LESIA - Observatoire de Paris

Huygens sur Titan : cinq ans déjà !

samedi 23 janvier 2010

(mise à jour le 4 février 2010)

Il y a cinq ans, le 14 janvier 2005 : la sonde européenne Huygens, détachée du vaisseau spatial américain Cassini, se posait sur Titan grosse lune brumeuse de Saturne découverte 350 ans plus tôt par Christiaan Huygens (1629-1695). Pour célébrer cet anniversaire, à l’initiative d’un comité dirigé par une chercheuse de l’Observatoire de Paris, les scientifiques se sont réunis trois jours à Barcelone (Espagne) afin de discuter de l’héritage et de prévoir l’avenir de l’exploration de Titan.

En octobre 1997, le vaisseau spatial Cassini porteur de la sonde Huygens se lançait vers le système de Saturne. La mission, une collaboration des agences spatiales ESA et Nasa, avait comme but d’explorer la planète géantes aux anneaux, ses satellites, et tout spécialement d’étudier l’atmosphère inconnue qui enveloppe une lune énigmatique : Titan. La surface de cette dernière avait jusqu’ici échappé à toute tentative d’observation.

Le 14 janvier 2005, après plus de sept ans de périple, le module Huygens a atterri sans encombre sur Titan. Il a réussi à se poser bien plus loin de la Terre qu’aucun autre robot jusque-là.

Ce sera un succès phénoménal pour l’Agence spatiale européenne ESA, la communauté scientifique internationale du projet et l’Observatoire de Paris à travers les apports scientifiques et technologiques de ses laboratoires dont le LESIA.

Une moisson de données

La sonde emportait six instruments qui ont récolté une grande moisson de données au cours de la descente et depuis la surface de Titan. Ces informations uniques ont été émises à destination du satellite Cassini qui les a retransmises vers la Terre. Au total, Huygens aura fonctionné pendant 147 minutes lors de sa descente et plus de trois heures au sol.

Pour la communauté scientifique, ces 474 Mbits de données - dont 360 photos - constituent une manne qui sera étudiée pendant des décennies. La dynamique de l’atmosphère d’azote de Titan est comparable à celles de Vénus, la Terre ou Mars. Elle permet d’accroître d’autant notre champ d’analyse en planétologie comparée ainsi que notre compréhension des atmosphères planétaires et en tout premier lieu de la nôtre. Titan est le siège d’une chimie organique très complexe. Sa surface a révélé un monde modelé par des phénomènes géophysiques et météorologiques semblables aux terrestres, comme par exemple les nuages et des probables précipitations de méthane et autres hydrocarbures, témoins du cycle du méthane, les dunes, et un possible cryovolcanisme (où la glace remplace la lave). Le satellite Cassini a ultérieurement détecté des lacs de méthane liquide dans les régions polaires de Titan. Les mesures de conductivité de l’atmosphère réalisées par Huygens ont, en outre, révélé la probable présence d’un océan d’eau riche en ammoniaque sous une épaisse croûte de glace. Depuis cinq ans, l’orbiteur Cassini poursuit sa mission autour de Saturne et vient d’effectuer son 65e survol de Titan. L’héritage de la sonde Huygens reste très présent dans les discussions. L’analyse permettra encore bien de nouvelles découvertes.

L’Observatoire de Paris fortement impliqué

Le LESIA a été très fortement impliqué dans la mission Cassini-Huygens depuis le début, aussi bien sur plan scientifique que de la fourniture d’instruments. Ainsi, Daniel Gautier et Michel Combes sont à l’origine de la proposition de projet auprès de l’ESA. En plus d’une présence significative dans les instruments de l’orbiteur, le LESIA a fourni des sous-systèmes (plan focal, obturateur et électronique associée) pour le spectromètre infrarouge de l’instrument Descent Imager Spectral Radiometer DISR qui a donné les fabuleuses mesures et images de l’atmosphère et de la surface du satellite. Ce spectromètre, dont Bruno Bézard est le responsable français, comprend deux voies donnant accès au domaine 0,85 - 1,7 microns de longueurs d’ondes. Dès l’arrivée des données, les scientifiques du LESIA ont participé à l’analyse des mesures infrarouges enregistrées.

Le LESIA a aussi une forte contribution dans un autre instrument à bord de la sonde, le Huygens Atmospheric Structure Instrument HASI, pour lequel l’investigateur principal est Marcello Fulchignoni. Il s’agit ici de mesurer les propriétés atmosphériques (densité, température, pression) et électriques in situ.

En réussissant la première rentrée dans une atmosphère dense, sur le corps céleste le plus lointain jamais atteint physiquement par l’humanité, et en dépassant largement les objectifs initiaux de la mission par un atterrissage réussi sur une surface complexe et largement inconnue, les états-membres de l’ESA ont placé l’Europe au plus haut niveau mondial. L’Observatoire de Paris, en collaboration avec ses partenaires industriels et le CNES, a joué un rôle prédominant dans l’aventure.

Retour vers Titan en 2025 ?

En offrant un premier regard étendu sur un monde nouveau, la mission Cassini-Huygens a répondu à beaucoup de questions et en a soulevé une multitude de nouvelles. Pour y répondre, les scientifiques sont d’ores et déjà convaincus qu’il faudra préparer une nouvelle mission, qui comporterait a) un satellite dédié à Titan et deux éléments in situ pour une exploration étendue. Ces éléments seraient un aérostat (montgolfière) qui évoluerait dans l’atmosphère de Titan et tournerait autour de l’équateur pendant six mois ainsi qu’un amerrisseur qui serait plongé dans un des lacs vus aujourd’hui au pôle nord du satellite. Cette exploration permettrait d’étudier en particulier le cycle du méthane, la composition de la surface et de caractériser la chimie organique. Ceci est le concept de la mission Titan Saturn System Mission TSSM, une nouvelle collaboration ESA-Nasa.

Le LESIA, par le biais de plusieurs de ses planétologues et, en particulier, Athéna Coustenis responsable scientifique européenne de l’étude de la mission TSSM, est très bien placé déjà pour cette poursuite de l’aventure vers Saturne et Titan. La mission proposée est actuellement classée 2e sur le pas de tir d’une prochaine mission vers les planètes externes.

Pour en savoir plus

  • DISR au LESIA
  • TSSM sur le site du LESIA

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Cet article provient du site web de la Direction de la communication de l’Observatoire de Paris.