L’orbite de Mars

Orbite de mars et de la Terre

La quatrième planète

Mars est la quatrième planète en partant du Soleil, elle orbite entre la Terre et la géante gazeuse Jupiter dont elle est séparée par la ceinture d’astéroïdes. C’est aussi la planète tellurique (comme la Terre) la plus éloignée de notre étoile bien qu’on trouve au-delà de nombreuses planètes naines (telles que Ceres, Eris, Sedna…)

Plan orbital de Mars

Le plan de sa trajectoire est incliné d’un angle de 1,850 ° par rapport au plan de l’écliptique qui est le plan de référence défini à partir de l’orbite terrestre par conséquent à son aphélie Mars se trouve donc à environ 8 millions de km du plan de l’écliptique.

Excentricité de l’orbite elliptique de Mars

Comme les autres planètes du système solaire Mars n’a pas une trajectoire parfaitement circulaire, elle ressemble plutôt à un cercle écrasé qualifié d’ellipse. Elle est l’une des planètes dont la trajectoire elliptique possède la plus forte excentricité (seule Mercure en possède une plus prononcée). Cette excentricité est en mathématiques notée avec la lettre « e » et celle de Mars vaut e = 0,0934 alors que par comparaison celle de la terre est de e= 0,0167 soit environ 6 fois moins.  En mathématiques cette excentricité peut être comprise entre 1 et 0, et cette pour cette dernière valeur l’orbite serait alors un cercle parfait.

Distance Mars-Soleil

La distance moyenne qui sépare Mars du Soleil est de 2,279.108  km soit 1,5237 unités astronomiques (UA) ce qui correspond à près d’une fois et demi la distance Terre-Soleil mais l’excentricité élevée de la trajectoire implique des variations notables de sa distance au Soleil, elle s’en approche au minimum de 2,066.108 km soit 1,381 UA (périhélie de la trajectoire) et s’en éloigne au maximum de 2,492.108 km soit 1,666 UA (aphélie). Entre ces deux extrémités la distance « r » par rapport au soleil est donnée par la relation suivante (valable pour toutes les trajectoires elliptique):

Latex formula

où: « θ » (théta) est l’angle entre la droite Soleil-Mars et la droite Soleil-périphélie de Mars

« e » est l’excentricité de la trajectoire elliptique (e = 0,0934 pour mars)

« a » est le demi-grand axe de la trajectoire elliptique (a = 2,2792.108 km pour Mars)

« r » est la distance entre le Soleil et Mars correspondant à l’angle θ

Vitesse de Mars sur son orbite

La vitesse moyenne de révolution de Mars est de 24,13 km.s-1 mais étant donné que sa distance par rapport au Soleil varie, sa vitesse varie également, elle atteint sa valeur maximale au périhélie, vmax = 26,50 km.s-1 et sa valeur minimale à l’aphélie, vmin = 21,97 km.s-1.

Durée d’une orbite martienne compléte

La période sidérale de Mars, autrement dit le temps mis pour parcourir une orbite complète et décrire un angle de 360° autour du Soleil, est de 686,86 jours terrestres, une année martienne correspond donc à 1,88 années terrestres. Cette valeur (P = 686,86 jours) peut être retrouvée à partir de la troisième loi de Kepler selon laquelle:

Latex formula

où: « a » est le demi grand axe de la trajectoire de Mars (a = 2,2792.108 km)

« G » est la constante de gravitation universelle (G = 6,67.10-11 N.m2.kg-2)

« MSoleil » est la masse du Soleil ( MSoleil = 1,989.1030 kg)

« MMars » est la masse de Mars (MMars= 6,39.1023 kg)

Instabilité

L’orbite de Mars n’a pas toujours été identique à celle que nous connaissons aujourd’hui et elle est amenée à connaître d’autres changements sous l’effet des diverses influences gravitationnelles et en particulier celles de sa voisine géante Jupiter, la planète la plus massive du système solaire qui peut induire des perturbations conduisant à des variations de différents paramètres orbitaux martiens, en particulier l’excentricité et l’inclinaison de du plan orbital.

Résumé des données sur l’orbite martienne

Demi grand axe a = 2,2792.108 km

Excentricité e = 0,0934

Inclinaison 1,850°

Distance moyenne Mars-Soleil 2,279.108 km – 1,5237 UA

Distance minimale Mars-Soleil 2,066.108 km – 1,381 UA

Distance maximale Mars-Soleil 2,492.108 km – 1,666 UA

Vitesse moyenne de révolution 24,13 km.s-1

Vitesse minimale de révolution 21,97 km.s-1

Vitesse maximale de révolution 26,50 km.s-1

Période sidérale 686,86 jours terrestres

Crédits photos
Photo d'en-tête: Nasa

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