée par les couleurs bleues et vertes.
Pourquoi le ciel est-il bleu ?
Tout d’abord, cette question découle du fait que l’air est un gaz incolore et ne devrait pas émettre de lumière bleue. Évidemment, la cause de ce rayonnement est notre étoile.
Comme vous le savez, la lumière blanche est en réalité une combinaison de rayonnements provenant de toutes les couleurs du spectre visible. À l’aide d’un prisme, la lumière peut être clairement séparée en une gamme complète de couleurs. Un effet similaire se produit dans le ciel après la pluie et forme un arc-en-ciel. Lorsque la lumière du soleil pénètre dans l’atmosphère terrestre, elle commence à se disperser, c’est-à-dire le rayonnement change de direction. Cependant, la particularité de la composition de l'air est telle que lorsque la lumière y pénètre, le rayonnement de courte longueur d'onde est diffusé plus fortement que le rayonnement de grande longueur d'onde. Ainsi, en tenant compte du spectre décrit précédemment, vous pouvez voir que la lumière rouge et orange ne changera pratiquement pas de trajectoire lorsqu'elle traversera l'air, tandis que le rayonnement violet et bleu changera sensiblement de direction. Pour cette raison, une certaine lumière « errante » à ondes courtes apparaît dans l’air, qui est constamment diffusée dans cet environnement. En raison du phénomène décrit, un rayonnement à ondes courtes dans le spectre visible (violet, cyan, bleu) semble être émis depuis tous les points du ciel.
Le fait bien connu en matière de perception des rayonnements est que l’œil humain ne peut capter et voir les rayonnements que s’ils pénètrent directement dans l’œil. Ensuite, en regardant le ciel, vous verrez très probablement des nuances de ce rayonnement visible dont la longueur d'onde est la plus courte, puisque c'est celle-ci qui se diffuse le mieux dans l'air.
Pourquoi ne voyez-vous pas une couleur clairement rouge lorsque vous regardez le Soleil ? Premièrement, il est peu probable qu'une personne puisse examiner attentivement le Soleil, car un rayonnement intense peut endommager l'organe visuel. Deuxièmement, malgré l'existence d'un phénomène tel que la diffusion de la lumière dans l'air, la majeure partie de la lumière émise par le Soleil atteint la surface de la Terre sans être dispersée. Par conséquent, toutes les couleurs du spectre visible du rayonnement sont combinées, formant une lumière avec une couleur blanche plus prononcée.
Revenons à la lumière diffusée par l'air dont la couleur, comme nous l'avons déjà déterminé, doit avoir la longueur d'onde la plus courte. Parmi les rayonnements visibles, le violet a la longueur d’onde la plus courte, suivi du bleu et le bleu a une longueur d’onde légèrement plus longue. Compte tenu de l’intensité inégale du rayonnement solaire, il devient clair que la contribution de la couleur violette est négligeable. Par conséquent, la plus grande contribution au rayonnement diffusé par l’air vient du bleu, suivi du bleu.
Pourquoi le coucher de soleil est-il rouge ?
Dans le cas où le Soleil se cache derrière l'horizon, nous pouvons observer le même rayonnement à ondes longues de couleur rouge-orange. Dans ce cas, la lumière du Soleil doit parcourir une distance sensiblement plus grande dans l’atmosphère terrestre avant d’atteindre l’œil de l’observateur. Au point où le rayonnement solaire commence à interagir avec l'atmosphère, les couleurs bleu et bleu sont les plus prononcées. Cependant, avec la distance, le rayonnement à ondes courtes perd de son intensité, car il est considérablement diffusé tout au long du trajet. Alors que le rayonnement à ondes longues fait un excellent travail pour couvrir de si longues distances. C'est pourquoi le Soleil est rouge au coucher du soleil.
Comme mentionné précédemment, même si le rayonnement à ondes longues est faiblement diffusé dans l’air, il y a quand même une diffusion. Par conséquent, étant à l'horizon, le Soleil émet de la lumière, à partir de laquelle seul un rayonnement de nuances rouge-orange atteint l'observateur, qui a un certain temps pour se dissiper dans l'atmosphère, formant la lumière « errante » mentionnée précédemment. Cette dernière colore le ciel de nuances variées de rouge et d'orange.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs ?
En parlant de nuages, nous savons qu’ils sont constitués de gouttelettes microscopiques de liquide qui diffusent la lumière visible de manière presque uniforme, quelle que soit la longueur d’onde du rayonnement. Ensuite, la lumière diffusée, dirigée dans toutes les directions depuis la gouttelette, est à nouveau diffusée sur d’autres gouttelettes. Dans ce cas, la combinaison du rayonnement de toutes les longueurs d'onde est préservée et les nuages « brillent » (réfléchissent) en blanc.
Si le temps est nuageux, peu de rayonnement solaire atteint la surface de la Terre. Dans le cas de gros nuages, ou d’un grand nombre d’entre eux, une partie de la lumière solaire est absorbée, ce qui fait que le ciel s’assombrit et prend une couleur grise.
Le monde qui nous entoure regorge de merveilles étonnantes, mais nous n’y prêtons souvent pas attention. En admirant le bleu clair du ciel printanier ou les couleurs vives du coucher de soleil, nous ne pensons même pas à la raison pour laquelle le ciel change de couleur à mesure que l’heure de la journée change.
