Une supertempête solaire a frappé Mars : les sondes de l’ESA ont révélé des perturbations en orbite et une hausse soudaine des électrons dans l’atmosphère
La plus grande tempête solaire qui a frappé la Terre en mai 2024 depuis plus de deux décennies a également laissé une forte empreinte sur Mars, et une nouvelle analyse des données de l’Agence spatiale européenne montre que la réponse de la Planète rouge a été exceptionnellement forte. Alors que sur Terre la tempête a provoqué des aurores visibles inhabituellement loin vers le sud, y compris au-dessus de certaines parties du Mexique, sur Mars la même vague d’activité solaire a entraîné des perturbations sur les engins spatiaux, une forte augmentation du rayonnement et des changements spectaculaires dans les couches supérieures de l’atmosphère. Selon les résultats publiés par des chercheurs liés aux missions Mars Express et ExoMars Trace Gas Orbiter, il s’agit de la réponse la plus puissante jamais enregistrée de l’ionosphère martienne à ce type de météo spatiale. Cela ouvre aussi un nouvel éclairage sur la manière dont le Soleil peut façonner les conditions sur une planète qui ne possède pas d’enveloppe magnétique protectrice globale comme la Terre.
L’épisode lui-même n’a pas été simplement un autre événement astronomique intéressant. Pour les scientifiques qui suivent Mars, il a servi d’expérience naturelle rare en temps réel. Deux orbiteurs de l’ESA, Mars Express et ExoMars TGO, se sont trouvés au bon endroit au bon moment et ont enregistré les conséquences directes d’un puissant impact solaire. L’instrument de surveillance du rayonnement à bord de TGO a enregistré une dose équivalente à environ 200 jours habituels de rayonnement en seulement 64 heures. Dans le même temps, les deux engins spatiaux ont enregistré des erreurs informatiques, ce qui constitue une conséquence typique d’une météo spatiale intense, lorsque des particules de haute énergie peuvent perturber temporairement le fonctionnement de l’électronique. Selon l’ESA, les systèmes se sont rapidement rétablis précisément parce qu’ils étaient conçus pour fonctionner dans de telles conditions.
Ce qui s’est passé au-dessus de Mars
Une nouvelle étude publiée le 06 mars 2026 dans la revue
Nature Communications montre que la haute atmosphère de Mars a été littéralement inondée d’électrons pendant cette supertempête. L’auteur principal de la recherche, Jacob Parrott, chercheur de l’ESA et collaborateur de l’Imperial College de Londres, a décrit cette réponse comme la plus importante jamais enregistrée sur Mars après une tempête solaire. Les changements n’étaient ni symboliques ni marginaux. Dans deux couches atmosphériques, à des altitudes d’environ 110 et 130 kilomètres, le nombre d’électrons a augmenté d’environ 45 % et de 278 % respectivement.
Ces chiffres sont importants parce que l’ionosphère martienne, c’est-à-dire la partie électriquement chargée de la haute atmosphère, joue un rôle crucial dans la transmission des signaux radio, l’interaction de la planète avec le vent solaire et la perte progressive de l’atmosphère dans l’espace. Lorsque le nombre de particules chargées augmente soudainement dans cette région, la manière dont les ondes radio se réfractent, s’affaiblissent ou sont complètement bloquées change. Ce n’est pas seulement une question théorique pour des analyses de laboratoire. C’est un problème pratique pour les futures missions, pour les orbiteurs qui relaient les données et pour les instruments qui étudient par radar la surface et le sous-sol de Mars. Si la haute atmosphère est trop saturée en électrons, les signaux utilisés pour étudier le sol ou communiquer avec les robots à la surface peuvent être sérieusement affaiblis.
