SUR SATURNE ET TITAN

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• Publié par: science-revue
• Publié le: 01 avril 2011
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• Langue: Français

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SUR SATURNE ET TITAN

Lancée en 1997, Cassini-Huygens est lapremière mission spatiale consacrée à l'exploration du système de Saturne, ses anneaux et ses satellites. Elle est menée par la NASA, qui a réalisé le module orbital Cassini, et l'Agence spatiale européenne (ESA), jburnisseur de la sonde Huygens. Après un périple de 7 ans et 3,5 milliards de km, la sonde spatiale et son passager se sont insérés en orbite de Saturne le 1er juillet 2004. Puis, le 14 janvier 2005, la sonde Huygens a pbngé dans l'atmosphère de Titan et s'estposée à sa surface. Les Européens étaient ainsi les premiers à explorer in situ un astre aussi lointain.

Avec un diamètre de 5150 km, Titan, le plus gros satellite de Saturne, est le seul corps du système en dehors de la Terre à disposer d'une épaisse atmosphère: 1200 km d'épaisseur contre environ 100 km pour celle de la Terre. Depuis 20 ans les scientifiques s'intéressent à la chimie complexe l'azote moléculaire et du méthane dans la haute de cette lune.

Enjuillet2006, les images radar fournies par Cassini brs du survol de Titan ont révélé la présence d'enclaves remplies de méthane liquide autour pôle Nord. Titan pourrait être une sorte de Terre saires au développement de la vie.

solaire Comment se for- ment les anneaux de atmosphère autour de Saturne ? L'atmosphère de Titan est-eUe comparable à celle de la Terre ? Le programme Cassini-Huygens doit répondre à ces questions permettre peut-être d'améliorer nos connaissances sur les mécanismes chimiques ayant abouti à l'apparition de la vie sur Terre. Francis Rocard, responsable des programmes d'exploration du Système solaire au CNES, nous présente les der- du mission Huygens peut-elle être cons' comme un succès? Dans son ensemble elle a bien fonctionné. Les instraments qui devaient mesurer la compoi des molécules complexes (le spectromèti masse GCMS pour la partie gazeuse, et l'in ment françaisACP pour la partie solide)ontd des résultats un peu décevants car la quanti molécules complexes recueillie a été très faibli l'azote (N2), du méthane (CH4) et de l'ét (C2H6) ont néanmoins été détectés. Aucune lécule lourde n'a été analysée par Huygens l'orbiteur Cassini en a détecté dans la haute a sphère avec son spectromètre de masse INM! chimie complexe du carbone sur Titan est l'une singularités les plus passionnantes de cette lui il est intéressant de la comparer à celle de la T qui a abouti à l'émergence du vivant.

A-t-on la confirmation qu'il existe des lacs i méthane sur Titan ? Des zones sombres ont été détectées à l'aide d'un radar sur Titan: mais contiennent-elles du liquide? Lorsque les images radar sont sombres, voire totalement noires, cela signifie simplement que la zone est parfaitement lisse et qu'aucun photon émis par l'instrument ne revient après réflexion sur la zone lisse. On a également cherché des vagues, des ondulations qui seraient créées par le vent, mais en vain.

Cependant, la brume qui entoure la planète, créant cène aonospnere opaque, esi consumée probablement de particules solides qui tombent en pluie fine sur les lacs potentiels. Si une couche de poussière les recouvre, elle rend le liquide plus visqueux et le fait de ne pas en avoir détectées n'est pas vraiment significatif.

En comparant récemment les lacs de l'hémisphère Nord avec les observations de 2005, on a pu observer une variation de leur niveau. Un phénomène d'évaporation se serait donc produit, confirmant la facilement en phase gazeuse tandis que l'éthane demeure à l'état liquide. Enfin, lors d'un survol par Cassini avec le Soleil face à la sonde, une image étonnante fut prise du rayonnement de notre étoile sur la surface de Titan : un point blanc lumineux (cf photo) qui signifie que le Soleil se reflète sur un liquide...

Vue d'artiste de la sonde Huygens sur Titan

On a parlé aussi d'un océan souterrain...

