HdS N°3: Cassini – Huygens, objectif Saturne

Depuis le premier survol de Saturne par une sonde, la NASA a toujours voulu y retourner, l’observer de près, elle et ses Lunes. Étant donné sa distance, peu de sondes lui ont rendu visite, on peut citer: Voyager 1 & 2. On ne sait donc pas énormément de choses de cette planète, et encore moins de son spectaculaire système d’anneaux.
Cassini, du nom de Jean-Dominique Cassini, astronome découvreur de 4 satellites de Saturne ainsi que de ses anneaux, est la solution à ce manque de connaissance, une sonde dotée d’un atterrisseur conçu par l’Europe nommé Huygens (du nom de Christian Huygens, astronome découvreur de Titan) dont l’objectif est de se poser sur Titan.

Un poids lourd parmi les sondes

Cassini-Huygens ou Cassini est la plus grosse et massive sonde interplanétaire envoyée dans l’espace, avec une masse de 6 tonnes pour 8 m de hauteur c’est un véritable poids lourd. Elle embarque avec elle l’atterrisseur Européen Huygens, destiné à se poser sur Titan, l’énigmatique lune de Saturne, avec son atmosphère dense.
Cassini embarque avec elle 3,3 tonnes de carburant, les 320 kg de Huygens, et 360 kg d’instruments scientifiques.

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Vue d’artiste de la sonde, l’atterrisseur Huygens est visible sur la partie droite de la sonde

Cassini s’envole !

La sonde Cassini décolle le 15 Octobre 1997 à bord d’une fusée Titan IV, elle est placée sur une orbite croisant celle de Vénus afin d’utiliser sa gravité pour modifier sa trajectoire. Après un 2ème survol de Vénus puis un survol de la Terre, elle atteindra Jupiter le 30 Décembre 2000. Cet ultime survol sera sa dernière étape avant d’atteindre son objectif: Saturne.

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Départ de Cassini Huygens à bord d’une fusée Titan IV

Survol de Jupiter (2000)

Après 3 ans de voyage, elle arrive à Jupiter, elle prends quelques photos de la planète. Elle allume aussi quelques appareils afin d’effectuer quelques expériences durant ce court survol. Elle prendra notamment ce cliché de Jupiter avec Io devant. Après ce survol, Cassini se dirige vers Saturne, un long voyage de 4 ans l’attend…

Io devant Jupiter

Arrivée à Saturne (2004)

Après 4 longues années de voyage, elle arrive à Saturne, une fois mise en orbite, son travail peut commencer. Elle commence à analyser son atmosphère, essentiellement composée d’hydrogène et effectue plusieurs survols de ses lunes. Elle prend alors de splendides photos de ses anneaux et de ses satellites naturels dont voici quelques images:

La sonde étudie également les anneaux afin de déterminer leur composition découvrir la raison de leur existence: On sait grâce à ses expériences que leur épaisseur varie de 2 à 10 m; qu’ils sont constitués à 95% de glace d’eau et que le diamètre total est de 360 000 km (en comptant les parties les plus éloignées). Sa mission sera divisée en 3 phases:
La phase primaire (2004 à 2008): Une fois arrivée à proximité de Saturne, elle commence sa mission qui dois durer 4 ans, elle doit également larguer l’atterrisseur Huygens à la surface de Titan en 2005.
La première prolongation (2008 à 2010) Cassini Equinox mission: du fait du bon état des instruments de la sonde, des résultats apportés ainsi que du surplus de carburant, il est décidé de prolonger sa mission de 2 ans afin d’étudier les anneaux de la planète ainsi qu’Encelade.
La seconde prolongation (2010 à 2017) Cassini Solstice Mission: Cassini étant toujours en parfait état de marche après 8 ans autours de la géante gazeuse, il est décidé de prolonger une seconde fois la mission, la fin de cette prolongation marquera le début du « Grand finale« , qui sera le clap de fin de la sonde

Phase primaire

La sonde commence sa mission dès son insertion en orbite autours de Saturne, elle étudie son atmosphère, ses anneaux et débute l’exploration de ses satellites naturels avec des survols à une altitude plus ou moins basse.
Cependant, un satellite suscite beaucoup plus l’intérêt des scientifiques: Titan. Son atmosphère épaisse et opaque ne permet pas de voir la surface en dessous, et il est très difficile de déterminer sa composition.
Elle effectuera ainsi plusieurs survols des lunes de Saturne. En 2005, elle largue son atterrisseur, Huygens qui effectue une descente contrôlée jusqu’à la surface, elle prend alors la photo de la surface d’un astre la plus lointaine jusque là:

La surface de Titan, cette image a parcouru 1,4 Milliards de km pour parvenir jusqu’à nous

En 2006, elle survole Encelade et remarque que la surface semble très jeune, ce qui signifie qu’elle évolue. Des geysers sont également aperçut aux pôles de l’astre. Le 12 Mars 2008, Cassini survole Encelade à moins de 50 km, traversant les geysers, après analyse, on remarque qu’ils sont composés d’eau, ce qui trahis la présence d’un océan d’eau liquide sous sa surface de glace.

Première prolongation: Equinox mission (2008 – 2010)

Le 30 Juin 2008, la mission primaire de Cassini se termine, mais au vu de son état général et de ses réserves de carburant, il est décidé de prolonger la mission sur 2 ans. En Août 2008, elle effectue un survol d’Encelade permettant de photographier 4 failles nommées « rayures du tigre » d’où jaillissent les geysers. On découvre aussi qu’Encelade possède une tectonique des plaques.


Encelade en fausses couleurs, on peut voir en bas les 4 rayures du Tigre (en bleu)


En Août 2009, Cassini réussis à calculer l’épaisseur moyenne des anneaux de Saturne: environ 10 m, mais certaines parties font jusqu’à 4 km d’épaisseur.

Seconde prolongation: Solstice mission (2010 – 2017)

Après 6 ans autours de Saturne et 13 ans dans l’espace, la sonde commence à montrer de légers signes de faiblesse. Cependant, ces problèmes ne constituent pas une menace directe pour la mission, qui est alors prolongée de 7 ans.
Cette extension permet d’observer les changements de saisons sur Saturne ainsi que sur ses satellites.
Elle effectue alors plusieurs survols des satellites de Saturne.

Épiméthée devant Titan et les anneaux de Saturne


En Juillet 2012, elle change l’inclinaison de son orbite afin d’avoir un meilleur point de vue des anneaux de la géante gazeuse. Ce changement d’inclinaison lui permet de survoler les pôles de la géante gazeuse. On en profite pour observer formation nuageuse d’une forme hexagonale au pôle Nord de la planète cette formation avait déjà pu être observée très brièvement par Voyager 1 & 2.

Vue du pôle Nord de Saturne

Grand finale (2017)

En 2017, la sonde ayant entamé ses dernières réserves de carburant, il est décidé de mettre fin à sa mission. Mais pour éviter qu’elle tombe sur une de ses lunes et risque de les contaminer, mettant en danger les potentielles espèces vivant sur place (si il y en a), il est décidé de la faire plonger dans l’atmosphère de Saturne afin de la détruire. Ce plongeon permet une ultime expérience en passant entre les anneaux et la planète, puis en plongeant dans les couches hautes de son atmosphère.
Cassini rentre dans l’atmosphère de Saturne le 15 Septembre 2017 à 10H30, elle utilise le peu de carburant qu’il lui reste pour lutter contre les contraintes liées à sa rentrée dans l’atmosphère de Saturne et pointer son antenne vers la terre une dernière fois, pour transmettre son ultime message.
Après 50 secondes dans l’atmosphère de Saturne, la pression aérodynamique est trop forte, les moteurs de la sonde ne suffisent plus, elle ne parvient plus à garder son antenne pointée vers la Terre et part en vrille.
À 10H31, le contact avec la sonde est rompu, à jamais…

Propeller
Dernière image des anneaux, prise par Cassini peu avant son plongeon dans la géante gazeuse
Le Grand Finale

Mot de la fin

La mission Cassini Huygens aura beaucoup apporté à nos connaissances concernant Saturne et ses Lunes. Elle aura également fourni plus de 450 000 photos sur ses 20 ans de voyage.
Grace à elle, nous en savons plus sur cette énigmatique planète.
Peut être qu’un jour, nous enverrons d’autres sondes afin d’explorer de nouveau cet astre que n’a pas fini de nous livrer ses secrets.

Sources

Wikipédia
Site de la NASA
Images: nasa.gov
CNES
Si vous voulez voir les images brutes de Cassini cliquez ici

Merci de continuer à nous suivre !

Anthony (Tymon)

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