C’est précisément pour cela que les scientifiques considèrent cet événement à la fois comme un avertissement et comme une opportunité. Un avertissement, parce qu’il confirme à quel point de puissantes éruptions solaires peuvent déstabiliser les opérations technologiques autour d’une planète dépourvue de magnétosphère globale. Une opportunité, parce que des données aussi riches aident à comprendre plus précisément les mécanismes par lesquels Mars perd son atmosphère et son eau depuis des milliards d’années. La mission MAVEN de la NASA montre depuis des années que le vent solaire et les tempêtes solaires accélèrent l’arrachement de particules des couches supérieures de l’atmosphère martienne, et les nouveaux résultats de l’ESA ajoutent à ce tableau un aperçu plus détaillé de la réponse immédiate de l’ionosphère à des conditions extrêmes.
Pourquoi Mars a réagi différemment de la Terre
Le même événement solaire a eu des conséquences très différentes sur la Terre et sur Mars. Sur Terre, en mai 2024, une tempête géomagnétique de niveau G5, le degré le plus élevé sur l’échelle de la NOAA, a été enregistrée pour la première fois depuis plus de 20 ans. La tempête a déclenché des aurores spectaculaires à des latitudes géographiques inhabituellement basses et a provoqué des perturbations dans une partie des systèmes de communication et de navigation. Pourtant, la Terre possède un puissant champ magnétique global qui dévie ou arrête une grande partie des particules énergétiques avant qu’elles ne frappent directement l’atmosphère. Une partie de ces particules est dirigée vers les pôles, où naissent les aurores, mais le reste de la planète reste nettement mieux protégé que Mars.
Mars ne dispose pas d’une telle protection. Elle ne possède que des champs magnétiques résiduels localisés dans sa croûte, mais pas de bouclier magnétique global qui envelopperait toute la planète. C’est pourquoi sa haute atmosphère est beaucoup plus directement exposée à l’assaut du vent solaire, des rayons X et des particules issues des éjections de masse coronale. Lorsque ce matériau atteint Mars, les atomes neutres de l’atmosphère entrent en collision avec les particules énergétiques, perdent des électrons et créent une population renforcée de particules chargées. C’est exactement ce qui a été enregistré pendant la supertempête analysée : l’atmosphère ne s’est pas seulement réchauffée ou légèrement troublée, elle a été fortement remodelée chimiquement et électriquement en une période relativement courte.
Cette différence entre les deux planètes est importante aussi dans une perspective scientifique plus large. La comparaison de la Terre et de Mars permet de mieux comprendre la météo spatiale dans le Système solaire et d’évaluer plus précisément les risques pour les futures missions habitées. Sur Terre, de puissantes tempêtes solaires peuvent menacer les satellites, les infrastructures énergétiques, les communications radio et la navigation. Sur Mars, des événements similaires pourraient avoir des conséquences encore plus directes sur l’électronique, les liaisons de communication, les recherches radar et l’exposition au rayonnement des astronautes qui, un jour, pourraient peut-être y séjourner.
La nouvelle technique qui a permis une mesure détaillée
L’un des éléments les plus importants de cette recherche n’est pas seulement la tempête elle-même, mais aussi la manière dont elle a été observée. Les scientifiques ont utilisé une technique connue sous le nom de radio-occultation, que l’ESA développe depuis ces dernières années sous une forme de plus en plus avancée pour étudier l’atmosphère martienne. Dans ce cas, Mars Express a envoyé un signal radio vers le TGO exactement au moment où l’un des engins spatiaux disparaissait derrière l’horizon martien. Sur ce trajet, le signal traversait les couches de l’atmosphère et s’y courbait, c’est-à-dire se réfractait. À partir de ces changements, les chercheurs peuvent calculer la densité d’électrons et d’autres propriétés des couches atmosphériques traversées par le signal.