Nous sommes habitués au bleu vif par une belle journée ensoleillée et au fait qu'en automne le ciel devient gris brumeux, perdant ses couleurs vives. Mais si vous demandez à une personne moderne pourquoi cela se produit, la grande majorité d'entre nous, une fois armés de connaissances scolaires en physique, ne seront probablement pas en mesure de répondre à cette simple question. En attendant, il n'y a rien de compliqué dans l'explication.
Qu'est-ce que la couleur ?
Dès le cours de physique scolaire, nous devons savoir que les différences dans la perception des couleurs des objets dépendent de la longueur d'onde de la lumière. Notre œil n’est capable de distinguer qu’une gamme assez étroite de rayonnement d’ondes, les ondes les plus courtes étant bleues et les plus longues étant rouges. Entre ces deux couleurs primaires se trouve toute notre palette de perception des couleurs, exprimée par le rayonnement des ondes dans différentes gammes.
Un rayon blanc de soleil est en fait constitué d'ondes de toutes les gammes de couleurs, faciles à voir en le passant à travers un prisme de verre - vous vous souvenez probablement de cette expérience scolaire. Afin de se souvenir de la séquence des changements de longueurs d'onde, c'est-à-dire séquence de couleurs du spectre de la lumière du jour, une phrase amusante sur un chasseur a été inventée, que chacun de nous a apprise à l'école : Chaque chasseur veut savoir, etc. 
Étant donné que les ondes de lumière rouge sont les plus longues, elles sont moins susceptibles de se disperser lors de leur passage. Par conséquent, lorsque vous devez mettre en évidence visuellement un objet, ils utilisent une couleur à prédominance rouge, clairement visible de loin par tous les temps.
Par conséquent, un feu de signalisation d’interdiction ou tout autre feu d’avertissement de danger est rouge et non vert ou bleu.
Pourquoi le ciel devient-il rouge au coucher du soleil ?
Le soir, avant le coucher du soleil, les rayons du soleil tombent sur la surface de la terre sous un angle et non directement. Ils doivent surmonter une couche d'atmosphère beaucoup plus épaisse que pendant la journée, lorsque la surface de la terre est éclairée par les rayons directs du Soleil.
A cette époque, l'atmosphère agit comme un filtre coloré, qui diffuse les rayons de presque toute la plage visible, à l'exception des rouges - les plus longs et donc les plus résistants aux interférences. Toutes les autres ondes lumineuses sont soit dispersées, soit absorbées par les particules de vapeur d'eau et de poussière présentes dans l'atmosphère.
Plus le Soleil tombe bas par rapport à l’horizon, plus la couche d’atmosphère que les rayons lumineux doivent surmonter est épaisse. Par conséquent, leur couleur se déplace de plus en plus vers la partie rouge du spectre. Une superstition populaire est associée à ce phénomène, selon laquelle un coucher de soleil rouge présage un vent fort le lendemain. 
Le vent prend son origine dans les hautes couches de l’atmosphère et à une grande distance de l’observateur. Les rayons obliques du soleil mettent en évidence la zone émergente du rayonnement atmosphérique, dans laquelle il y a beaucoup plus de poussière et de vapeur que dans une atmosphère calme. Par conséquent, avant une journée venteuse, nous voyons un coucher de soleil particulièrement rouge et lumineux.
Pourquoi le ciel est-il bleu pendant la journée ?
Les différences dans les longueurs d’onde de la lumière expliquent également le bleu clair du ciel diurne. Lorsque les rayons du soleil tombent directement sur la surface de la terre, la couche d'atmosphère qu'ils traversent a la plus petite épaisseur.
La diffusion des ondes lumineuses se produit lorsqu'elles entrent en collision avec les molécules de gaz qui composent l'air, et dans cette situation, la gamme lumineuse à courte longueur d'onde s'avère la plus stable, c'est-à-dire ondes lumineuses bleues et violettes. Par une belle journée sans vent, le ciel acquiert une profondeur et un bleu étonnants. Mais pourquoi voit-on alors du bleu et non du violet dans le ciel ?
Le fait est que les cellules de l’œil humain responsables de la perception des couleurs perçoivent bien mieux le bleu que le violet. Pourtant, le violet est trop proche de la limite de la plage de perception.
C’est pourquoi nous voyons le ciel d’un bleu éclatant s’il n’y a pas de composants diffusants dans l’atmosphère autres que les molécules d’air. Lorsqu'une quantité suffisamment importante de poussière apparaît dans l'atmosphère - par exemple, lors d'un été chaud en ville - le ciel semble s'estomper, perdant son bleu vif.
Ciel gris du mauvais temps
On comprend désormais pourquoi le mauvais temps automnal et la neige fondante de l’hiver rendent le ciel désespérément gris. Une grande quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère entraîne la diffusion de tous les composants d'un faisceau de lumière blanche sans exception. Les rayons lumineux sont broyés en minuscules gouttelettes et molécules d’eau, perdant leur direction et se mélangeant sur toute la gamme du spectre. 
Par conséquent, les rayons lumineux atteignent la surface comme s’ils traversaient un abat-jour géant à diffusion. Nous percevons ce phénomène comme la couleur blanc grisâtre du ciel. Dès que l’humidité est éliminée de l’atmosphère, le ciel redevient bleu vif.
