Etude photométrique de la surface de Mars à partir de la caméra HRSC à bord de la sonde Mars express : préparation aux observations orbitales multi-angulaires en exploration planétaire

par Augustin Jehl

Thèse de doctorat en Astrophysique des hautes énergies

Sous la direction de Patrick Pinet et de David Baratoux.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Parmi les études novatrices que l'on peut aborder depuis l'orbite martienne en utilisant les données multiangulaires de l'instrument HRSC (canaux nadir, stéréographique et photométrique) de Mars Express, figure la détermination des caractéristiques physiques de la surface, pour cartographier les variations des propriétés physiques des sols et des roches de Mars et les relier aux observations spectroscopiques et thermiques réalisées par les instruments OMEGA, TES et THEMIS. Les modèles de Minnaert et de fonction de phase à deux termes de Hapke s'accordent pour démontrer que les observations multiangulaires de HRSC acquises au cours de la mission sur le cratère Gusev et le flanc sud de Apollinaris peuvent, sous certaines limites, être assemblées pour produire une fonction de phase couvrant un grand intervalle d'angles de phase (5-95°) avec une résolution spatiale de l'ordre de 400 mètres à 1. 6 kilomètres. Combiné à la rugosité de surface, l'effet d'opposition joue un rôle significatif, suggérant que les propriétés optiques de l'état de surface au niveau de Gusev sont fortement influencées par la porosité, l'état de compaction et l'organisation de la couche superficielle du régolite. L'aspect cartographique de la présente étude photométrique est utile pour donner une meilleure signification aux variations observées. Selon les tendances générales de cette analyse, il est très probable que la variation photométrique observée, au moins pour les régions centre et Ouest du cratère Gusev, soit partiellement due aux régimes des vents dominants, ces derniers ayant une orientation Nord - Nord Ouest / Sud - Sud Est et induisant une perturbation de la couche supérieure de la surface. . .


  • Résumé

    One of the new investigations from orbit that can be addressed with the multi-angular HRSC/ Mars-Express dataset generated with the nadir-looking, stereo and photometric channels, is to derive the surface photometric characteristics for mapping the variation of the soil/bedrock physical properties of Mars, and to relate them to the spectroscopic and thermal observations produced by OMEGA, TES and THEMIS instruments. Minnaert and two-term phase function Hapke models concur to demonstrate that HRSC multi-angular observations acquired over Gusev crater and Apollinaris southern flank along the ongoing Mars-Express mission can be, under some limitations, pieced together to derive integrated phase functions over a wide range of phase angles (5-95°) at moderate spatial resolution on the order of 400 m-1. 6 km. In combination with the surface roughness variation, the opposition effect appears to play a significant role suggesting that the surface state optical properties across Gusev are strongly influenced by the porosity and packing characteristics of the upper layer of the Martian regolith. The mapping aspect of the present photometric investigation is quite useful to get a better sense of the meaning of the observed variations. Given the overall patterns derived from this analysis, it is quite likely that the observed photometric variation at least for the western and central part of Gusev crater is partly driven by the prevailing wind regimes considered to be oriented north-northwest / south-southeast and disturbing the very upper surface layer. . .

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [179-196]

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008TOU30091
  • Bibliothèque : Observatoire Midi-Pyrénées. Centre de documentation Sciences de l'univers, de la planète et de l'environnement.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2008/OMP/08125
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