Une telle méthode n’est pas nouvelle en science planétaire, mais son application entre deux engins spatiaux en orbite autour de Mars représente une avancée technologique et opérationnelle importante. La radio-occultation classique a été utilisée pendant des décennies de telle sorte qu’un engin spatial envoie un signal vers la Terre, et les changements dans ce signal servent à analyser l’atmosphère d’une planète. Mais ce n’est qu’au cours des dernières années que l’ESA a commencé à utiliser plus systématiquement une approche dans laquelle deux orbiteurs échangent des signaux entre eux tout en orbitant autour de la même planète. Cela fournit des conditions géométriques de mesure différentes et ouvre la possibilité d’un suivi plus détaillé de certaines parties de l’ionosphère qui étaient auparavant plus difficiles d’accès.
Jacob Parrott et ses collaborateurs ont encore confirmé les résultats en les comparant aux données de la mission MAVEN de la NASA, spécialisée précisément dans l’étude de la haute atmosphère de Mars et de sa relation avec le vent solaire. C’est important parce que plusieurs sources de mesure indépendantes augmentent la fiabilité de la conclusion selon laquelle la supertempête de mai a bien provoqué des changements records dans la densité d’électrons. Cela montre en même temps la valeur de la coopération internationale dans l’exploration spatiale : sans les observations simultanées des missions de l’ESA et de la NASA, le tableau global de l’événement aurait été nettement plus pauvre.
Un moment très heureux pour la science
L’étude de la météo spatiale comporte aussi un problème fondamental : le Soleil n’agit pas selon un calendrier. Les éruptions solaires, les flux de particules énergétiques et les éjections de masse coronale se produisent de manière imprévisible, et les missions autour d’autres planètes ne peuvent pas être en permanence dans la position idéale pour chaque mesure. C’est pourquoi de telles données sont souvent le résultat d’une combinaison entre une bonne préparation et une grande part de chance. Selon l’ESA, les scientifiques ont utilisé la nouvelle technique à peine une dizaine de minutes après qu’une puissante éruption solaire a frappé Mars. Comme de telles observations sur Mars ne sont actuellement effectuées que quelques fois par semaine, la coïncidence entre le moment de l’observation et l’impact de la tempête solaire a été exceptionnellement favorable.
L’équipe a ainsi réussi à saisir les conséquences de trois événements solaires différents qui faisaient partie de la même tempête, mais qui différaient entre eux par ce qu’ils éjectaient dans l’espace interplanétaire. Un événement concernait une éruption, c’est-à-dire une puissante impulsion de rayonnement, le deuxième un afflux de particules de haute énergie, et le troisième une éjection de masse coronale, une énorme éruption de plasma magnétisé provenant de l’atmosphère externe du Soleil. Ensemble, ces processus ont envoyé vers Mars une combinaison de rayons X, de particules rapides et de matière plasmatique transportée magnétiquement. Lorsque cette vague a atteint la planète, les conséquences se sont rapidement manifestées dans l’ionosphère.
C’est précisément dans de tels moments qu’il devient clair pourquoi la prévision et la surveillance de la météo spatiale deviennent de plus en plus importantes. Ce n’est pas une discipline réservée uniquement à l’astrophysique théorique. Il s’agit d’un domaine qui influence directement la sécurité des engins spatiaux, la planification des liaisons de communication, la conception des instruments et les futures missions humaines. L’ESA développe donc aussi des capacités plus larges de surveillance de l’activité solaire, et l’expérience de mai 2024 a également servi de rappel sur l’ampleur des conséquences qu’une seule période solaire exceptionnellement active peut avoir.
Ce que cela signifie pour les recherches futures et les possibles missions humaines
Les résultats du nouveau travail ne parlent pas seulement d’un événement dramatique du passé, mais aussi de l’avenir de l’exploration de Mars. Si une puissante tempête solaire peut, en moins de trois jours, produire une dose de rayonnement comparable à 200 jours normaux et provoquer en même temps des erreurs informatiques sur des orbiteurs, alors toute stratégie sérieuse d’opérations robotiques et humaines de longue durée doit tenir compte de tels épisodes. Cela vaut pour la conception des systèmes électroniques, la protection de l’équipage, la planification des fenêtres de communication et l’utilisation du radar ou d’autres instruments sensibles à l’état de l’ionosphère.