Depuis plusieurs années son existence était supposée, mais les résultats de Huygens en ont apporté la première preuve. Une équipe de chercheurs français menée par Christian Béghin, du Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace àOrléans, s'est intéressée aux données recueillies par la sonde concernant l'activité électrique de l'atmosphère de Titan. Celle-ci a été mesurée pour détecter, sans succès d'ailleurs, la présence d'éclairs d'orage. Mais des ondes acoustiques ont pu être décelées lors de la descente de la sonde. Sesonance de Schumann, un phénomène provenant ici de l'interaction du champ magnétique de Saturne avec l'atmosphère et la structure superficielle de Titan, l'atmosphère servant de caisse de résonance aux ondes électromagnétiques.Le signal mesuré associé à un modèle de Titan indiquerait la présence d'un milieu conducteur souterrain : on appris sur les annea" ture des anneaux est de mieux en comprise, même si on n'a malheulent pas pu la voir en détail, les parde glace et de roches qui les tétant extrêmement [ du micron. Selon la loi de neaux sont constitués de m ; satellites n'ayant pu s'agglomi et de marée du fait de leur pr 'ec la planète. Les dimensions, quelques centaines de mètres seu ucut d'épaisseur par endroit alors que jr diamètre fait le rayon du Soleil (eniron 700 000 km), sont impressionnantes ', sont de véritables lames de rasoir !

Des découvertes surprenait faites également sur Enccla On dénombre à ce jour 60 lunes au de Saturne, dont 8 ont été découvei par Cassini. La lune Encelade, de seulement 500 km de diamètre, a été vue à contre-jour en novembre 2005. Près du pôle Sud, dans la zone dénommée "Les griffes du tigre", des jets de vapeur d'eau et de glace d'eau ont été observés alors qu'un satellite aussi petit pouvait être considéré comme géologiquement mort, sans activité interne. La sonde Cassini a mesuré la composition des jets au cours de nombreux survols, constatant que l'eau était salée, contenant du chlorure de sodium. Cela prouverait qu'Encelade posséderait en profondeur une zone riche en eau liquide capable de dissoudre ces sels. Une source de chaleur, liée aux effets de marée provoqués par Saturne, vaporiserait l'eau qui se dégage sous forme de jets comme une cocotte minute sous pression. Mais pourquoi ce phénomène se produit-il au pôle Sud? C'est encore unmvstère ne emgme a ete résolue: celle de la con tion des anneaux autour de la planète sur plusieurs milliards d'années. En effet, ils devraient théoriquement s'étaler dans leur plan, se diluer au loin et disparaître. On a découvert des satellites anges gardiens dans les anneaux, de toutes petites lunes réparties en leur sein qui évitent leur dispersion grâce à un effet repoussoir. C'est pourquoi les anneaux ont d'une part des bords extrêmement nets, et d'autre part des ondulations dues aux orbites elliptiques des lunes existent localement. On observe également dans les anneaux des points brillants et de petites formes en ailes d'avion - probablement des agglomérations de matière - qui perturbent les structures locales tout en respectant les lois de Kepler.

Vu par Cassini le 8 juillet 2009, le reflet du Soleil sur Titan confirme la présence d'étendues liquides dans l'hémisphère Nord de cette lune de Saturne.

Pandora et Prométheus, deux lunes orbitant à l'intérieur et à l'extérieur de l'anneau F de Saturne.

De nouveaux anneaux ont été déa Le télescope spatial Spitzer a détecté un gigantesque anneau (peut-être 50 fois plus grand que les autres) autour de Saturne, plus lointain et en dehors du plan orbital. Il serait lié à l'activité d'une lune, Phoebé. n existerait aussi des anneaux autour de certains satellites de Saturne: la lune Rhéa est la première lune pourvue d'un anneau, prouvant que des petits corps pouvaient en posséder, ce qui semblait impossible.

La mission Huygens n'a duré que 5 heures (jusqu'à l'épuisement de sa batterie). Quant à Cassini, doit-elle rester encore longtemps en orbite? La mission est prolongée jusqu'en 2017, sous le nom de Cassini Solstice Mission, oour rester une î-saison autour de Saturne (soit 15 ans, volution solaire de la planète durant 30 ans). En fin de mission, des orbites sont prévues entre Saturne et les anneaux afin d'observer ceux-ci de l'intérieur pour la première fois, ainsi que de nombreux survols d'Encelade.

Et ensuite? Avec le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, nous réfléchissons à une mission future pour mesurer la composition des molécules complexes organiques à l'aide, par exemple, d'un engin flottant sur un lac de Titan ou encore d'un ballon à air chaud dans son atmosphère.