Den utforskning av planeten Mars gjort det nødvendig å etablere en referanseramme som å uttrykke høyder og koordinater på Mars . Avslutningen av denne referansen kom i begynnelsen av XXI th århundre fra høydeavlesninger fra Mars Orbiter Laser Høydemåler (MOLA) av sonden Mars Global Surveyor men mange mellomliggende data på Mars geografi ble publisert og lagt ut på nettet i 1970, 1980 og 1990-tallet - og er ofte fremdeles tilgjengelige, spesielt på amerikanske institusjonssider, uten særlig omtale - med verdier som nå er feilaktige fordi de er etablert i et rammeverk som siden har blitt foreldet.
Det er landnivå null og hydrografisk null, nivå 0 i navigasjonskartene ( datum på engelsk) er basert på data fra tidevannsmålere som gir et nivå nær det laveste nivået av største lavvann.
I fravær av en flytende flate som er i stand til å definere en global ekvipotensiell overflate i Mars tyngdekraftfelt som havene gjør på jorden , måtte nivå 0 av Mars høyder defineres konvensjonelt.
Siden Mars, i motsetning til Venus , er en relativt rask roterende planet, med en siderisk rotasjonsperiode på 1.026 jorddager, er det ikke mulig å stole på den gjennomsnittlige radiusen (3389,5 km ) for å definere referansenivået til Mars høyder: i en slik referanseramme ville ekvator ha en gjennomsnittlig høyde på nesten 7 km over referansenivået mens polene ville være plassert mer enn 13 km under, fordi den generelle formen til Mars er, som geoid , omtrent sfærisk - det vil si , som kan kontaktes av en ellipsoid av revolusjon med ikke-null utflating . I tillegg vil et slikt sfærisk nivå 0 ikke representere en ekvipotensiell overflate, og vil derfor ikke ha noen praktisk betydning.
Den Viking program , som er utviklet av NASA i 1970-årene, således definerte nivå 0 som for en kuleformet av ekvatorradius lik 3397,2 km med en utflating av 0,0105. Landingen til Viking 1 landet på Mars den20. juli 1976ved 22.480 ° N og 47.967 ° W (“planetografiske” koordinater, se nedenfor) i en høyde på −2 690 m med hensyn til denne referanserammen.
Med raffinering av målinger av jordtrykket til atmosfæren på Mars i løpet av påfølgende utforskningsoppdrag på og rundt den røde planeten, har det blitt mulig å beregne en global ekvipotensial fra trykket. Gjennomsnittlig atmosfærisk bestemt av radio okkultasjon i tilstrekkelig grad tett nettverk av punkter på overflaten av planeten:
Mars referansenivå - Høydenivået 0 er konvensjonelt etablert på Mars som det gjennomsnittlige atmosfæriske trykk er 610 Pa .
Merk at dette standardtrykket er veldig nært - men skilt - fra det tredoble punktet for rent vann , som er 611,73 Pa , med en temperatur på 273,16 K ( 0,01 ° C ).
I praksis varierer trykket på bakken konstant på grunn av klimatiske farer - depresjoner og antisykloner - og spesielt den sesongmessige syklusen av atmosfærisk karbondioksid, i likevekt med karbondioksidet frosset i polkappene, noe som induserer trykkvariasjoner Betraktelig over hele Mars overflate: Viking 1 Lander hadde således på landingsstedet notert ytterpunkter fra 680 Pa om sommeren til nesten 900 Pa om høsten. Dette er det som gjør det så vanskelig å bestemme Mars-referansenivået i henhold til standardtrykket på bakken, til det punktet at upresisjonen av høyden før 2000-tallet kunne nå 4 til 6 km , som illustrert av denne spørsmål og svar i forrige århundre. fremdeles online på NASA Quest pedagogiske nettsted for NASA :
" SPØRSMÅL:Hva er de høyeste og laveste høydene på overflaten på Mars?
SVAR fra Smart Filter 24. januar 1997: Fra teksten "Astronomy" av James B. Kaler, copyright 1994, utgiver: Harper Collins:
Først må vi definere et referansenivå ved å ta det gjennomsnittlige atmosfæretrykket på overflaten av Mars (referansenivået er marsmotparten til havnivået på jorden). Vulkanen Olympus Mons når 27 kilometer over referansenivået. Det eldgamle slagbassenget Hellas ligger 4 kilometer under referansenivået. "Den tiden utgitt av verdiene USGS basert på Mola målinger fra MGS er faktisk 21 229 m for Olympus Mons og -8200 m for Hellas Planitia hhv .
Den meridian 0 av Mars ble definert i 1830 av de tyske astronomene Wilhelm øl og Johann Heinrich von Mädler basert på en liten sirkulær formasjon nær ekvator som de anvendt for å bestemme rotasjonsperiode av Mars. Denne sirkulære formasjonen ble senere tatt opp i 1877 av den italienske astronomen Giovanni Schiaparelli, som gjorde den til 0 meridianen av dens lengdegrader. Den franske astronomen Camille Flammarion døpte den Sinus Meridiani (" meridianbukten "), hvorfra det nåværende toponymet Meridiani Planum utpeker denne regionen. Den Airy krateret ble valgt i dette området for å mer nøyaktig materialisere den 0 meridian og, etter kartlegging av overflaten av Mars oppnådd i 1972 av Mariners 9 sonde med et gjennomsnitt oppløsning av størrelsesorden en kilometer, midten av en liten Airy-0- krateret , som ligger inne i Airy-krateret og bare 500 m bredt , ble valgt for å plassere 0-meridianen på Mars. Til slutt er det Viking 1- landeren som har tjent som referanse siden 2018 med en offisielt tildelt lengdegrad på 47,951 37 grader vest.
WGCCRE-rapporten publisert i 2018 indikerer at lengden på Viking 1- landeren er definert som 47,951 37 grader vest, som opprettholder 0 ° meridianen gjennom Airy-0-krateret, og gir som parametere:
hvor d og T er intervallene, henholdsvis i dager (86400 sekunder) og i julianske århundrer (36525 dager), siden standardepoken , dvs. J2000.0 = JD2451545.0, dvs.1 st januar 2 000ved 12 p.m. TDB .
To systemer er for tiden i kraft, selv om det andre har en tendens til å bli generalisert - både innen NASA og ESA - til skade for det første siden århundreskiftet:
I dette andre system, og med høyde 0 definert tidligere, landingspunktet for Viking en Lander sonde blir 22,697 ° N og 312,778 ° E ved en høyde på omtrent -3300 m .