La question de la sécurité radiologique est particulièrement importante. L’ESA avait déjà averti auparavant que le voyage des astronautes vers Mars et leur séjour dans son environnement entraîneraient une exposition sérieuse au rayonnement, et des événements comme celui-ci confirment encore davantage que le danger ne provient pas seulement d’un rayonnement de fond prolongé, mais aussi d’épisodes solaires courts, mais très intenses. Pour de futures bases à la surface de la planète, cela signifie que les systèmes d’abri, les alertes en temps utile et les protocoles opérationnels devront faire partie intégrante de la mission et non d’un ajout tardif.
Dans le même temps, la valeur scientifique de telles supertempêtes reste immense. Mars possède aujourd’hui une enveloppe mince, une surface froide et sèche et seulement des fragments des conditions qui ont peut-être autrefois permis la présence stable d’eau liquide. L’une des questions clés de la science planétaire est de savoir comment cette planète a perdu une grande partie de son atmosphère au fil du temps. Chaque nouvelle confirmation que l’activité solaire peut fortement injecter de l’énergie et des particules dans les couches supérieures de l’atmosphère aide à reconstituer l’histoire à long terme de l’évolution climatique et atmosphérique de Mars. Autrement dit, l’observation des tempêtes solaires actuelles aide aussi à comprendre pourquoi l’ancien Mars est devenu le monde que nous connaissons aujourd’hui.
Le Soleil comme facteur constant de risque et de connaissance
L’histoire de la supertempête solaire qui a frappé Mars montre combien l’exploration des autres mondes est aujourd’hui liée à la compréhension du Soleil. Mars Express, lancé dès 2003, et ExoMars TGO, qui orbite autour de Mars depuis 2016, ont dans ce cas servi non seulement d’observateurs, mais aussi de témoins sensibles d’un environnement spatial violent. Leurs perturbations temporaires rappellent que même la technologie la plus avancée n’est pas hors de portée de l’activité solaire. Mais le fait que les instruments aient continué à fonctionner tout en enregistrant un ensemble de données aussi précieux montre aussi l’autre face de l’histoire : chaque tempête de ce type est à la fois une menace et une source de savoir.
Pour les scientifiques, il est particulièrement important qu’ils aient désormais mieux compris à quelle vitesse et avec quelle intensité l’ionosphère martienne peut réagir à un événement spatial extrême. Pour les ingénieurs, la confirmation importante est que même des épisodes de courte durée peuvent modifier les conditions de fonctionnement des liaisons radio et de l’électronique sensible. Et pour le grand public, c’est un nouveau rappel que l’espace n’est pas un lieu calme et statique, mais un environnement dynamique dans lequel le Soleil façonne constamment le destin des planètes. Dans le cas de Mars, la tempête de mai 2024 n’a pas seulement provoqué un chaos de courte durée dans la haute atmosphère, mais elle a aussi offert l’un des aperçus les plus clairs à ce jour de ce à quoi ressemble le moment où une supertempête solaire frappe directement une planète sans protection.
Sources :- - Agence spatiale européenne (ESA) – publications officielles sur la tempête solaire de mai, les missions Mars Express et ExoMars TGO, ainsi que les effets observés sur Mars (lien)
- - Nature Communications – publication scientifique sur l’effet de la supertempête solaire sur l’ionosphère martienne et l’augmentation record de la densité d’électrons (lien)
- - NASA Science – aperçu de la plus forte tempête solaire ayant frappé la Terre en deux décennies et de ses effets sur l’environnement spatial (lien)
- - NOAA Space Weather Prediction Center – confirmation officielle des conditions géomagnétiques G5 pendant la tempête solaire de mai 2024 (lien)
- - NASA JPL / MAVEN – observations des aurores et des conséquences de la tempête solaire sur Mars en mai 2024 (lien)
- - blog ESA To Mars and Back – explication de la technique de radio-occultation mutuelle entre Mars Express et TGO (lien)
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