Premières observations télescopiques
Mars était une énigme pour les astronomes de l’Antiquité, qui étaient déconcertés par son mouvement apparemment capricieux dans le ciel – parfois dans la même direction que le Soleil et les autres objets célestes (mouvement direct, ou prograde), parfois dans la direction opposée (mouvement rétrograde). En 1609, l’astronome allemand Johannes Kepler s’est servi des observations supérieures à l’œil nu de la planète réalisées par son collègue danois Tycho Brahe pour déduire empiriquement les lois de son mouvement et ouvrir ainsi la voie à la théorie gravitationnelle moderne du système solaire. Kepler a découvert que l’orbite de Mars était une ellipse le long de laquelle la planète se déplaçait de manière non uniforme mais prévisible. Les astronomes précédents avaient fondé leurs théories sur l’idée ptolémaïque plus ancienne de hiérarchies d’orbites circulaires et de mouvement uniforme.
Les premières observations télescopiques de Mars dans lesquelles le disque de la planète était vu étaient celles de l’astronome italien Galilée en 1610. On attribue au scientifique et mathématicien néerlandais Christiaan Huygens les premiers dessins précis des marques de surface. En 1659, Huygens a réalisé un dessin de Mars montrant une importante marque sombre sur la planète, aujourd’hui connue sous le nom de Syrtis Major. Les calottes polaires martiennes ont été notées pour la première fois par l’astronome français d’origine italienne Gian Domenico Cassini vers 1666.
Les observateurs visuels ont ensuite fait de nombreuses découvertes clés. La période de rotation de la planète a été découverte par Huygens en 1659 et mesurée par Cassini en 1666 comme étant de 24 heures 40 minutes – avec une erreur de seulement 3 minutes. La ténuité de l’atmosphère martienne a été constatée pour la première fois dans les années 1780 par l’astronome britannique d’origine allemande William Herschel, qui a également mesuré l’inclinaison de l’axe de rotation de la planète et a été le premier à parler des saisons martiennes. En 1877, Asaph Hall, de l’Observatoire naval des États-Unis, a découvert que Mars avait deux satellites naturels. Les observations télescopiques ont également documenté de nombreux phénomènes météorologiques et saisonniers qui se produisent sur Mars, tels que divers types de nuages, la croissance et le rétrécissement des calottes polaires, et les changements saisonniers dans la couleur et l’étendue des zones sombres.
La première carte connue de Mars a été produite en 1830 par Wilhelm Beer et Johann Heinrich von Mädler d’Allemagne. L’astronome italien Giovanni Virginio Schiaparelli a préparé la première carte astronomique moderne de Mars en 1877, qui contenait la base du système de nomenclature encore utilisé aujourd’hui. Les noms figurant sur sa carte sont en latin et sont formulés principalement en fonction de la géographie ancienne de la région méditerranéenne. Cette carte montre également, pour la première fois, les indications d’un système interconnecté de lignes droites sur les zones claires qu’il décrit comme des canali (italien : « canaux »). On attribue généralement à Schiaparelli la première description de ces canaux, mais c’est son compatriote Pietro Angelo Secchi qui a développé l’idée de canali en 1869. À la fin du XIXe siècle, l’astronome américain Percival Lowell a établi un observatoire à Flagstaff, en Arizona, spécifiquement pour observer Mars, et il a produit des cartes toujours plus élaborées des canaux martiens jusqu’à sa mort en 1916.
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